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압축 센싱의 성능 향상을 위한 적응적 데이터 측정 기술
Adaptive Measurement for Performance Improvement of Compressed Sensing 원문보기

Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea = 전자공학회논문지, v.49 no.9, 2012년, pp.85 - 91  

이동규 (광운대학교 전자공학과) ,  김기준 (광운대학교 전자공학과) ,  안창범 (광운대학교 전기공학과) ,  박호종 (광운대학교 전자공학과)

초록
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랜덤 위치에서 데이터를 측정하여 영상을 복원하는 기존의 압축 센싱 방법은 픽셀 값 변화가 심한 영역에서 많은 왜곡을 발생시킨다. 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위하여 영상에서 변화가 심한 영역을 추정하고 해당 영역에서 더 많은 데이터를 측정하여 복원 영상의 품질을 향상시키는 적응적 압축 센싱 기술을 제안한다. 제안한 기술은 랜덤 위치에서 데이터를 측정하여 영상의 대략적인 특성을 분석하고, 영상 특성에 따라 적응적으로 결정된 데이터 측정 위치에서 데이터를 추가로 측정 한 후 최종 영상을 복원하는 과정으로 구성된다. 동일한 수의 측정 데이터에 대하여 제안한 방법이 기존 방법에 비하여 향상된 품질의 영상을 복원하는 것을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

When an image is reconstructed by the conventional compressed sensing with random measurement points, most degradation in the reconstructed image occurs in the transient regions. To solve this problem, in this paper, an adaptive compressed sensing that estimates the transient regions in the image an...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 반면, (c)와 같은 매우 가는 선이 있을 경우에는 선이 곧 에지가 되고, 이는 픽셀 값 차이가 작은 영역에 해당한다. 따라서 본 논문에서는 블록 특성을 분류하고, 각 특성에 맞는 {xj} 결정 방법을 제안한다.
  • 따라서 CS를 이용한 고속 영상화에서 얻은 영상에는 왜곡이 포함된다. 본 논문에서는 CS 기반의 고속 영상화에서, 기존 방법과 동일한 수의 데이터를 측정하면서 향상된 품질의 영상을 복원할 수 있는 새로운 CS 기술을 제안한다.
  • 본 논문에서는 기존 CS 기반의 고속 영상화 방법에 비하여 향상된 품질의 영상을 얻기 위한 적응적 CS 방법을 제안하고 이를 위하여 영상 특성에 적응적으로 데이터 측정 위치를 구하는 방법을 개발하였다. 제안한 방법은 첫 스캔에서 랜덤 위치의 데이터를 측정하여 영상에 대한 대략적인 특성을 얻고, 이를 기반으로 적응적 측정 위치를 결정한 후, 두 번째 스캔에서 해당 위치의 데이터를 측정한다.
  • 이와 같은 배경에 따라 본 논문에서는 기존 CS에 비하여 우수한 품질의 영상을 복원하기 위하여 물체 특성에 따라 적응적으로 데이터 측정 위치를 결정하는 적응적 CS (adaptive compressed sensing)을 제안하고, 물체의 특성을 분석하여 데이터 측정 위치를 적응적으로 결정하는 방법을 개발한다. 제안한 방법은 기존 CS 기반의 영상 시스템에서 데이터 측정 위치만 변경하므로 기존의 측정 및 복원 장치에 그대로 적용될 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
T-ray 영상 시스템은 어떤 방식을 사용하는가? 최근 테라헤르츠파(T-ray)를 이용한 영상 시스템이 보안, 비파괴 검사, 의료 등의 분야에 널리 사용되고 있다[1~4]. 가장 간단한 T-ray 영상 시스템은 영상화할 물체 (object)의 각 픽셀 위치에서 픽셀 값을 순차적으로 측정하는 래스터 스캔 (raster scan) 방식을 사용한다. 그러나 이 방법은 순차적 데이터 측정으로 인하여 영상 획득 시간이 긴 문제점을 가진다.
빠른 영상획득을 제공하는 어레이 (array) 검출기의 단점은? 고속 T-ray 영상 획득을 위한 다양한 연구들이 진행되었다. 어레이 (array) 검출기를 사용하는 방법은 빠른 영상획득을 제공하지만 별도의 고가 장비가 필요한 문제점을 가진다[5~6]. 압축 센싱 (compressed sensing, CS)을 이용하여 푸리에 영역 (Fourier domain)에서 매우 적은 수의 데이터만을 측정한 후 전체 영상을 복원하는 기술이 개발되었다[7~9].
블록 기반으로 CS를 적용하는 고속 영상화 방법의 장점은 무엇인가? 또한, 공간영역 (spatial domain)에서 블록 기반으로 CS를 적용하는 고속 영상화 방법이 개발되었다[10~11]. 이 방법은 추가 장비 없이 기존 영상 시스템의 영상 획득 속도를 향상시키는 장점을 가진다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (12)

  1. D. M. Mittleman, R. H. Jacobsen and M. C. Nuss, "T-ray imaging," IEEE J. Selected Topics Quantum Electron. 2, 679-692, 1995. 

  2. B. B. Hu and M. C. Nuss, "Imaging with terahertz waves," Opt. Lett. 20, 1716-1718, 1995. 

  3. E. Pickwell and V. P. Wallace, "Biomedical application of terahertz technology," J. Physics D : Appl. Phys. 39, R301-R310, 2006. 

  4. J.-H. Son, "Terahertz electromagnetic interactions with biological matter and their applications," J. Appl. Phys. 105, 102033 1-10, 2009. 

  5. Z. Jiang and X. C. Zhang, "Terahertz imaging via electrooptic effect," IEEE Trans. Microwave Theory and Tech. 47, 2644-2650, 1999. 

  6. J. Xu and X. C. Zhang, "Terahertz wave reciprocal imaging," Appl. Phys. Lett. 88, 151107, 2006. 

  7. E. J. Candes and M. B. Wakin, "An introduction to compressed sampling," IEEE Signal Processing Magazine 25, 21-30, 2008. 

  8. W. L. Chan, M. L. Moravec, R. G. Baraniuk and D. M. Mittleman, "Terahertz imaging with compressed sensing and phase retrieval," Opt. Lett. 33, 974-976, 2008. 

  9. W. L. Chan, K. Charan, D. Takhar, K. F. Kelly, R. G. Baraniuk and D. M. Mittleman, "A single-pixel terahertz imaging system based on compressed sensing," Appl. Phys. Lett. 93, 121105, 2008. 

  10. S.-H. Cho, S.-H. Lee, C. Nam-Gung, S.-J. Oh, J.-H. Son, H. Park, and C.-B. Ahn, "Fast terahertz reflection tomography using blockbased compressed sensing," Opt. Express 19, 16401-16409, 2011. 

  11. B.-M. Hwang, S. H. Lee, W.-T. Lim, C.-B. Ahn, J.-H. Son and H. Park, "A fast spatial-domain terahertz imaging using blockbased compressed sensing," J. Infrared, Millimeter, Terahertz Waves 32, 1328-1336, 2011. 

  12. C. Ye, S. Tak, Y. Han and H. W. Park, "Projection reconstruction MR imaging using FOCUSS," Magnetic Resonance in Medicine 57, 764-775, 2007. 

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