KR102229895B1 - 복수의 부호화 구경을 포함하는 방사선 카메라 및 상기 방사선 카메라를 이용하여 핵종을 분석하는 방법 - Google Patents

복수의 부호화 구경을 포함하는 방사선 카메라 및 상기 방사선 카메라를 이용하여 핵종을 분석하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 부호화 구경을 포함하는 방사선 카메라를 제공한다. 본 발명의 방사선 카메라는 하나 이상의 센서 및 이미지 프로세서를 포함한다. 하나 이상의 센서는 시료로부터 방사된 방사선들 중, 제 1 홀 패턴을 통과한 제 1 방사선, 제 1 홀 패턴이 회전된 형태의 제 2 홀 패턴을 통과한 제 2 방사선, 제 1 홀 패턴과 상이한 제 3 홀 패턴을 통과한 제 3 방사선, 제 3 홀 패턴이 회전된 형태의 제 4 홀 패턴을 통과한 제 4 방사선을 수신한다. 이미지 프로세서는 제 1 방사선 및 제 2 방사선에 기초하여, 노이즈가 제거된 제 1 그림자 영상 및 제 2 그림자 영상을 생성하고, 제 3 방사선 및 제 4 방사선에 기초하여, 노이즈가 제거된 제 3 그림자 영상 및 제 4 그림자 영상을 생성하고, 제 1 그림자 영상, 제 2 그림자 영상, 제 3 그림자 영상 및 제 4 그림자 영상을 영상 재구성 알고리즘을 이용하여 융합하여 최종 영상을 생성한다. 최종 영상은 시료의 타겟 방사성 원소들의 종류 및 분포에 대한 정보를 포함한다. 노이즈는 시료의 방사성 원소들 중 타겟 방사성 원소들을 제외한 나머지 방사성 원소들 또는 방사선들의 산란에 의해 발생한다.

Description

복수의 부호화 구경을 포함하는 방사선 카메라 및 상기 방사선 카메라를 이용하여 핵종을 분석하는 방법{RADIATION CAMERA INCLUDING A PLURALIGY OF CODED APERTURES AND METHOD FOR ANALYZING NUCLIDES USING THE RADIATION CARMERA}
본 발명은 핵종을 분석하는 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 방사선 카메라를 이용하여 핵종을 분석하는 방법에 관한 것이다.
원자력 시설 해체 시, 방사능 오염 사고를 방지하기 위해, 방사성 물질을 제거하는 것이 중요하다. 다만, 제염에는 많은 비용과 시간이 소요되기 때문에, 제염 대상의 경제적 가치와 제염 비용을 고려하여 여러가지 방법으로 제염을 수행한다.
효율적인 제염을 위해서는, 방사성 물질의 핵종을 분석하고, 핵종의 분포를 모니터링하는 것이 필수적이다. 핵종을 분석하고, 핵종 분포를 모니터링하는데, 기계적 집속기를 이용하는 방사선 카메라(또는, 감마 카메라)가 이용된다.
원전 해체 시 발생하는 방사성 폐기물 및 주요 기기에서 검출되는 대표적인 핵종은 137Cs(662 keV)와 60Co(1173, 1332 keV)이다. 상기 대표적인 핵종 이외도 다른 핵종들로부터 방사된 방사선들이 방사선 카메라에 의해 수집될 수 있다. 이 경우, 상기 다른 핵종들에 대한 정보는 노이즈로 작용하여, 대표적인 핵종에 대한 분석 성능을 저하시킬 뿐만 아니라 잘못된 분석 결과가 도출될 수도 있다. 따라서, 방사선 카메라에 의해 수집된 신호에서 다른 핵종들에 의해 발생되는 노이즈를 제거하는 것이 중요하다.
본 발명은 상술된 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로써, 본 발명의 목적은 복수의 부호화 구경을 이용하여, 분해능 및 민감도가 높은 방사선 카메라를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선 카메라는 하나 이상의 센서 및 이미지 프로세서를 포함할 수 있다. 하나 이상의 센서는 시료로부터 방사된 방사선들 중, 제 1 홀 패턴을 통과한 제 1 방사선, 제 1 홀 패턴이 회전된 형태의 제 2 홀 패턴을 통과한 제 2 방사선, 제 1 홀 패턴과 상이한 제 3 홀 패턴을 통과한 제 3 방사선, 제 3 홀 패턴이 회전된 형태의 제 4 홀 패턴을 통과한 제 4 방사선을 수신할 수 있다. 이미지 프로세서는 제 1 방사선 및 제 2 방사선에 기초하여, 노이즈가 제거된 제 1 그림자 영상 및 제 2 그림자 영상을 생성하고, 제 3 방사선 및 제 4 방사선에 기초하여, 노이즈가 제거된 제 3 그림자 영상 및 제 4 그림자 영상을 생성하고, 제 1 그림자 영상, 제 2 그림자 영상, 제 3 그림자 영상 및 제 4 그림자 영상을 영상 재구성 알고리즘을 이용하여 융합하여 최종 영상을 생성할 수 있다. 최종 영상은 시료의 타겟 방사성 원소들의 종류 및 분포에 대한 정보를 포함할 수 있다. 노이즈는 시료의 방사성 원소들 중 타겟 방사성 원소들을 제외한 나머지 방사성 원소들 또는 방사선들의 산란에 의해 발생할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 방사선 카메라는 구경 판, 하나 이상의 센서 및 이미지 프로세서를 포함할 수 있다. 구경 판은 제 1 홀 패턴을 갖는 제 1 부호화 구경, 제 1 홀 패턴이 회전된 제 2 홀 패턴을 갖는 제 2 부호화 구경, 제 3 홀 패턴을 갖는 제 3 부호화 구경, 및 제 3 홀 패턴이 회전된 제 4 홀 패턴을 갖는 제 4 부호화 구경을 포함할 수 있다. 하나 이상의 센서는 하나 이상의 시료로부터 방사되는 방사선들 중, 제 1 부호화 구경을 통과한 제 1 방사선, 제 2 부호화 구경을 통과한 제 2 방사선, 제 3 부호화 구경을 통과한 제 3 방사선 및 제 4 부호화 구경을 통과한 제 4 방사선을 수신할 수 있다. 이미지 프로세서는 제 1 방사선, 제 2 방사선, 제 3 방사선 및 제 4 방사선에 기초하여, 최종 영상을 생성할 수 있다. 최종 영상은 하나 이상의 시료의 타겟 방사성 원소의 종류 및 분포에 대한 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 핵종 분석 방법은 방사선 카메라에 의해, 시료로부터 방사된 방사선들 중, 제 1 홀 패턴을 통과한 제 1 방사선, 제 1 홀 패턴이 회전된 형태의 제 2 홀 패턴을 통과한 제 2 방사선, 제 1 홀 패턴과 상이한 제 3 홀 패턴을 통과한 제 3 방사선, 제 3 홀 패턴이 회전된 형태의 제 4 홀 패턴을 통과한 제 4 방사선을 수신하는 수신 단계, 방사선 카메라에 의해, 제 1 방사선 및 제 2 방사선에 기초하여, 노이즈가 제거된 제 1 그림자 영상 및 제 2 그림자 영상을 생성하고, 제 3 방사선 및 제 4 방사선에 기초하여, 노이즈가 제거된 제 3 그림자 영상 및 제 4 그림자 영상을 생성하는 감산 단계, 및 방사선 카메라에 의해, 제 1 그림자 영상, 제 2 그림자 영상, 제 3 그림자 영상 및 제 4 그림자 영상을 영상 재구성 알고리즘을 이용하여 융합하여 최종 영상을 생성하는 융합 단계를 포함할 수 있다. 최종 영상은 시료의 타겟 방사성 원소들의 종류 및 분포에 대한 정보를 포함할 수 있다. 노이즈는 시료의 방사성 원소들 중 타겟 방사성 원소들을 제외한 나머지 방사성 원소들 또는 방사선들의 산란에 의해 발생할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 방사선 카메라는 상이한 홀 패턴을 갖는 복수의 부호화 구경을 포함할 수 있다. 방사선 카메라는 복수의 부호화 구경을 통과하여 입사되는 방사선들을 모두 이용하여 최종 영상을 생성함으로써, 시료의 방사성 원소를 보다 정확하게 분석할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선 카메라의 구조를 보여주는 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구경 판을 보여주는 개념도이다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구경 판을 보여주는 개념도이다.
도 2c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구경 판을 보여주는 개념도이다.
도 3a, 3b, 3c, 3d 및 3e는 본 발명의 실시 예에 따른 구경 판과 센서들의 구조를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 도 1의 이미지 프로세서(130)의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 도 1의 방사선 카메라(100)의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 다양한 방법으로 생성된 최종 영상들에 의해 나타나는, 시료의 방사성 원소 분포를 보여주는 도면이다.
도 7은 다양한 방법으로 생성된 최종 영상들의 분해능-분산 관계를 보여주는 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예들에 대해 상세히 설명하고자 한다. 본 문서에서 도면 상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 문서에 개시되어 있는 본 발명의 다양한 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 다양한 실시 예들은 여러 가지 형태로 실시될 수 있으며 본 문서에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
다양한 실시 예에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성 요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성 요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선 카메라의 구조를 보여주는 블록도이다.
원자력 시설 해체 시, 방사능 오염 사고를 방지하기 위해, 방사성 물질을 제거하는 것이 중요하다. 효율적인 제염을 위해서는, 방사성 물질의 핵종을 분석하고, 핵종의 분포를 모니터링하는 것이 필수적이다. 이에, 방사선 카메라(또는 감마 카메라, 100)가 이용된다.
방사선 카메라(100)는 시료(1)로부터 방사되는 방사선을 분석하여, 시료(1)에 포함된 핵종 및 방사성 원소들의 분포를 분석할 수 있다. 예로서, 시료(1)는 원전 해체 시 발생하는 방사성 폐기물, 원전의 주요 시설 등 방사능에 오염되거나 방사화된 물질일 수 있다.
방사선 카메라(100)는 시료(1)에 포함된 방사성 원소들 중 137Cs(662 keV) 및 60Co(1173, 1332 keV) 등과 같이 해체 원전에서 중요한 감마선을 방출하는 방사성 원소들을 감지할 수 있다. 시료(1)는 다양한 방사성 원소들을 포함할 수 있으며, 방사선 카메라(100)의 감지 대상이 아닌 방사성 원소들로부터 방사되는 방사선들은 노이즈로 작용할 수 있다. 또한, 노이즈는 방사선들이 방사선 카메라(100)로 수신되는 과정에서 방사선들의 산란에 의해 발생할 수 있다.
방사선 카메라(100)는 Dual-Anti 마스크 기법을 이용하여, 노이즈를 제거할 수 있으며, 이는 아래에서 자세하게 설명된다.
방사선 카메라(100)는 렌즈(110), 구경 판(115) 및 센서들(121, 122), 이미지 프로세서(130), 메모리(140) 및 인터페이스(150)를 포함할 수 있다.
방사선 카메라(100)는 시료(1)로부터 방사되는 방사선을 렌즈(110)를 통해 수신할 수 있다. 렌즈(110) 뒷편에, 부호화 구경을 포함하는 구경 판(115)이 위치할 수 있다. 방사선 카메라(100)는 부호화 구경을 이용하여, 입사되는 방사선의 양을 조절할 수 있다. 부호화 구경의 홀의 크기(또는 너비)가 작아지면 방사선 카메라(100)로 수신되는 방사선의 양이 감소하여, 방사선 카메라(100)의 분해능은 향상되지만 방사선 카메라(100)의 민감도가 감소할 수 있다. 부호화 구경의 홀의 크기(또는 너비)가 커지면, 시료(1)로부터 방사되는 방사선이 모두 부호화 구경을 통과하여, 방사선 카메라(100)의 민감도는 향상되지만 방사선 카메라(100)의 분해능은 감소할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 방사선 카메라(100)는 복수의 부호화 구경(111, 112)을 포함하는 구경 판(115)을 포함할 수 있다. 구경 판(115)은 텅스텐 또는 납으로 구성된 두께 5mm 이상의 원형 판에 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 원형 판은 렌즈(110)에 부착될 수 있으나 이에 한정되지 않고, 렌즈(110)와 분리되어 있는 구조일 수도 있다. 도 1에는 구경 판(115)이 두 개의 부호화 구경(111, 112)을 포함하는 것으로 도시되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 구경 판(115)은 2개 이상의 부호화 구경을 포함할 수 있으며, 2개 이상의 부호화 구경은 도 1에 도시된 것과 상이하게 배치될 수도 있다. 구체적으로, 구경 판(115)은 도 2a 내지 도 2c에 도시된 구조일 수 있다.
부호화 구경들(111, 112)은 각각 상이한 홀 패턴을 가질 수 있다. 예로서, 부호화 구경(111)의 홀 너비는 부호화 구경(112)의 홀 너비보다 작을 수 있으며, 부호화 구경(111)의 홀 패턴은 부호화 구경(112)의 홀 패턴보다 복잡할 수 있다. 방사선 카메라(100)는 부호화 구경들(111, 112)로 입사된 방사선을 모두 이용하여 시료(1)의 방사성 원소를 분석하므로, 하나의 부호화 구경을 사용하는 방사선 카메라보다 분해능 및 민감도가 높을 수 있다.
센서들(121, 122)은 부호화 구경들(111, 112)을 통해 입사된 방사선을 수신할 수 있다.
방사선 카메라(100)는 복수의 센서(121, 122)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 센서들(121, 122)의 개수는 부호화 구경들(111, 112)의 개수와 동일할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 이 경우, 방사선 카메라(100)는 부호화 구경들(111, 112)을 통해 입사되는 방사선들을 각각 센서들(121, 122)을 통해 수신할 수 있다. 따라서, 방사선 카메라(100)는 방사선들을 수집하는 시간을 보다 단축할 수 있다.
다만 본 발명은 이에 한정되지 않고, 방사선 카메라(100)는 하나의 센서(121)를 포함할 수 있다. 이 경우, 방사선 카메라(100)는 구경 판(115) 및/또는 센서(121)를 이동시키며, 부호화 구경들(111, 112) 각각을 통해 입사되는 방사선을 수신할 수 있다.
센서(121)는 입사되는 방사선에 기초하여, 전기적 신호를 생성할 수 있다. 센서(121)에서 생성되는 전기적 신호의 세기는 입사되는 방사선의 세기와 대응할 수 있다. 예로서, 입사되는 방사선의 세기가 클수록 센서(121)에서 생성되는 전기적 신호의 세기가 클 수 있다. 입사되는 방사선의 세기가 적을수록 센서(121)에서 생성되는 전기적 신호의 세기가 적을 수 있다. 센서(122)도 센서(121)와 동일한 기능 및 동작들을 제공하므로, 센서(122)에 대한 설명은 생략된다.
영상 프로세서(130)는 센서들(121, 122)로부터 생성되는 전기적 신호들을 수신할 수 있다. 영상 프로세서(130)는 전기적 신호들을 가공하여, 영상을 생성할 수 있다. 예로서, 영상 프로세서(130)에서 생성된 영상은 시료(1)에 포함된 방사성 원소의 종류 및 분포를 나타낼 수 있다.
영상 프로세서(130)는 전기적 신호들의 노이즈를 제거할 수 있다. 영상 프로세서(130)는 Dual-Anti 마스크 기법을 이용하여 전기적 신호들의 노이즈를 제거할 수 있다. 영상 프로세서(130)는 노이즈가 제거된 전기적 신호들을 융합할 수 있다. 영상 프로세서(130)는 hybrid-update MLEM 영상 재구성 기법을 이용하여 노이즈가 제거된 전기적 신호들을 융합할 수 있다. 영상 프로세서(130)는 융합된 신호를 기초로, 시료(1)의 방사성 원소의 종류 및 분포를 나타내는 최종 영상을 생성할 수 있다. 영상 프로세서(130)가 전기적 신호들을 처리하는 방법은 도 4 내지 도 6을 참조하여 자세하게 설명된다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 방사선 카메라(100)는 상이한 홀 패턴을 가진 복수의 부호화 구경들(111, 112)을 통해 획득된 방사선들을 모두 이용하여 최종 영상을 생성할 수 있다. 따라서, 방사선 카메라(100)에 의해 생성된 최종 영상은 타겟 방사성 원소의 종류 및 분포를 보다 정확하게 나타낼 수 있다.
메모리(140)는 이미지 프로세서(130)에서 생성된 영상을 저장할 수 있다. 또한, 이미지 프로세서(130)에서 실행되는 Dual-Anti 마스크 기법 및 hybrid-update MLEM 영상 재구성 기법과 관련된 코드들 및/또는 프로그램들을 저장할 수 있다.
방사선 카메라(100)는 인터페이스(150)를 통해 외부 장치들과 통신할 수 있다. 필요한 경우, 방사선 카메라(100)는 인터페이스(150)를 통해 이미지 프로세서(130)에서 생성된 최종 영상을 외부 장치로 송신할 수 있다. 예로서, 방사선 카메라(100)는 인터페이스(150)를 통해 최종 영상을 외부의 디스플레이 장치(미도시)로 출력할 수 있다. 디스플레이 장치는 화면에 최종 영상을 표시할 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구경 판을 보여주는 개념도이다.
도 2a의 구경 판(115a)은 도 1의 구경 판(115)와 대응하는 동작들 및 기능들을 제공할 수 있다. 구경 판(115a)은 복수의 부호화 구경(111a, 112a)을 포함할 수 있다. 부호화 구경들(111a, 112a)은 각각 도 1의 부호화 구경들(111, 112)에 대응할 수 있다. 부호화 구경(111a)을 통해 입사된 방사선에 기초하여 생성되는 영상은 부호화 구경(112a)을 통해 입사된 방사선에 기초하여 생성되는 영상보다 분해능이 높을 수 있다. 또한, 부호화 구경(112a)을 통해 입사된 방사선에 기초하여 생성되는 영상은 부호화 구경(111a)을 통해 입사된 방사선에 기초하여 생성되는 영상보다 민감도가 높을 수 있다.
도 1의 방사선 카메라(100)는 복수의 센서(121a, 122a)를 포함할 수 있다. 복수의 센서(121, 122)는 각각 복수의 부호화 구경(111a, 112a)과 대응하는 곳에 위치할 수 있다. 이하 설명들에서, 센서가 부호화 구경과 대응하는 곳에 위치한다는 것은 부호화 구경을 통해 입사되는 방사선을 수신할 수 있는 곳에 위치하는 것을 의미한다. 예로서, 복수의 센서(121a, 122a)은 복수의 부호화 구경(111a, 112a) 뒤에 위치하여, 각각 복수의 부호화 구경(111a, 112a)을 통해 입사되는 방사선을 수신할 수 있다.
복수의 센서(121a, 122a)는 부호화 구경들(111a, 112a)을 통해 입사되는 방사선들을 수신할 수 있다. 부호화 구경들(111a, 112a)을 통해 입사되는 방사선들이 수신된 이후에, 방사선 카메라(100)는 부호화 구경(111a, 112a)을 오른쪽 또는 왼쪽으로 90˚ 회전시킬 수 있다. 복수의 센서(121a, 122a)는 90˚ 회전된 부호화 구경들(111a, 112a)을 통해 입사되는 방사선들을 수신할 수 있다. 이하, 부호화 구경(111a, 112a)이 회전한다는 것은 구경 판(115a)이 회전한다는 것을 의미한다.
다만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 복수의 부호화 구경(111a, 112a)은 동일한 수직선 상에 위치하지 않을 수 있으며, 방사선 카메라(100)는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 복수의 부호화 구경(111a, 112a)의 배치 및 하나 이상의 센서의 개수 및 배치에 따라, 구경 판(115a)은 90˚ 이외의 각도로 회전될 수도 있다.
본 발명은 구경 판(115a)이 서로 상이한 부호화 구경들을 적어도 2개 이상 포함하고, 방사선 카메라(100)에 포함되는 하나 이상의 센서가 부호화 구경(111a)을 통과하여 입사되는 방사선, 부호화 구경(111a)이 90˚ 회전된 홀 패턴을 통과하여 입사되는 방사선, 부호화 구경(112a)을 통과하여 입사되는 방사선, 부호화 구경(112a)이 90˚ 회전된 홀 패턴을 통과하여 입사되는 방사선을 모두 수신할 수 있는 구조를 갖는 범위에서, 다양한 형태로 구현될 수 있다.
본 발명은 부호화 구경(111a)을 통과하여 입사되는 방사선, 부호화 구경(111a)이 90˚ 회전된 홀 패턴을 통과하여 입사되는 방사선, 부호화 구경(112a)을 통과하여 입사되는 방사선, 부호화 구경(112a)이 90˚ 회전된 홀 패턴을 통과하여 입사되는 방사선을 모두 이용하여, 보다 분해능 및 민감도가 높은 영상을 생성할 수 있다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구경 판을 보여주는 개념도이다. 도 2c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구경 판을 보여주는 개념도이다.
도 2b의 구경 판(115b), 도 2c의 구경 판(115c)은 도 1의 구경 판(115)과 대응하는 동작들 및 기능들을 제공할 수 있다.
구경 판(115b) 및 구경 판(115c) 각각은 4개의 부호화 구경(111a, 111b, 112a, 112b)을 포함할 수 있다. 부호화 구경(111b)은 부호화 구경(111a)이 오른쪽으로 90˚ 회전된 형태일 수 있다. 부호화 구경(112b)은 부호화 구경(112a)이 오른쪽으로 90˚ 회전된 형태일 수 있다. 구경 판(115b)에서, 부호화 구경들(111a, 111b)은 동일한 수직선 상에 위치할 수 있다. 구경 판(115b)에서, 부호화 구경들(112a, 112b)은 동일한 수직선 상에 위치할 수 있다. 구경 판(115c)에서, 부호화 구경들(111a, 112a)은 동일한 수직선 상에 위치할 수 있다. 구경 판(115c)에서, 부호화 구경들(111b, 112b)은 동일한 수직선 상에 위치할 수 있다.
다만, 본 발명의 복수의 부호화 구경은 도 2b 및 도 2c에 도시된 복수의 부호화 구경(111a, 111b, 112a, 112b)에 한정되지 않는다. 본 발명은 복수의 부호화 구경(111a, 111b, 112a, 112b)과 상이한 홀 패턴 및 홀 크기를 갖는 부호화 구경들을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명은 복수의 부호화 구경(111a, 111b, 112a, 112b)을 도 2b 및 도 2c에 도시된 것과 상이하게 배치할 수도 있다. 예로서, 부호화 구경(111b)은 부호화 구경(111a)이 왼쪽으로 90˚ 회전된 형태일 수 있다. 부호화 구경(112b)은 부호화 구경(112a)이 왼쪽으로 90˚ 회전된 형태일 수 있다.
도 3a, 3b, 3c, 3d 및 3e는 본 발명의 실시 예에 따른 구경 판과 센서들의 구조를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3a, 3b, 3c, 3d 및 3e에는 도 2b의 구경 판(115b)이 도시되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 구경 판(115b) 대신 도 2a의 구경 판(115a) 또는 도 2c의 구경 판(115c)이 사용될 수 있으며, 이 외에도 복수의 부호화 구경을 포함하는 다양한 구경 판이 사용될 수도 있다.
도 3a에 따르면, 도 1의 방사선 카메라(100)는 구경 판(115b) 및 하나의 센서(121a)를 포함할 수 있다. 센서(121a)는 도 1의 센서(121)와 동일한 기능 및 동작을 제공할 수 있다. 센서(121a)는 부호화 구경들(111a, 111b, 112a, 112b) 중 어느 하나에 대응하는 곳에 위치할 수 있다. 예로서, 센서(121a)가 부호화 구경(111a)에 대응하는 곳에 위치하는 경우, 센서(121a)는 부호화 구경(111a)을 통과하여 입사하는 방사선을 수신할 수 있다. 방사선 카메라(100)는 센서(121a)를 오른쪽 또는 왼쪽으로 90˚씩 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 센서(121a)는 부호화 구경들(111a, 112a, 111b, 112b)을 통과하여 입사하는 방사선들을 모두 수신할 수 있다.
도 3b에 따르면, 도 1의 방사선 카메라(100)는 구경 판(115b) 및 센서들(121b, 122b, 123b, 124b)을 포함할 수 있다. 센서들(121b, 122b, 123b, 124b) 각각은 도 1의 센서(121)와 동일한 기능 및 동작을 제공할 수 있다. 센서들(121b, 122b, 123b, 124b)은 각각 부호화 구경들(111a, 112a, 111b, 112b)에 대응하는 곳에 위치할 수 있다. 센서들(121b, 122b, 123b, 124b)은 각각 부호화 구경들(111a, 112a, 111b, 112b)을 통과하여 입사하는 방사선들을 차례로 수신할 수 있다. 이 경우, 방사선 카메라(100)는 센서들(121b, 122b, 123b, 124b)을 회전시킬 필요 없이, 부호화 구경들(111a, 112a, 111b, 112b)을 통과하는 방사선들에 대한 정보를 보다 짧은 시간안에 수집할 수 있다.
도 3c에 따르면, 도 1의 방사선 카메라(100)는 구경 판(115b) 및 센서들(121c, 122c, 123c, 124c)을 포함할 수 있다. 센서들(121c, 122c, 123c, 124c) 각각은 도 1의 센서(121)와 동일한 기능 및 동작을 제공할 수 있다. 센서들(121c, 122c, 123c, 124c)은 각각 부호화 구경들(111a, 112a, 112b, 111b)에 대응하는 곳에 위치할 수 있다. 센서들(121c, 122c)은 센서들(123c, 124c) 맞은 편에 위치할 수 있다. 센서들(121c, 122c)은 시료(1a)에서 방사된 방사선들 중 부호화 구경들(111a, 112a)을 통과하는 방사선을 수신할 수 있다. 센서들(123c, 124c)은 시료(1b)에서 방사된 방사선들 중 부호화 구경들(112b, 111b)을 통과하는 방사선을 수신할 수 있다. 시료(1a)는 시료(1b)와 동일한 방사성 원소를 포함하거나, 동일하지는 않더라도 유사한 방사성 원소를 포함할 수 있다. 또는, 시료(1a)는 시료(1b)와 동일한 구조물에서 분리된 시료일 수도 있다. 방사선 카메라(100)는 센서들(121c, 122c, 123c, 124c)로 수신된 방사선을 분석하여, 시료(1a) 및/또는 시료(1b)의 방사성 원소를 분석할 수 있다. 방사선 카메라(100)는 도 3c에 도시된 것과 같은 구조의 센서들(121c, 122c, 123c, 124c)을 포함하므로서, 확장된 FOV(Field Of View)를 가질 수 있다. 또한, 도 3c에 도시된 구조를 갖는 방사선 카메라(100)는 복수의 장치를 포함하는 시스템으로 구현될 수도 있다.
도 3d에 따르면, 도 1의 방사선 카메라(100)는 구경 판(115b) 및 센서들(121d, 122d)을 포함할 수 있다. 센서들(121d, 122d) 각각은 도 1의 센서(121)와 동일한 기능 및 동작을 제공할 수 있다. 센서들(121d, 122d)은 각각 부호화 구경들(111a, 111b)에 대응하는 곳에 위치하거나, 부호화 구경들(112a, 112b)에 대응하는 곳에 위치할 수 있다. 이 경우, 방사선 카메라(100)는 구경 판(115b)을 오른쪽 또는 왼쪽으로 90˚씩 회전시키며, 부호화 구경들(111a, 111b, 112a, 112b)을 통과하는 방사선들을 수집할 수 있다.
도 3e에 따르면, 도 1의 방사선 카메라(100)는 구경 판(115b) 및 센서들(121e, 122e)을 포함할 수 있다. 센서들(121e, 122e) 각각은 도 1의 센서(121)와 동일한 기능 및 동작을 제공할 수 있다. 센서(121e)는 부호화 구경들(111a, 111b) 중 하나에 대응하는 곳에 위치하고, 센서(122e)는 부호화 구경들(112a, 112b) 중 하나에 대응하는 곳에 위치할 수 있다. 이 경우, 방사선 카메라(100)는 구경 판(115b)을 오른쪽 또는 왼쪽으로 180˚씩 회전시키며, 부호화 구경들(111a, 111b, 112a, 112b)을 통과하는 방사선들을 수집할 수 있다.
도 4는 도 1의 이미지 프로세서(130)의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1의 센서들(121, 122)은 생성된 전기적 신호를 이미지 프로세서(130)로 전송할 수 있다. 이미지 프로세서(130)는 센서들(121, 122)로부터 수신되는 전기적 신호에 기초하여, 시료(1)의 방사성 원소를 분석할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 도 1의 방사선 카메라(100)는 도 2a 내지 도 3을 참조하여 설명된 것처럼, 다양한 구경판 및 센서를 통해 수신된 방사선들에 기초하여, 시료(1)의 방사성 원소를 분석할 수 있다.
센서들(121, 122)로부터 수신된 전기적 신호들은 각각 영상들(A, B, C, D)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 영상들(A, B, C, D)은 각각 도 2b에 도시된 부호화 구경들(111a, 111b, 112a, 112b)과 대응하는 구조를 갖는 부호화 구경들을 통해 입사된 방사선들에 기초하여 생성될 수 있다.
이미지 프로세서(130)는 영상들(A, B)에 기초하여, 노이즈가 제거된 그림자 영상들(S1, S2)을 생성할 수 있다. 이미지 프로세서(130)는 Anti 마스크 기법을 이용하여, 영상들(A, B)에서 부호화 구경에서 감약되지 않고 투과된 노이즈를 제거할 수 있다.
이미지 프로세서(130)는 영상들(A, B)에 적용하는 Anti 마스크 기법을, 영상들(C, D)에도 적용하여 그림자 영상들(R1, R2)을 생성할 수 있다. 즉, 이미지 프로세서(130)는 영상들(A, B, C, D)을 이용하여 총 4개의 그림자 영상들(S1, S2, R1, R2)을 생성할 수 있으며, 이 때 이미지 프로세서(130)에서 사용되는 기법이 Dual-Mask 기법으로 명명된다.
이미지 프로세서(130)는 영상(A)에서 영상(B)를 감산하여, 그림자 영상(S1)을 생성할 수 있다. 영상(A)에서 영상(B)를 감산한다는 것은, 영상(A)의 일 픽셀 값에서 영상(A)의 일 픽셀 값과 대응하는 위치의 영상(B)의 일 픽셀 값을 빼는 것을 의미한다. 이미지 프로세서(130)는 영상(B)에서 영상(A)를 감산하여, 그림자 영상(S2)을 생성할 수 있다. 이미지 프로세서(130)는 영상(C)에서 영상(D)를 감산하여, 그림자 영상(R1)을 생성할 수 있다. 이미지 프로세서(130)는 영상(D)에서 영상(C)를 감산하여, 그림자 영상(R2)을 생성할 수 있다.
이미지 프로세서(130)는 그림자 영상들(S1, S2, R1, R2)을 융합하여, 최종 영상(MO)를 생성할 수 있다. 이미지 프로세서(130)는 푸아송 확률 분포를 기반으로 만들어진 영상 재구성 알고리즘을 이용하여, 그림자 영상들(S1, S2, R1, R2)을 융합할 수 있다. 이미지 프로세서(130)는 영상 재구성 알고리즘을 이용하여, 가장 가능성이 높은 방사선 원소의 분포를 나타내는 최종 영상(MO)를 생성할 수 있다. 예로서, 이미지 프로세서(130)는 hybrid-update MLEM 영상 재구성 알고리즘을 이용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 아래의 [수학식 1]은 hybrid-update MLEM 영상 재구성 알고리즘을 나타낸다.
Figure 112020067630097-pat00001
[수학식 1]에서, λj n은 n번째 재구성된 영상에서, 픽셀 j에서의 방사선의 강도를 나타낸다. n은 양수이다. 이미지 프로세서(130)는 그림자 영상들(S1, S2, R1, R2) 각각의 픽셀 값들을 연산하여, 첫번째 재구성된 영상을 생성할 수 있다. 즉, 이미지 프로세서(130)는 그림자 영상들(S1, S2, R1, R2)의 픽셀 값들을 조합하여, hybrid-update MLEM 영상 재구성 알고리즘의 초기 값(λj 1)을 계산할 수 있다. Cij X는 시료(1)의 픽셀 j에 대응하는 위치로부터 방사선이 방출되어 그림자 영상(X)의 픽셀 i에 대응하는 센서의 위치로 도달할 확률을 나타낸다. 그림자 영상(X)는 그림자 영상들(S1, S2, R1, R2) 중 하나일 수 있다. Cij X는 상수일 수 있으며, 사용자는 실험을 통해, 영상 재구성 알고리즘의 예측 정확도가 높아지도록 Cij X를 결정할 수 있다. Yi X는 그림자 영상(X)의 픽셀 i에서 검출되는 정보로부터 획득되는 값을 의미한다. 예로서, Yi X는 그림자 영상(X)의 픽셀 i의 픽셀 값일 수 있다.
이미지 프로세서(130)는 [수학식 1]에 기초하는 영상 재구성 알고리즘을 이용하여, 이미지를 k번 재구성할 수 있다. 이미지 프로세서(130)는 이미지를 k번 재구성하여 최종 영상(M0)을 생성할 수 있다. K는 양수이다. 이미지 프로세서(130)는 영상 재구성을 적절하게 반복 수행하여, 보다 정확한 정보를 포함하는 최종 영상(M0)을 생성할 수 있다. 최종 영상(M0)은 시료(1)를 구성하는 방사성 원소들의 종류 및 그 방사성 원소들의 분포를 나타낼 수 있다.
즉, 이미지 프로세서(130)는 4개의 영상들(A, B, C, D)을 이용하여 총 4개의 그림자 영상들(S1, S2, R1, R2)을 생성함으로써, 본 발명에 따르면, 영상 재구성 시 이용되는 유효 데이터가 증가할 수 있다. 따라서, 방사선 카메라(100)의 성능이 향상될 수 있으며, 구체적으로, 방사선 카메라(100)는 고 분해능 및 고 민감도의 최종 영상(M0)을 생성할 수 있다.
도 5는 도 1의 방사선 카메라(100)의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하는 설명에서, 방사선 카메라(100)는 서로 상이한 홀 패턴을 갖는 제 1 부호화 구경 및 제 2 부호화 구경을 포함하는 것으로 가정된다. 방사선 카메라(100)는 도 1의 시료(1)로부터 방사된 방사선들 중, 제 1 부호화 구경 및 제 2 부호화 구경 각각을 통과하는 방사선을 수신할 수 있다.
S110 동작에서, 방사선 카메라(100)는 제 1 부호화 구경을 통과한 제 1 방사선, 제 1 부호화 구경이 90° 회전된 홀 패턴을 통과한 제 2 방사선, 제 2 부호화 구경을 통과한 제 3 방사선, 제 2 부호화 구경이 90° 회전된 홀 패턴을 통과한 제 4 방사선을 수신할 수 있다. 방사선 카메라(100)는 상이한 정보를 포함하는 제 1 내지 제 4 방사선을 모두 수신하기 위해, 센서 및/또는 렌즈를 회전 및/또는 이동시킬 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지는 않는다.
S120 동작에서, 방사선 카메라(100)는 제 1 내지 제 4 방사선에 기초하여, 각각 영상들(A, B, C, D)을 생성할 수 있다.
S130 동작에서, 방사선 카메라(100)는 영상들(A, B)에 Anti 마스크 기법을 적용하여, 제 1 그림자 영상 및 제 2 그림자 영상을 생성할 수 있다. 방사선 카메라(100)는 영상(A)에서 영상(B)을 감산하여, 제 1 그림자 영상(A-B)을 생성할 수 있다. 방사선 카메라(100)는 영상(B)에서 영상(A)을 감산하여, 제 2 그림자 영상(B-A)을 생성할 수 있다.
S140 동작에서, 방사선 카메라(100)는 영상들(C, D)에 Cnti 마스크 기법을 적용하여, 제 1 그림자 영상 및 제 2 그림자 영상을 생성할 수 있다. 방사선 카메라(100)는 영상(C)에서 영상(D)을 감산하여, 제 1 그림자 영상(C-D)을 생성할 수 있다. 방사선 카메라(100)는 영상(D)에서 영상(C)을 감산하여, 제 2 그림자 영상(D-C)을 생성할 수 있다.
S150 동작에서, 방사선 카메라(100)는 제 1 내지 제 4 그림자 영상을 영상 재구성 기법을 이용하여 융합할 수 있다. 예로서, 방사선 카메라(100)는 hybrid-update MLEM 영상 재구성 기법을 이용할 수 있다. 방사선 카메라(100)는 제 1 내지 제 4 그림자 영상을 융합하여, 최종 영상을 생성할 수 있다. 최종 영상은 시료(1)의 방사성 원소의 종류 및 분포에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 6은 다양한 방법으로 생성된 최종 영상들에 의해 나타나는, 시료의 방사성 원소 분포를 보여주는 도면이다.
도면 (a), (b), (c)는 시료(1)에서의 원소 137Cs(662KeV)의 분포를 나타내며, 각각 제 1 방법, 제 2 방법 및 제 3 방법(본원 방법)에 의해 생성된 도면이다.
도면 (d), (e), (f)는 시료(1)에서의 원소 60Co(1173KeV)의 분포를 나타내며, 각각 제 1 방법, 제 2 방법 및 제 3 방법(본원 방법)에 의해 생성된 도면이다.
도면 (g), (h), (i)는 시료(1)에서의 원소 60Co(1332KeV)의 분포를 나타내며, 각각 제 1 방법, 제 2 방법 및 제 3 방법(본원 방법)에 의해 생성된 도면이다.
제 1 방법은 방사선에 기초하여 생성된 영상에서 노이즈를 제거하는 과정없이, 최종 영상을 생성하는 방법을 의미한다. 예로서, 제 1 방법은 그림자 영상을 생성하지 않고, 도 4의 영상(A)을 이용하여 최종 영상을 생성하는 방법을 의미할 수 있다.
제 2 방법은 두 개의 영상들로부터 그림자 영상을 하나씩만 생성하여, 최종 영상을 생성하는 방법을 의미한다. 예로서, 제 2 방법은 도 4의 영상들(A, B)로부터 그림자 영상(S1)을 생성하고, 그림자 영상(S1)을 이용하여 최종 영상을 생성하는 방법을 의미할 수 있다.
제 3 방법은 위에서 설명된 본원 방법을 의미한다. 제 3 방법은 두 개의 영상들부터 그림자 영상을 두 개씩 생성하여, 최종 영상을 생성하는 방법을 의미한다. 예로서, 제 2 방법은 도 4의 영상들(A, B)로부터 그림자 영상들(S1, S2)을 생성하고, 영상들(C, D)로부터 그림자 영상들(R1, R2)을 생성하고, 그림자 영상들(S1, S2, R1, R2)을 융합하여 최종 영상(M0)을 생성하는 방법을 의미할 수 있다.
도 7은 다양한 방법으로 생성된 최종 영상들의 분해능-분산 관계를 보여주는 그래프이다.
도 7을 참조하여 언급되는 제 1 방법, 제 2 방법 및 제 3 방법은 도 6을 참조하여 설명된 방법들과 동일한다. 그래프들(g1, g2, g3) 각각의 x축은 영상의 분해능을 나타내고, y축은 상대 표준 편차를 나타낸다. 그래프들(g1, g2, g3)을 참조하면, 영상이 재구성되는 횟수가 증가할수록, 영상의 분해능이 향상된다.
그래프가 원점에 가까울수록, 영상의 성능이 높다는 것을 의미한다. 그래프들(g1, g2, g3)을 참조하면, 제 3 방법에 의해 생성된 최종 영상의 성능이 제 1 방법에 의해 생성된 최종 영상 및 제 2 방법에 의해 생성된 최종 영상의 성능들보다 높다. 즉, 도 7을 참조하면, 본원 방법에 따라 생성되는 최종 영상의 성능이 높다는 것이 확인된다.
상술된 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 발명은 상술된 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들 또한 포함할 것이다. 또한, 본 발명은 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술된 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (18)

  1. 시료로부터 방사된 방사선들 중, 제 1 홀 패턴을 통과한 제 1 방사선, 상기 제 1 홀 패턴이 회전된 형태의 제 2 홀 패턴을 통과한 제 2 방사선, 상기 제 1 홀 패턴과 상이한 제 3 홀 패턴을 통과한 제 3 방사선, 상기 제 3 홀 패턴이 회전된 형태의 제 4 홀 패턴을 통과한 제 4 방사선을 수신하는 하나 이상의 센서; 및
    상기 제 1 방사선 및 상기 제 2 방사선에 기초하여, 노이즈가 제거된 제 1 그림자 영상 및 제 2 그림자 영상을 생성하고, 상기 제 3 방사선 및 상기 제 4 방사선에 기초하여, 노이즈가 제거된 제 3 그림자 영상 및 제 4 그림자 영상을 생성하고, 상기 제 1 그림자 영상, 상기 제 2 그림자 영상, 상기 제 3 그림자 영상 및 상기 제 4 그림자 영상을 영상 재구성 알고리즘을 이용하여 융합하여 최종 영상을 생성하는 이미지 프로세서를 포함하고,
    상기 최종 영상은 상기 시료의 타겟 방사성 원소들의 종류 및 분포에 대한 정보를 포함하고,
    상기 노이즈는 상기 시료의 방사성 원소들 중 상기 타겟 방사성 원소들을 제외한 나머지 방사성 원소들 또는 상기 방사선들의 산란에 의해 발생하는 방사선 카메라.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 홀 패턴은 상기 제 1 홀 패턴이 90˚회전된 패턴이고,
    상기 제 4 홀 패턴은 상기 제 3 홀 패턴이 90˚회전된 패턴인 방사선 카메라.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 홀 패턴을 갖는 제 1 부호화 구경 및 상기 제 3 홀 패턴을 갖는 제 2 부호화 구경을 포함하는 구경 판을 더 포함하고,
    상기 제 1 홀 패턴의 홀 너비는 상기 제 3 홀 패턴의 홀 너비 보다 좁고,
    상기 제 1 홀 패턴은 상기 제 3 홀 패턴 보다 복잡한 방사선 카메라.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 구경 판은 상기 제 1 방사선 및 상기 제 3 방사선이 상기 하나 이상의 센서로 수신된 후 회전되고,
    상기 하나 이상의 센서는 상기 구경 판이 회전된 후, 상기 제 1 부호화 구경을 통해 입사되는 상기 제 2 방사선 및 상기 제 2 부호화 구경을 통해 입사되는 상기 제 4 방사선을 수신하는 방사선 카메라.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 홀 패턴을 갖는 제 1 부호화 구경, 상기 제 2 홀 패턴을 갖는 제 2 부호화 구경, 상기 제 3 홀 패턴을 갖는 제 3 부호화 구경, 및 상기 제 4 홀 패턴을 갖는 제 4 부호화 구경을 포함하는 구경 판을 더 포함하고,
    상기 제 1 홀 패턴의 홀 너비는 상기 제 3 홀 패턴의 홀 너비 보다 좁고,
    상기 제 1 홀 패턴은 상기 제 3 홀 패턴 보다 복잡한 방사선 카메라.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서는 상기 제 1 부호화 구경을 통해 입사되는 상기 제 1 방사선을 수신하기 위한 제 1 센서, 상기 제 2 부호화 구경을 통해 입사되는 상기 제 2 방사선을 수신하기 위한 제 2 센서, 상기 제 3 부호화 구경을 통해 입사되는 상기 제 3 방사선을 수신하기 위한 제 3 센서, 및 상기 제 4 부호화 구경을 통해 입사되는 상기 제 4 방사선을 수신하기 위한 제 4 센서를 포함하는 방사선 카메라.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 1 부호화 구경 및 상기 제 2 부호화 구경은 제 1 선상에 위치하고,
    상기 제 3 부호화 구경 및 상기 제 4 부호화 구경은 상기 제 1 선상과 상이한 제 2 선상에 위치하는 방사선 카메라.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 1 부호화 구경 및 상기 제 3 부호화 구경은 제 1 선상에 위치하고,
    상기 제 2 부호화 구경 및 상기 제 4 부호화 구경은 상기 제 1 선상과 상이한 제 2 선상에 위치하는 방사선 카메라.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 이미지 프로세서는 상기 제 1 방사선에 기초하여 생성된 제 1 영상에서 상기 제 2 방사선에 기초하여 생성된 제 2 영상을 감산하여 제 1 그림자 영상을 생성하고, 상기 제 2 영상에서 상기 제 1 영상을 감산하여 제 2 그림자 영상을 생성하고, 상기 제 3 방사선에 기초하여 생성된 제 3 영상에서 상기 제 4 방사선에 기초하여 생성된 제 4 영상을 감산하여 제 3 그림자 영상을 생성하고, 상기 제 4 영상에서 상기 제 3 영상을 감산하여 제 4 그림자 영상을 생성하는 방사선 카메라.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 이미지 프로세서는 푸아송 확률 분포에 기반하는 상기 영상 재구성 알고리즘에 기초하여, 상기 최종 영상을 생성하는 방사선 카메라.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 이미지 프로세서는 (수학식)에 기초하여, 상기 최종 영상을 생성하는 방사선 카메라.
    (수학식)
    Figure 112021000747117-pat00002

    (상기 λj n은 n번째 재구성된 최종 영상에서, 픽셀 j에서의 방사선의 강도를 나타내고, 상기 S1, 상기 S2, 상기 R1, 상기 R2는 각각 상기 제 1 그림자 영상, 상기 제 2 그림자 영상, 상기 제 3 그림자 영상, 상기 제 4 그림자 영상이고, Cij X는 상기 시료의 픽셀 j에 대응하는 위치로부터 방사선이 방출되어 X의 픽셀 i에 대응하는 상기 하나 이상의 센서의 위치로 도달할 확률이고, Yi X는 X의 픽셀 i에서 검출되는 정보로부터 획득되는 값임)
  12. 제 1 홀 패턴을 갖는 제 1 부호화 구경, 상기 제 1 홀 패턴이 회전된 제 2 홀 패턴을 갖는 제 2 부호화 구경, 제 3 홀 패턴을 갖는 제 3 부호화 구경, 및 상기 제 3 홀 패턴이 회전된 제 4 홀 패턴을 갖는 제 4 부호화 구경을 포함하는 구경 판;
    하나 이상의 시료로부터 방사되는 방사선들 중, 상기 제 1 부호화 구경을 통과한 제 1 방사선, 상기 제 2 부호화 구경을 통과한 제 2 방사선, 상기 제 3 부호화 구경을 통과한 제 3 방사선 및 상기 제 4 부호화 구경을 통과한 제 4 방사선을 수신하기 위한 하나 이상의 센서; 및
    상기 제 1 방사선, 상기 제 2 방사선, 상기 제 3 방사선 및 상기 제 4 방사선에 기초하여, 최종 영상을 생성하는 이미지 프로세서를 포함하되,
    상기 최종 영상은 상기 하나 이상의 시료의 타겟 방사성 원소의 종류 및 분포에 대한 정보를 포함하는 방사선 카메라.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 타겟 방사성 원소는 137Cs(662 keV)와 60Co(1173keV), 60Co(1332 keV) 중 하나인 방사선 카메라.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서는 상기 제 1 방사선을 수신하기 위한 제 1 센서, 상기 제 2 방사선을 수신하기 위한 제 2 센서, 상기 제 3 방사선을 수신하기 위한 제 3 센서, 및 상기 제 4 방사선을 수신하기 위한 제 4 센서를 포함하는 방사선 카메라.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제 1 센서, 상기 제 2 센서, 상기 제 3 센서 및 상기 제 4 센서 중 적어도 하나의 센서와 나머지 센서 사이에 상기 구경 판이 위치하는 방사선 카메라.
  16. 방사선 카메라에 의해, 시료로부터 방사된 방사선들 중, 제 1 홀 패턴을 통과한 제 1 방사선, 상기 제 1 홀 패턴이 회전된 형태의 제 2 홀 패턴을 통과한 제 2 방사선, 상기 제 1 홀 패턴과 상이한 제 3 홀 패턴을 통과한 제 3 방사선, 상기 제 3 홀 패턴이 회전된 형태의 제 4 홀 패턴을 통과한 제 4 방사선을 수신하는 수신 단계;
    상기 방사선 카메라에 의해, 상기 제 1 방사선 및 상기 제 2 방사선에 기초하여, 노이즈가 제거된 제 1 그림자 영상 및 제 2 그림자 영상을 생성하고, 상기 제 3 방사선 및 상기 제 4 방사선에 기초하여, 노이즈가 제거된 제 3 그림자 영상 및 제 4 그림자 영상을 생성하는 감산 단계; 및
    상기 방사선 카메라에 의해, 상기 제 1 그림자 영상, 상기 제 2 그림자 영상, 상기 제 3 그림자 영상 및 상기 제 4 그림자 영상을 영상 재구성 알고리즘을 이용하여 융합하여 최종 영상을 생성하는 융합 단계를 포함하되,
    상기 최종 영상은 상기 시료의 타겟 방사성 원소들의 종류 및 분포에 대한 정보를 포함하고,
    상기 노이즈는 상기 시료의 방사성 원소들 중 상기 타겟 방사성 원소들을 제외한 나머지 방사성 원소들 또는 상기 방사선들의 산란에 의해 발생하는 핵종 분석 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 수신 단계는:
    상기 제 1 방사선 및 상기 제 2 방사선이 수신된 후 상기 방사선 카메라의 구경 판을 회전하는 단계; 및
    상기 회전된 구경 판을 통과하는 상기 제 3 방사선 및 상기 제 4 방사선을 수신하는 단계를 더 포함하는 핵종 분석 방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 수신 단계는:
    상기 제 1 방사선 및 상기 제 3 방사선이 수신된 후 상기 방사선 카메라의 구경 판을 회전하는 단계; 및
    상기 회전된 구경 판을 통과하는 상기 제 2 방사선 및 상기 제 4 방사선을 수신하는 단계를 더 포함하는 핵종 분석 방법.
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KR102409778B1 (ko) * 2021-08-18 2022-06-16 한전케이피에스 주식회사 방사선의 검출을 이용한 검사 장치

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KR101766294B1 (ko) * 2016-06-09 2017-08-08 세종대학교산학협력단 부호화 구경을 이용한 방사선원의 분포에 대한 3차원 영상 처리 장치 및 방법

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