초록 ▼

□ 연구개요
회전 변조 시준기 (RMC)는 방사선원의 분포를 빠른 시간 안에 원격으로 감지하기 위한 기술로서 국토 안보를 위해 방사선원 탐색을 위한 RMC 응용 기술 연구가 최근 진행되기 시작했다. RMC는 방사선원의 공간적 분포를 1차원의 변조패턴으로 만들며, 이를 시각화하기 위해서는 영상화 알고리즘이 필수적이다. 기존의 영상화 알고리즘은 장애물이나 차단, 차폐에 따라 RMC를 통해 검출되는 광자의 수가 적어지면, 이미지에 아티팩트를 만들거나 선원의 위치를 정확히 보여주지 못하는 문제가 있다. 본 연구에는 RMC를 이용하여

□ 연구개요
회전 변조 시준기 (RMC)는 방사선원의 분포를 빠른 시간 안에 원격으로 감지하기 위한 기술로서 국토 안보를 위해 방사선원 탐색을 위한 RMC 응용 기술 연구가 최근 진행되기 시작했다. RMC는 방사선원의 공간적 분포를 1차원의 변조패턴으로 만들며, 이를 시각화하기 위해서는 영상화 알고리즘이 필수적이다. 기존의 영상화 알고리즘은 장애물이나 차단, 차폐에 따라 RMC를 통해 검출되는 광자의 수가 적어지면, 이미지에 아티팩트를 만들거나 선원의 위치를 정확히 보여주지 못하는 문제가 있다. 본 연구에는 RMC를 이용하여 방사선원의 공간적 위치를 시각적으로 표현하기 위해 통계적 신호처리와 딥러닝 기술을 이용하여 새로운 영상화 알고리즘을 개발하고 그 성능을 고도화 하는 것을 목표로 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 분산 안정화 변환과 NLM을 이용한 RMC 변조 패턴의 노이즈 제거
RMC에서 검출되는 입자의 수가 적은 경우 Poisson 노이즈를 올바로 제거하는 것이 영상화 알고리즘의 성능에 큰 영향을 미치게 된다. RMC 변조 패턴을 분산 안정화 변환을 통해 변환 후 NLM 필터를 적용하여 노이즈를 제거하고 변환된 변조패턴을 영상화하여 아티팩트를 제거하는 기술을 개발하였다.
2. 심층 신경망 기반의 RMC 영상화
RMC 영상화에 있어서 선원의 세기를 추정하는 것보다 선원의 위치를 정확하게 찾아내는 것이 보다 더 중요하다. 본 연구에서는 선원의 위치를 보다 정확하게 영상화하는 문제에 초점을 맞추고 딥러닝 기반의 영상화 알고리즘을 개발하였다. 개발된 CNN 기반의 영상화 모델을 GAN을 응용하여 성능을 보다 고도화 하였다.
3. 딥러닝 기술을 이용한 RMC 영상화 속도 향상
RMC 변조패턴을 얻기 위한 소요시간으로 실시간 방사선원 검출에 어려움이 있다. 본 연구에서는 적은 수의 각도에서 측정한 데이터를 이용하여 모든 각도에서 측정한 데이터로부터 얻은 영상화 결과와 차이가 없도록 하는 영상화 방법을 개발하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구 과제를 통해 개발된 RMC의 영상화 알고리즘은 다음과 같은 목적으로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.
- 방사선원의 공간적 분포를 시각적으로 파악할 수 있어 핵물질의 공간적 분포와 양을 파악하는데 이용
- 방사능 누출 사고 시 광범위한 지역에 대한 방사선의 공간적 분포와 양을 신속하게 파악할 수 있는 방사선 안전 기술로서 활용
- 방사성 물질의 원거리 탐지 기술로 활용하여 방사선 작업자가 계측기를 직접 들고 오염 지역에 들어갈 때 받을 수 있는 방사선 피폭에 대한 피해 예방 가능
- 방사성 물질을 이용하는 의료기관, 산업 현장, 원전 등에서 방사성 물질을 관리하기 위한 기술로서 활용
- 공항만을 통한 핵물질의 반입, 반출을 검색하기 위한 국토 안보 기술로 활용

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 연구 개발 배경 ... 5
• 1-2. 회전 변조 시준기 (RMC) ... 5
• 1-3. 국내외 연구 동향 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 2-1. 분산 안정화 변환과 NLM을 이용한 RMC 변조 패턴의 노이즈 제거 ... 6
• 2-2. 심층 신경망(Deep Neural Network) 기반의 RMC 영상화 ... 10
• 2-3. 딥러닝 기술을 이용한 RMC 영상화 속도 향상 ... 14
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 18
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 20
• 대표적 연구실적 ... 24
• 끝페이지 ... 30