아날로그 영상 신호를 이용한 캡슐내시경 시스템의 체내외 간 통신 방법 :The Method of Communication Between Inside and Outside of Body Using Analog Image Signal on Capsule Endoscope System

박상흔

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자료유형: 학위논문

저자정보: 박상흔 (선문대학교, 선문대학교 대학원)

지도교수: 안성준

발행연도: 2013

저작권: 선문대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수4

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2013

아날로그 영상 신호를 이용한 캡슐내시경 시스템의 체내외 간 통신 방법

박상흔 정보통신공학과 2013.01 학위논문

2012

캡슐 내시경 시스템의 아날로그 전기 신호를 이용한 체내외 간 통신 방법

박상흔 , 차철 , 이용우 외 2명 대한전자공학회 학술대회 2012.11 학술대회자료

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본 논문에서는 인체 통신 방식의 캡슐내시경 시스템에서 고속 촬영을 가능하게 하는 통신 방식을 제안한다. 현재 국내에서 개발되어 판매되고 있는 캡슐내시경은 인체의 소화기간 중, 소장을 검진하는 용도로 사용되고 있다. 그 이유는 소장의 길이가 길고 굴곡이 심해 기존의 유선내시경으로는 검진이 힘들기 때문이다. 최근 이러한 캡슐내시경은 뛰어난 효율성과 편의성으로 많은 관심을 받으며 다른 소화기관의 검진을 목적으로 다양한 캡슐내시경 연구가 현재 진행되고 있으며 그 중 많은 영상 정보를 빠르게 전달하는 방법은 주요 관심 사항 중 하나이다. 인체의 소화 기간 중, 식도는 음식물이 빠르게 위로 이동한다. 캡슐내시경 역시 식도에서는 빠르게 이동할 것이며 아직까지 그 속도를 제어할 수 있는 장치는 없는 상황이다. 그래서 캡슐내시경은 더 많은 영상 정보를 빠르게 인체 밖으로 전달해야 한다. 대장 역시 마찬가지로 캡슐내시경의 움직임이 다양하고 이동속도 역시 가변적이면서 소장에서 보다 빠르게 움직인다. 그러나 기존의 인체 정도 방식의 캡슐내시경 시스템은 디지털 영상 출력 신호를 사용하고 있으며 이는 인체의 특성상 속도를 높이는데 어려움이 있다. 캡슐내시경에서 나오는 디지털 영상 정보는 디지털 신호이며 하나의 채널을 통해 인체 외부로 전송된다. 그러나 많은 영상 정보를 보내기 위해 속도를 높이게 되면 인체에서 신호의 세기를 감쇄시키고 왜곡시켜서 수신 장치는 캡슐내시경으로부터 전달받은 신호를 영상 정보로 복원할 수 없게 된다.
이에 본 논문에서는 인체가 가지고 있는 신호 전달 특성을 고려해 디지털 신호가 아닌 아날로그 영상 신호를 캡슐내시경 시스템의 통신방식으로 사용하고자 한다. 아날로그 영상 신호 중 현재 텔레비전 신호의 규격으로 사용되고 있는 NTSC 신호는 하나의 신호에 밝기(brightness) 정보와 색(color) 정보, 동기(synchronization) 정보를 모두 가지고 있으며 1초에 30장(30frames/sec)이라는 많은 영상 정보를 전달할 수 있다. 또한 NTSC 영상 신호는 TV와 같이 여러 장치에서 손쉽게 복원할 수 있는 장점도 가지고 있다.

제 1 장 서 론
1.1 연구배경 1
1.2 연구동향 2
1.3 연구목적 5
제 2 장 캡슐내시경
2.1 캡슐내시경 시스템 6
2.1.1 캡슐내시경 7
2.1.2 수신장치 7
2.1.3 진단장치 9
2.2 캡슐내시경 통신 방법 10
2.2.1 RF 통신 방식 10
2.2.2 인체 통신 방식 10
제 3 장 NTSC 아날로그 영상 신호
3.1 NTSC 아날로그 영상 신호 주사 방식 13
3.2 NTSC 동기 신호의 구성 15
3.3 NTSC 칼라 신호의 구성 17
제 4 장 시스템 구현
4.1 캡슐내시경 18
4.1.1 광학계 19
4.1.1.1 돔(dome) 19
4.1.1.2 광원(LED) 19
4.1.1.3 렌즈 20
4.1.2 이미지 센서 21
4.1.3 케이스 25
4.1.4 캡슐내시경 모듈 테스트 26
4.2 수신장치 27
4.3.1 아날로그 회로 27
4.2.2 디지털 회로 28
제 5 장 실험 및 결과
5.1 예비 실험 30
5.1.1 시스템 구현 가능성 실험 30
5.1.2 시스템 성능 검증 실험 31
5.2 주파수 전달 특성 실험 32
5.2.1 물의 주파수 전달 특성 실험 34
5.2.2 돼지 식도와 대장에서의 주파수 전달 특성 실험 36
5.3 동물 실험 38
5.3.1 돼지 식도 실험 38
5.3.2 돼지 대장 실험 41
제 6 장 NTSC 영상 신호 복원 알고리즘 개발
6.1 알고리즘 개발 44
6.2 신호 복원 46
제 7 장 결론 및 향후 연구 방향
7.1 결론 49
7.2 향후 연구 방향 50
참고문헌 51
Abstract 52
감사의 글 54

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