구조적인 기법을 이용한 머리 MR 단층 영상의 조직 분류 및 가시화

권오봉,김민기 대한의용생체공학회 1999 의공학회지 Vol.20 No.3

Mr(Magnetic Resonance ) 영상은 인체 기관의 상태에 관한 많은 정보를 가지고 있어 이것을 분석하여 가시화하면 의료 진단에 유용하게 이용될 수 있다. MR 영상의 가시화는 영상의 획득, 전처리, 조직 분류, 보간, 렌더링의 단계로 이루어진다. 이 단계 중 Mr 영상의 불완전성 때문에 현재 조직 분류 및 보간이 문제로 되어 있다. 본 논문에서는 머리 MR 영상을 대상으로 조직 분류 및 보간에 대한 기법을 제안하고 제안된 기법을 바탕으로 뇌를 3차원 가시화한다. 조직 분류 기법에서는 뇌조직 성분 구성 등 임상 실험에 의해 밝혀진 뇌에 대한 구조적인 지식을 단계적으로 이용한다. 보간 기법은 오목 윤곽선에 사용할 수 있게 동적 탄성 보간기법을 개선하였다. 제안한 구조적인 분류 기법 및 보간 기법을 다른 기법과 비교 평가한다. Because MR(Magnetic Resonance) slice images have much information of functions about body organs, it is very effeclive for diagnoses lo analyze and visualize MR slice images. A visuahzation process is composed of medical image acquisition, preprocessmg, segmentation, inlerpolation, rendering. Segmentation and interpolation among thenl ,1re currenl hot topics because of MR slice image imperfections. This paper proposes a method for segmentalion, mlerpolation respectively and addresses 3 D-visualizmg of a head. We segmented head tissues uomg otructural knowledge of head studied by clinical experiments sequentially. We improved the dynamic elastic inlerpolation to Utilize in concave conlour. We compared the proposed segmentation method and the interpolation method with other methods.

비등방성을 고려한 사행하천의 유속 공간보간기법 개발

유호준,김동수 한국수자원학회 2017 한국수자원학회논문집 Vol.50 No.7

2차원 유속장(flow field)은 하천흐름의 특성을 이해하기 위한 중요한 수리학적 자료 중 하나로서, 수공구조물 위치선정 및 설계, 하천에서의 이송-확산 예측, 하천 의 수리학적 거동을 예측하기 위한 중요한 기본 자료로 사용된다. 지금까지 이러한 하천흐름 특성을 예측하기 위해 제한적인 현장조건과 적절한 계측방법, 계측기기 의 기술적 한계로 인해 현장실험 보다는 다양한 수치모형을 이용하여 왔다. 하지만 최근에는 계측기기의 발달로 과거보다 정확하고 정밀한 현장계측이 가능하여 졌 으며, 현장 계측자료의 질적이고 양적인 수요를 만족시키고 있다. 대표적으로 초음파도플러유속계(ADCPs; Acoustic Doppler Current Profilers)는 유량을 정확하 게 측정하는 것으로 유명하며, 2차원 뿐만 아니라 3차원 유속장 등 자세한 유속자료를 제공한다. 하지만 이러한 측정 능력에도 불구하고, ADCP를 활용한 유속 측정 은 주로 횡단면 측정을 기본으로 수행하기 때문에, 수치모형의 결과와 같이 높은 밀도의 유속장을 얻기 위해서 공간보간기법이 활용되고 있다. 하지만 만곡이 존재하 는 자연하천은 하도형상에 따라 유속이 지속적으로 변화하기 때문에 일반적인 공간보간기법을 적용하기 어렵다. 즉, 자연하천의 만곡에 따른 비등방성을 고려하지 않 는다면, 역거리가중법(IDW)과 크리깅(Kriging)과 같은 일반적인 공간보간기법으로는 잘못된 결과를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고자 만곡이 존재하는 사행하천을 대상으로 방향성을 고려하기 위한 곡선좌표계와 비등방성을 고려하기 위한 비등방적 참 조범위를 적용한 공간보간기법을 개발하였다. 본 연구에서 제시한 기법을 한국건설기술연구원 하천실험센터에 존재하는 3개의 사행수로가 포함된 실규모의 실험수 로를 대상으로 적용한 결과, 평균제곱근오차와 상관계수는 기존의 공간보간기법과 비교하여 각각 41.5% 감소, 40.0%가 증가하여 정확성과 상관성이 개선되었다. Understanding of the two-dimensional velocity field is crucial in terms of analyzing various hydrodynamic and fluvial processes in the riverine environments. Until recently, many numerical models have played major roles of providing such velocity field instead of in-situ flow measurements, because there were limitations in instruments and methodologies suitable for efficiently measuring in the broad range of river reaches. In the last decades, however, the advent of modernized instrumentations started to revolutionize the flow measurements. Among others, acoustic Doppler current profilers (ADCPs) became very promising especially for accurately assessing streamflow discharge, and they are also able to provide the detailed velocity field very efficiently. Thus it became possible to capture the velocity field only with field observations. Since most of ADCPs measurements have been mostly conducted in the cross-sectional lines despite their capabilities, it is still required to apply appropriate interpolation methods to obtain dense velocity field as likely as results from numerical simulations. However, anisotropic nature of the meandering river channel could have brought in the difficulties for applying simple spatial interpolation methods for handling dynamic flow velocity vector, since the flow direction continuously changes over the curvature of the channel shape. Without considering anisotropic characteristics in terms of the meandering, therefore, conventional interpolation methods such as IDW and Kriging possibly lead to erroneous results, when they dealt with velocity vectors in the meandering channel. Based on the consecutive ADCP cross-sectional measurements in the meandering river channel. For this purpose, the geographic coordinate with the measured ADCP velocity was converted from the conventional Cartesian coordinate (x, y) to a curvilinear coordinate (s, n). The results from application of A-VIM showed significant improvement in accuracy as much as 41.5% in RMSE.

LANDSAT 8호 열적외선 영상과 AWS 자료를 이용한 지상 기온 분포도 제작

구자용 한국지도학회 2014 한국지도학회지 Vol.14 No.1

Climate maps are required at both national and local scales as the interests of climate issues increase in recent years. To meet the need, this study developed a method of producing temperature maps with automatic weather system (AWS) data provided by Korean Meteorological Agency and Landsat 8 thermal infrared sensor (TIRS) imagery. The results were compared with those from the other conventional methods such as spatially interpolated outcomes of AWS data and land surface temperature extracted from Landsat TIRS imagery. It was found that the propose method is superior to the other two approaches in accurately estimating a spatially-continuous temperature map. Therefore, it is anticipated that the incorporation of AWS data with satellite thermal infrared imagery contributes to generating regional-scale climate maps in an accurate fashion. 최근 기후에 대한 관심이 증가하면서 전국단위 뿐만 아니라 지역 단위에서도 기후 지도가 필요하게 되었다. 본 연구에서는 기상청에서 제공하고 있는 무인자동 기상관측장비(AWS) 자료와 LANDSAT 8호 열적외선 영상을 이용하여 지상 기온 분포도를 제작하는 과정을 제시하였다. 지상 기온 분포도 제작을 위하여 기존에 사용되었던 AWS 자료의 공간 보간 기법, 열적외선 영상으로 부터 지표 온도 추출 기법, AWS 자료와 위성영상을 이용한 지상 기온 추출 기법을 비교하고, 지상 기온 분포도에 적합한 지도 제작 기법을 파악하였다. 본 연구의 결과 지상 기온 분포도 제작을 위해 AWS 자료와 위성영상을 이용한 지상 기온 추출 기법이 가장 적합한 것으로 나타났다. 본 연구에서 제시한 과정을 통하여 다양한 지역단위의 기후 지도를 제작할 수 있을 것으로 예상된다.

하천 지형복원을 위한 공간 보간기법 연구

이근상,최연웅,최내인 한국지적학회 2012 한국지적학회지 Vol.28 No.2

수치표고모형 등과 같은 연속면 특성을 갖는 공간자료의 분포를 표현하기 위해서는 한정된 지점에서 관측된 점자료를 기반으로 다양한 형태의 보간법을 적용하는 것이 일반적이다. 그런데 상대적으로 공간적 제약이 적은 육상부와는 달리 하천은 흐름방향에 대하여 좁고 긴 형태의 하천 경계라는 공간적인 제약을 갖고 있으며, 특히 실질적으로는 유일한 하천지형자료라고 할 수 있는 하천횡단면 자료만을 이용하여 하천의 형상을 추정하는 경우 관측된 기지점의 공간적분포가 하천의 흐름방향에 비하여 횡단방향으로 상대적으로 조밀하게 취득되어 일반적인 조건으로 보간법을 적용하는 경우 신뢰할 수 없는 결과를 얻게 된다. 본 연구에서는 보다 현실에 가까운 하천 지형복원을 위한 보간 알고리즘을 개발하는데 목적을 두고 있으며 개발된 알고리즘의 실제 하천에 대한 적용결과를 기존 보간 알고리즘의 적용결과와 상호 비교함으로써 그 효용성을 제시하였다. Interpolation methods are generally used to get data for continuous surface, such a DEM(Digital Elevation Model). However, traditional interpolation method can not be applied to the river channel by same request condition with it’s general usage because river has typical restricted condition, such a narrow river boundary. Especially, the cross section survey data, which is only data for expressing river channel practically, can not be available to use to interpolate river channel because of too long distance of the offset between cross sections. This study is focused on developing an algorithm which is to reconstruct topographic surface of river channel using only cross section data, and comparing result between the result of developed algorithm and traditional interpolation methods.

Hybrid 기법을 이용한 비정상 로터 해석 기법 개발

이준배,채상현,오세종,이관중 한국항공우주학회 2014 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2014 No.4

본 논문에서는 전산유체역학과 자유 후류 모델을 결합하여 비정상 로터 해석을 수행하였다. 전산유체역학을 이용해 블레이드 주변의 공력환경을 예측하고 후류의 거동은 자유후류 모델을 이용하여 모사한다. 장속도 기법을 이용해 각 격자점에 대한 후류효과를 보정하고, 전산유체역학은 후류의 와류강도를 결정한다. 계산 시간의 효율을 높이기 위해 계산 도메인, 블레이드 시간 간격, 후류 이완화에 대해 보간 기법을 적용하였다. 실험결과를 통해 검증함으로써 모듈의 신뢰도를 확보하고, 이를 바탕으로 정확성을 유지하되 계산 시간의 효율을 높이기 위한 연구를 수행하였다. In this study, unsteady rotor flow is simulated by using a coupled CFD/Free wake method to describe wake behavior and to predict rotor aerodynamic characteristics. Wake model provide induced velocity about all calculation domain using Field Velocity Approach and CFD calculate vortex strength of all wake filaments. Interpolation methods, such as calculation domain, blade time step, and wake relaxation, is applied to reduce computational time. The aerodynamic characteristics of the module are validated against experimental data for high accuracy and time efficiency.

디지탈 보간기법을 이용한 실시간 배열신호 생성

윤경식 김천대학교 1995 김천대학교 논문집 Vol.16 No.-

This paper proposes a method of generating an array signal with directionality using Interpolation &Decimation Filtering process. We have selected triangular type sensor array model which is used to estimate the direction of the input signal and Polyphase Interpolation Filter is used for real time process. The input signal to the sensor has been modeled as a sum of a broadband component and discrete lines. Frequency-Domain Beamforming method is used to verify the directivity of array signal. Finally the validity of the proposed array signal model will be confirmed by computer simulation.

적응적 p-Version 유한요소법에서 정규 크리깅에 의한 응력복구기법

우광성(Woo Kwang Sung),조준형(Jo Jun Hyung),이동진(Lee Dong Jin) 대한토목학회 2006 대한토목학회논문집 A Vol.26 No.4A

크리깅 보간법은 지구통계학 분야에 주로 사용되는 보간법의 하나이다. 이 방법은 실험적 베리오그램과 이론적 베리오그램의 작성과 크리깅 보간법의 정식화에 관한 연구를 포함하고 있다. 종래의 응력복구를 위한 최소제곱법과 대조적으로, 가우스 적분점에서의 응력데이타로부터 준정해를 얻기 위해 가중 최소제곱법에 기초를 둔다. 즉, 동일한 기중치를 사용하는 종래의 방식들과는 달리 가우스적분점에서의 응력값의 보간을 위하여 베리오그램 모델링을 통한 가중치가 결정된다. 한편, 분할된 요소망에 Zienkiewicz와 Zhu에 의해 제안된 SPR기법에 기초를 둔 사후오치평기를 통해 p-치수를 균등 또는 선택적으로 증가 시키는 자동체눈 방식이 도입되었다. 이 방법의 정당성을 보기위해 인장력을 받는 개구부를 갖는 평판문제를 해석하였다. 또한, 기존의 최소제곱법과의 비교를 통한 크리깅보간법의 정당성을 보여 주었다. Kriging interpolation is one of the generally used interpolation techniques in Geostatistics field. This technique includes the experimental and theoretical variograms and the formulation of kriging interpolation. In contrast to the conventional least square method for stress recovery, kriging interpolation is based on the weighted least square method to obtain the estimated exact solution from the stress data at the Gauss points. The weight factor is determined by variogram modeling for interpolation of stress data apart from the conventional interpolation methods that use an equal weight factor. In addition to this, the p-level is increased non-uniformly or selectively through a posteriori error estimation based on SPR (superconvergent patch recovery) technique, proposed by Zienkiewicz and Zhu, by auto mesh p-refinement. The cut-out plate problem under tension has been tested to validate this approach. It also provides validity of kriging interpolation through comparing to existing least square method.

Edge 기반 Loss 적용을 통한 비디오 프레임 보간 기법

윤기환(Kihwan Yoon),정진우(Jinwoo Jeong),김성제(Sungjei Kim),허진강(Jingang Huh) 한국HCI학회 2023 한국HCI학회 학술대회 Vol.2023 No.2

딥러닝의 발전에 따라 딥러닝 기반 비디오 프레임 보간 기법(Video Frame Interpolation)의 성능이 크게 발전하였다. 이것은 네트워크 구조의 진화와 다양한 손실함수의 개선에 의해 이루어졌다. 본 논문에서는 비디오 프레임 보간 기법을 위한 손실함수를 개선하기 위한 방법에 대해 다룬다. 대표적인 손실함수로는 이미지의 픽셀 사이의 차이를 줄이며 PSNR 을 높이는 이미지 영역의 손실함수와 이미지의 특징영역 사이의 차이를 줄이며 이미지의 디테일을 보존해 주관적 화질을 개선시키는 특징영역의 손실함수가 있다. 하지만 이미지 영역의 손실함수는 객관적 지표는 개선되지만 텍스쳐 영역에서 영상이 블러되는 문제가 있다. 또한 특징 영역의 손실함수의 경우 주관적 화질은 개선되는 반면 객관적 지표는 떨어지는 문제가 존재한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 기존 손실 함수인 이미지 영역손실 함수와 특징 영영 손실 함수의 장단점을 분석하고 두 가지 손실 함수의 단점을 최소화하고 장점을 활용할 수 있는 방안을 제시한다. 제안한 방식은 기존 네트워크인 RIFE 기반으로 실험을 진행하였다. 제안한 방식은 객관적 화질 지표인 PSNR 을 유지하면서 주관적 화질이 향상되는 결과를 보인다.

인접 픽셀 값과의 기울기 정보를 이용한 확대 영상의 화질 개선 기법

정수목(Soo-Mok Jung) 한국컴퓨터정보학회 2012 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.17 No.2

본 논문에서는 실제 영상에 일반적으로 존재하는 지역성과 실제 영상에 존재하는 단순 볼록 곡면 특성과 단순 오목 곡면의 특성을 충실히 반영하도록 확대 영상의 보간 픽셀 값들을 추정하기 위하여 인접 픽셀 값과의 기울기 정보를 이용하는 효율적인 보간 기법을 제안하였다. 제안된 기법을 적용하여 확대한 영상의 화질 향상을 측정하기 위하여 PSNR(Peak Signal to Noise Ratio)을 사용하였다. 제안된 기법을 적용하여 확대한 다양한 영상들의 PSNR 값들이 기존의 보간 기법들을 적용하여 확대한 영상들의 PSNR 값보다 큰 것을 확인하였다. In this paper, an efficient interpolation scheme using gradient information between adjacent pixel values was proposed to estimate the value of interpolated pixel to have the locality which exists in real image and the characteristic of simple convex surface and simple concave surface which exist partially in the real image. PSNR(Peak Signal to Noise Ratio) was used to evaluate the performance of the proposed scheme. The PSNR values of the magnified images using the proposed scheme are greater than those of the magnified images using the previous interpolation schemes.

Erosion Fractal 기반의 하천지형 보간 기법 개발

황의호,정관수,Hwang, Eui-Ho,Jung, Kwan-Sue 한국수자원학회 2012 한국수자원학회논문집 Vol.45 No.9

본 연구에서는 프랙탈 이론의 하천유역분야 적용성을 고찰을 통하여 하상의 불연속 경계면을 보간하기 위한 침식모형기반 프랙탈 기법을 제시하고, 이를 이용하여 적용 대상인 하상 경계부분의 3차원 지형을 생성하여 실제 측량성과와의 비교, 공간 통계학적 분석을 통해 이론의 적용성을 검증하였다. 침식모형기반 프랙탈 기법의 검증을 위해 표본을 추출하여 실제 지형측량결과 및 IDW 기법에 의한 보간 지형과의 분산분석을 수행하였다. 표본집단이 모집단과 동일 분산을 갖고 있는지에 대한 표고값 간의 F-검정 결과, 유의확률 0.501로 유의수준 0.05보다 큰 것으로 분석되어 표고의 표준차이는 없는 것으로 나타났다. 분산분석 결과 RMSE는 IDW 및 침식모형기반 프랙탈 기법 각 0.802, 0.384로 침식모형기반 프랙탈 기법이 우수한 것으로 나타났다. 이러한 결과로 부터 3차원 정밀 하상 지형 생성 방법으로 침식모형기반 프랙탈 기법의 적용성이 우수한 것으로 사료된다. In this study, a technique based on Fractal Theory with Erosion Model was developed to interpolate the river morphology data at the border area between river bed and river side where both surface and under water surveyings can not be committed easily. Three dimensional river morphology data along the Ara River was generated by the developed technique. The Ara River is an artificially constructed waterway for vessels between the Han River and West Sea of Korea. The result was compared with the survey data by RMSE of 0.384, while the IDW interpolation result has RMSE of 0.802. Consequently, the developed river morphology data interpolation technique using Erosion Model based Fractal Theory is conceived to be superior to the IDW which has been generally used in generating the river morphology data.