3 MeV 선형가속기 X-선 영상기반 최적의 구간별 비선형 대조도 증강 방법 평가

초록

비파괴 검사(Nondestructive Testing, NDT)는 재료들 및 부품들의 상태를 악화시키지 않으면서 이상유무를 평가할 수 있는 기술이다. NDT 분야에서 가장 활발하게 사용되는 기술은 고에너지 X-선 시스템이며, MeV 이상의 에너지가 널리 활용되고 있다. 그러나, MeV 단위급의 고에너지 X-선 영상에서는 에너지 스펙트럼이 넓어지고 산란의 발생이 증가하여 잡음이 증폭되고 대조도가 저하되는 필연적인 문제가 발생된다. 본 연구의 목적은 구간별 비선형 변환 기반의 화질 개선 방법을 모델링하여 3 MeV 선형가속기에서 획득한 고에너지 X-선 영상에서의 적용 가능성을 분석하는 것이다. 제안하는 영상 화질 개선 방법은 구간별 비선형 변환을 기반으로 대조도가 극대화된 상황에서 왜곡이 가장 적을 수 있도록 모델링하였다. 결과적으로 제안하는 화질 개선 방법을 적용한 고에너지 X-선 영상에서 왜곡이 가장 적게 관찰되었고, 대조도가 향상되는 것을 확인하였다. 특히 정규화된 잡음전력스펙트럼(Normalized Noise Power Spectrum, NNPS) 그래프에서 제안하는 화질 개선 방법이 기존의 히스토그램 기반의 영상처리 기술에 비하여 우수한 잡음 제거 특성을 나타냄이 증명되었다. 특히나 제안하는 기술을 적용한 X-선 영상에서의 NNPS 값은 Raw Image와 거의 유사한 형태가 도출되어 잡음 제거 효율이 매우 높음을 확인하였다. 결론적으로 구간별 비선형 변환 기반의 화질 개선 방법은 고에너지 X-선 영상 시스템을 활용한 NDT 분야에서의 높은 적용 가능성이 증명되었다.

키워드