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디지털 영상처리를 이용한 초음파 소노루미네센스 이미지 개선
Enhancement of Ultrasonic Sonoluminescence Image Using Digital Image Processing

김정순   (동명대학교UU0000460  ); 조미선   (부경대학교UU0000598  ); 문관호   (부경대학교UU0000598  ); 하강렬   (부경대학교UU0000598  ); 전병두   (LG Innotek Co., R&D  ); 김무준   (부경대학교UU0000598  );
  • 초록

    소노루미네센스를 이용한 음향가시화법에 관한 연구가 많이 수행되었음에도 불구히필 그 응용사례를 찾기 힘든 것은 소노루미네센스 현상이 임계음압 이상에서만 나타난다는 단점 때문이다. 최근 개발된 고감도 디지털 카메라는 큰 메모리 용량과 높은 해상도를 이용하여 육안으로 관측하기 힘든 미약한 빛의 영상에 대해서도 그 디지털 데이터를 취득할 수 있게 되었다. 본 연구에서는 방사음압에 대한 소노루미네센스 현상의 발광 강도 변화를 조사하여 이 결과로부터 방사음압에 따른 강도변화를 선형화시키는 역함수의 형태를 구하였다 이 역함수의 형태로부터 매칭함수의 형태를 예측할 수 있었고 이를 소노루미네센스 현상으로부터 얻어진 디지털 영상데이터에 적용한 결과 영상데이터의 히스토그램의 분포를 적절히 제어하여 비교적 약한 음향강도에 의해 생성되는 소노루미네센스의 영상을 개선시킬 수 있었다.


    In spite of many studies of the acoustic field visualization by using sonoluminescence phenomena, the visualization method has not been used widely because it needs high acoustic intensity to get the luminescence intensity enough to observe. Recently, the digital camera with high resolution and big memory makes it possible to get the digital image data even though the brightness of the image is too weak to observe with naked eyes. In this study we investigated the variation of sonoluminescence intensity with the acoustic intensity from an ultrasonic transducer. From this result, the inverse function, which makes the tendency of the variation to linear, was obtained. Using the order of the inverse function, we can expect a matching function. Applying the matching function to digital image data, the distribution of the histogram could be controlled appropriately and the image from relatively weak acoustic intensity could be enhanced by the method.


  • 주제어

    소노루미네센스 .   디지털 영상처리 .   매칭함수 .   음향 가시화.  

  • 참고문헌 (10)

    1. S. Hatanaka, K. Yasui, T. Tuziuti and H. Mitome, 'Difference in Threshold between Sono- and Sonochemical Luminescence', Jpn. J. Appl Phys. 39. 2962-2966, 2000 
    2. Press et. al, Numerical Recipes in C++, The Art of Scientific Computing, (Cambridge University Press, New York, 1988) chap. 9 
    3. T. Kozuka, S. Hatanaka, K. Yasui, T. Tuziuti and H. Mitome, 'Simultaneous Observation of Motion and Size of a Sonoluminescing Bubble', Jpn. J. Appl Phys. 41, 3248-3249, 2002 
    4. 田村秀行, コンピュ一タ畵像處理入門, (總硏出版, 1996) Chapt. 2 
    5. J. S. Kim, M. J. Kim, J. H. Kim, K. L. Ha and A. Yamada, 'Arrayed Ultrasonic Transducers on Arc Surface for Plane Wave Synthesizing', Jpn. J. Appl. Phys, 43, 3061-3062, 2004 
    6. S. Hatanaka, K. Yasui, T. Tuziuti, T. Kozuka, and H. Mitome, 'Quenching Mechanism of Multibubble Sonolumnescence at Excessive Sound Pressure', Jpn. J. Appl. Phys. 40, 3856-3860, 2001 
    7. R. Gonzalez et, Digital Image Processing, (Prentice Hall, 1977.) Chapt. 3 
    8. I. J. Song, J. H. Kim, M. J. Kim, K. L. Ha and N. Chubachi, 'Analysis of Acoustic Fields From Acoustic Convex Lens', Jpn. J. Appl. Phys, 43, 3059-3060, 2004 
    9. S. Saito and J. S. Kim, 'Second Harmonic Component in the Focused Ultrasound Diffracted by a Straight Edge', Jpn. J. Appl. Phys. 38, 3085-3090, 1999 
    10. H. Mitome, 'Relationship among Sound Field, Bubble Behavior and Sonoluminescence', World Congress on Ultrasonics, Paris 7-10 September, 585-589, 2003 

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    1. 2006 "Experimental Verification of the Unified Formula for Electromechanical Coupling Coefficient of Piezoelectric Resonators" The journal of the Acoustical Society of Korea 25 (e3): 110~114    
    2. 2006 "재료물성 측정을 위한 직선집속 PVDF 초음파 트랜스듀서의 새로운 설계 및 응용" 한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea 25 (4): 164~171    
    3. 2007 "주파수가변 압전 트랜스듀서를 이용한 능동제진법" The journal of the Acoustical Society of Korea 26 (e1): 27~32    
    4. 2008 "두께 불균일 압전 초음파 트랜스듀서의 형태에 따른 특성변화 해석" 한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea 27 (6): 271~278    
    5. 2009 "영상진단용 초음파 트랜스듀서를 위한 멀티레벨 음향 프레넬 렌즈의 제작 및 특성" 센서학회지 = Journal of the Korean Sensors Society 18 (1): 33~41    
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    8. 2010 "식물 씨앗의 착유과정에 있어서 초음파의 적용" 한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea 29 (2): 91~96    
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    10. 2014 "λ/4 모드 PVDF 초음파 트랜스듀서에 있어서 전극 사이의 접합층이 성능에 미치는 영향" 한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea 33 (2): 102~110    
  • 하강렬 (32)

  • 김무준 (37)

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