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황재섭,송태경 대한의용생체공학회 2000 의공학회지 Vol.21 No.4
본 논문에서는 디지털 스캔 컨버터(DSC, digital scan converter)에 의한 왜곡이 근본적으로 발생하지 않는 새로운 초음파 영상 방법으로서 표시장치의 화소에 직접 수신 집속하는 기법(DPBF, display-pixel-based focusing)과 이를 구현하기 위한 초음파 영상 장치의 구조를 제안한다. 제안한 기법은 극 좌표에 위치하는 샘플링 점들 대신에 직각좌표상의 화소들에 직접 수신 집속 함으로써 DSC의 역할을 제거하였다. DPBF 기법을 적용한 영상에는 DSC에 의한 허상 및 구획화 현상 등이 나타나지 않으며, 일반적인 방법에 의한 영상에 비해 보다 세밀한 영상을 제공한다는 사실을 검증할 수 있었다. 본 논문은 DSC에 의한 보간 효과가 두 개의 비교 영상 A, B 간에 미치는 정도를 정량적으로 평가하기 위해서 영상거침 비(ICRA/B, Image Coarseness Ratio)를 새로운 성능 측정 방법으로 정의하였다. 이 ICRA/B를 이용하여 비교 영상간 거친 정도를 정량적으로 측정하였다. In this paper, a new beamforming technique is proposed, which can completely eliminate all the artifacts caused by digital scan converter. In the proposed method, named display-pixel-based focusing(DPBF) by the authors, ultrasound waves are focused directly at the display pixels instead of sampling points on the polar coordinate. Consequently. the DPBF system does not require the digital scan converter. To verify the proposed method, we modified a commercial scanner and performed experiments with a 3.5 MHz convex array and a 7.5 MHz linear array. We also defined and measured ICRA/B(Image Coarseness Ratio) to compare the image quality quantitatively. The experimental results with in vivo and in vitro data show that the proposed method improves the ICRA/B considerably, resulting in much smoother and finer images.
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초음파 합성구경 영상을 위한 효율적인 움직임 추정 및 보상 기법
김강식,황재섭,정종섭,송태경 대한의용생체공학회 2002 의공학회지 Vol.23 No.2
본 논문에서는 대상테의 움직임이 합성구경 기법에 미치는 영향을 조사하고, 이를 토대로 합성구경 기법의 움직임 긱함을 극복할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 일정한 관심영역 내에서 대상테의 대표적인 축방향 움직임을 추정하고 이에 의한 집속 지연 오타만을 관심영역의 모든 영상점에 대하여 동일하게 보상하는 영역 기반의 움직임 보상 기법을 사용한다. 이때 대표 움직임은 관심영역 내에서 접속된 신호의 에너지가 최대가 되는 점에서의 움직임을 상호상관을 이용하여 계산할 수 있다. 또한 자기상관 기반의 도플러 평균 주파수 추정 기법을 이용하여 관심영역 내의 대표적인 축방향 움직임(대표 움직임 속도)을 추정하는 방법을 제안하였다. 모의 실험과 실제 인체 실험 결과 두 방법 모두 합성구경 영상의 움직임 오류를 제거함으로써 양방향 동적접속의 구현을 가능하게 하여 초음파 영상의 해상도 및 SNR을 현저히 개선시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 자기상관 방법은 훨씬 적은 계산량으로 상호상관 방법과 거의 동일한 성능을 제공함을 확인하였다. This paper describes a method for overcoming the motion artifacts inherent in synthetic aperture(SA) imaging. based on the investigation results as to the influence of a target motion on synthetic aperture techniques. This method uses a region-based motion compensation approach in which only the axial motion is estimated and compensated for a given region of interest(ROI) under the assumption that the whole ROI moves uniformly The estimated axial motion is calculated with a crosscorrelation(CC) method at the Point where the focused signal has the maximum energy within the ROI. We also presents a method for estimating the axial motion using the autocorrelation(AC) method that is widely used to estimate average Doppler frequency Both computer simulations and in vivo experiments show that the proposed methods can improve greatly the spatial resolution and SNR of ultrasound imaging by implementing the SA techniques for two-way dynamic focusing without motion artifacts. In addition the AC-barred motion compensation method provides almost the same results as the CC-based one, but with a dramatically reduced computational complexity.
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