Performance Evaluation of Mathematical Observer Models for Binary Discrimination in X-ray Image Signals

항만 컨테이너 내부를 검사하기 위해 고에너지 엑스선을 이용한 투과영상 검색 시스템이 널리 사용되고 있다. 미국 국가표준 협회에서 제시하고 있는 화살촉 팬텀 인지 평가는 대표적인 화물 검색 시스템 성능평가 척도이다. 이와 같은 인지 평가는 개별 인간의 인지 능력과 평가 환경에 의존한다. 본 연구의 목적은 인간 관찰자를 보조하거나 대체할 수 있는 수학적 관찰자 모델을 소개하고, 엑스선 화물 검색 시스템의 성능을 객관적이고 효율적으로 평가할 수 있는 지 고찰하는 것이다. 본 연구에서는 엑스선 영상 데이터를 이용하여 학습한 템플릿을 사용하여 수신자 조작 특성 곡선과 검출능 지표를 계산하고, 이를 인간 관찰자의 분류성능과 비교하였다. 관찰자 모델 중 비백색화 정합필터가 선백색화 정합필터보다 인간 관찰자와 유사한 성능을 보였으며, 이는 신호의 위치 변동성이나 다양한 패턴의 잡음이 영상에서 크게 드러나지 않았기 때문이다. 본 연구를 통해 이진 분류 문제의 경우 수학적 모델이 인간의 인지 능력을 충분히 대신할 수 있을 것으로 예상한다.