초록 ▼

□ 연구개요
인쇄회로기판과 같은 박판형 구조물에는 특정 스캔 각도에서 감쇠가 많이 일어나 적합하지 않으며, 이를 회피하여 제한된 각도 데이터로 영상을 재구성하는 불완전 토모그라피가 대안이 될 수 있으나 데이터 공핍으로 인해 아티팩트가 발생한다. 본 연구과제에서는 제한된 스캔 궤적에 적합하고 데이터 노이즈에 강한 영상 재구성 필터 디자인을 통해 박판형 구조물에 적합한 FBP 기반 단층영상 재구성 알고리즘 및 물질의 정량적 구분을 통한 가시성 향상을 위한 이중에너지 기법을 개발한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
●

□ 연구개요
인쇄회로기판과 같은 박판형 구조물에는 특정 스캔 각도에서 감쇠가 많이 일어나 적합하지 않으며, 이를 회피하여 제한된 각도 데이터로 영상을 재구성하는 불완전 토모그라피가 대안이 될 수 있으나 데이터 공핍으로 인해 아티팩트가 발생한다. 본 연구과제에서는 제한된 스캔 궤적에 적합하고 데이터 노이즈에 강한 영상 재구성 필터 디자인을 통해 박판형 구조물에 적합한 FBP 기반 단층영상 재구성 알고리즘 및 물질의 정량적 구분을 통한 가시성 향상을 위한 이중에너지 기법을 개발한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
● 이중에너지 불완전 토모그라피 실험을 위한 micro-CT 시스템 구축 및 오차 보정
- 연구환경에 적합한 엑스선원, 엑스선 디텍터, 모션 스테이지 등을 통해 micro-CT 시스템을 구축하고, 이중에너지 실험을 위한 다층 구조 엑스선 디텍터를 제작하여 실험 데이터를 획득하였음
- 원치 않는 시스템의 기하하적 오차를 보정하기 위해 시스템의 오차를 추정하는 알고리즘을 제안하고, 영상 재구성 시 이를 고려하였음
● 불완전 토모그라피의 영상 성능 개선을 위한 필터 및 알고리즘 디자인
- 효과적인 슬라이스 두께를 데이터 및 푸리에 도메인을 기반으로 정의하여 영상 재구성에 소요되는 시간을 줄였고, 디자인한 선형 필터를 FBP에 적용하여 아티팩트를 저감함
- 반복적 영상재구성 방법을 기반으로 필터와 알고리즘을 디자인하였고, regularization 기법을 추가로 적용하여, 연산 시간 대비 영상 성능을 향상시켰음
● 단일조사 이중에너지 기법 기반 물질 구분 알고리즘
- 제작한 다층 구조 엑스선 디텍터를 기반으로 두 번의 조사가 필요했던 기존의 방법과는 달리 한 번의 조사만으로도 이중에너지 기법 적용이 가능하게 하였음
- 이중에너지 기법에 사용되는 가중치를 자동으로 탐지하는 두 알고리즘을 제시하였고, 두 알고리즘 모두 유사한 가중치를 도출하였으며 이중에너지 영상에서 그 효과를 입증하였음
● LAT 영상 성능 향상을 위한 딥러닝 네트워크 학습 방법 도출
- LAT 영상의 특성을 분석하여 빠른 연산속도로 반복적 영상 재구성 방법만큼의 영상 성능을 나타내기 위한 네트워크 학습 방법과, 아트팩트를 저감하기 위한 웨이블릿 기반 학습 방법을 제안함
- 두 가지 학습 방법은 기존 방법에 비해 성능 향상 효과를 입증하였고, 향후 딥러닝 기반 영상재구성 알고리즘 개발 연구의 기초 연구로 활용할 수 있을 것

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
● 제안한 영상재구성 알고리즘들은 낮은 연산 비용으로 별도의 하드웨어 추가 없이 다양한 상용 시스템에 적용하여 산업용 비파괴 검사 분야에서 폭넓게 활용될 수 있을것
● 산학협력을 통해 다양한 검사 샘플 확보 및 검사 현장 적용을 위한 알고리즘 개선을 통해 결함 검출능을 향상키셔 제품 생산 효율을 향상시킬 수 있을 것이며, 산업용 비파괴 검사 외에 의료영상 분야에 적용하여 병변 및 골조직 가시성 향상 등에도 적용할 수 있을 것
● 박판형 구조물 이외에도 대형 검사체(엔진, 차체 등)의 결함 검사를 위한 임의의 스캔 궤적에 적합한 필터, 영상재구성 방법을 개발하는 새로운 연구에도 활용될 수 있음

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 18
• 3) 목표 달성 수준 ... 18
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 18
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 19
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 20
• 끝페이지 ... 41