• 대한전자공학회논문지SP
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• 제41권5호
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• pp.53-62
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• 2004

본 연구에서는 화상평면내 미지 호흡운동에 의한 MRI 아티팩트를 수정하기 위한 개선된 후처리 기법을 제안한다. 호흡운동은 2차원의 선형확대축소 운동으로 모델화 된다 신체조직을 비압축성 유체모양의 물질로 가정할 때 촬상 대상물체에 대한 단위체적당 푸로톤 밀도는 일정하다고 가정한다. 적용한 모델에 의하면 호흡운동은 위상오차와 불균일 표본화 및 진폭변조왜를 MRI 데이터에 부여한다. 운동파라메타가 알려져 있거나 추정가능하다고 할 때 양선형 중첩법에 기초한 재구성 알고리즘이 MRI 아티팩트를 수정하기 위해 사용된다. 운동 파라메타가 미지인 경우 스펙트럼 이동법을 적용해서 호흡변동함수와 x 방향 확대계수 및 x 방향 확대중심을 추정한다. 다음으로 에너지 최소법을 이용해서 y 방향 확대계수 및 y 방향 확대중심을 추정한다. 최종적으로 시뮬레이션된 체동화상을 통해서 제안한 본 방법의 유효성을 확인한다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.49-59
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• 2012

촬영된 카메라의 기초 정보를 담고 있는 EXIF 파일을 편집 프로그램들을 통해 삭제 또는 변형하게 되어 우리 주변에서 출처를 알 수 없는 이미지들이 상당수 존재하게 되었다. 이와 같은 문제점은 디지털 이미지의 출처를 왜곡하여 공공기관에서 사건의 분석 및 감정에 혼선을 줄 수 있다. 특히 증거의 출처를 명시하는 법정 기관에 출처가 삭제, 변형된 EXIF 파일을 가진 디지털 사진은 객관적 증거의 역할을 할 수 없다. 본 논문은 이와 같은 문제를 해결하기 위한 연구로써 촬영에 사용된 카메라의 신원을 추적하는 데 목적이 있다. 이를 위해 본 논문은 디지털카메라 이미지 프로세싱에서 사용하는 렌즈 왜곡 보정 알고리즘을 주목하였다. 렌즈 왜곡 보정은 맵핑 알고리즘을 이용하며 이 때 위신호 인공물(Aliasing artifact)와 복원 인공물(Reconstruction artifact)의 발생을 제거하기 위한 보간 알고리즘을 사용한다. 여기서 보간은 맵핑의 패턴과 유사한 형태로 나타나며 이 보간의 흔적을 찾는 것이 연구의 핵심이다. 본 논문에서는 맵핑에 사용된 보간 패턴을 검출하기 위해 미니멈 필터(Minimum Filter)를 이용한 검출 알고리즘을 제안하였다. 보간이 발생한 영역과 그렇지 않은 영역을 분류하여 두 영역에 동일한 미니멈 필터를 적용한다. 이를 DFT를 통해 각 영역간의 주파수 특성이 어떻게 나타나는지 확인하였다. 이 결과를 바탕으로 두 영역간의 차분값을 활용하여 최종 검출 맵으로 구현하였다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제20권4호
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• pp.215-223
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• 2016

Purpose: The management of metal-induced field inhomogeneities is one of the major concerns of distortion-free magnetic resonance images near metallic implants. The recently proposed method called "Slice Encoding for Metal Artifact Correction (SEMAC)" is an effective spin echo pulse sequence of magnetic resonance imaging (MRI) near metallic implants. However, as SEMAC uses the noisy resolved data elements, SEMAC images can have a major problem for improving the signal-to-noise ratio (SNR) without compromising the correction of metal artifacts. To address that issue, this paper presents a novel reconstruction technique for providing an improvement of the SNR in SEMAC images without sacrificing the correction of metal artifacts. Materials and Methods: Low-rank approximation in each coil image is first performed to suppress the noise in the slice direction, because the signal is highly correlated between SEMAC-encoded slices. Secondly, SEMAC images are reconstructed by the best linear unbiased estimator (BLUE), also known as Gauss-Markov or weighted least squares. Noise levels and correlation in the receiver channels are considered for the sake of SNR optimization. To this end, since distorted excitation profiles are sparse, $l_1$ minimization performs well in recovering the sparse distorted excitation profiles and the sparse modeling of our approach offers excellent correction of metal-induced distortions. Results: Three images reconstructed using SEMAC, SEMAC with the conventional two-step noise reduction, and the proposed image denoising for metal MRI exploiting sparsity and low rank approximation algorithm were compared. The proposed algorithm outperformed two methods and produced 119% SNR better than SEMAC and 89% SNR better than SEMAC with the conventional two-step noise reduction. Conclusion: We successfully demonstrated that the proposed, novel algorithm for SEMAC, if compared with conventional de-noising methods, substantially improves SNR and reduces artifacts.

• 핵의학기술
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• 제18권2호
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• pp.3-7
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• 2014

CT를 기반으로 감쇠보정이 시행되는 SPECT/CT 검사에서는 금속 삽입물에 의한 선속경화현상으로 인접한 부위의 과대평가를 유발하며, 영상의 질을 저하시킨다. 이에 대해, 본 연구에서는 인공고관절이 삽입된 팬텀을 이용하여 감쇠보정지도의 매개변수 변화에 따른 금속 인공물이 SPECT/CT 영상에 미치는 영향을 알아보고자 한다. SPECT/CT 장비는 Siemens사의 Symbia T16을 사용하였다. SPECT/PET 팬텀에 인공고관절을 삽입하고, CT영상에서 Bright Streak 영역에 직경 17 mm의 구를 배후방사능 대비 8배가 되도록 Tc-99m을 채웠다. 이후 감쇠보정지도에서 Wide Beam Coefficient[수동모드(0.1~0.9), 자동모드]변화에 따른 열소와 배후방사능의 계수를 측정하였고, 고관절의 유무에 따라 Metal과 Non-Metal의 병소 대 배후방사능 비(Region to Background Ratio, RBR)를 산출 및 비교 분석하였다. 수동모드의 값이 증가할수록 Metal과 Non-Metal의 열소 계수는 증가하는 경향을 나타냈으며, 수동모드 0.4와 0.5에서 두 군과의 열소 계수비가 가장 일치하게 나타났다(수동모드 0.4=1.001, 0.5=0.999). 또한 $RBR^{Metal}$과 $RBR^{Non-Metal}$의 비는 자동모드에서 1.135이였고, 수동모드 0.4와 0.5에서 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다(0.4=0.999, 0.5=1.028, p=0.78). 감쇠보정지도에서 Wide Beam Coefficient의 자동모드는 13.52% 과 보정 되는 것을 알 수 있었으며, 수동모드 중 0.4와 0.5에서 인공물에 의한 과 보정을 최소화 할 수 있었다. 이를 활용하여 환자에게 적용하기 위해서는 추가적인 연구가 이루어져야 할 것이며, 고관절전치환술 환자의 인공고관절 주변에서 금속 인공물에 의한 과 보정을 감소시켜 진단능을 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제31권4호
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• pp.411-419
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• 2004

MRI 스캔 중 촬상 대상물체의 화상평면내에서의 회전은 MRI 신호에 위상오차와 불균일한 표본화를 일으킨다. MRI 신호의 위상오차와 불균일 표본화에 대한 문제의 모델은 화상평면 내 임의 중심과 원점에 관한 회전운동에 의해서 열화된 MRI 신호들 사이에 위상 차가 존재함을 나타냈다. 따라서, 아티팩트가 포함된 MR 화상의 화질을 개선하기 위하여 다음과 같은 방법들을 제안한다. 우선, 2차원 회전운동의 회전각은 이미 알려져 있고, 회전중심 위치가 미지인 경우에 대해 위상보정에 기초한 아티팩트를 보정하는 알고리즘을 제안한다. 다음으로, 회전중심과 각도가 모두 미지인 2차원 회전운동에 대해 아티팩트를 보정하는 알고리즘을 제안한다. 이때, 미지 운동파라메타를 예측하기 위해 촬상 대상물의 경계바깥쪽에서 이상적인 MR 화상의 에너지는 최소가 되고 촬상대상물의 회전이 존재할 때 측정된 에너지가 증가한다는 성질을 이용한다. 이러한 성질을 이용해서 각 위상부호화 단계에서 미지의 회전각 크기를 추정하기 위한 평가 함수가 정의된다. 최종적으로 phantom 화상을 사용한 시뮬레이션 및 실제화상의 평행이동과 회전운동에 적용한 결과 제안한 방법의 유효성을 확인하였다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제22권4호
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• pp.209-217
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• 2018

Purpose: The objective of this study was to obtain improved susceptibility weighted images (SWI) of the cervical spinal cord using respiratory-induced artifact compensation. Materials and Methods: The artifact from $B_0$ fluctuations by respiration could be compensated using a double navigator echo approach. The two navigators were inserted in an SWI sequence before and after the image readouts. The $B_0$ fluctuation was measured by each navigator echoes, and the inverse of the fluctuation was applied to eliminate the artifact from fluctuation. The degree of compensation was quantified using a quality index (QI) term for compensated imaging using each navigator. Also, the effect of compensation was analyzed according to the position of the spinal cord using QI values. Results: Compensation using navigator echo gave the improved visualization of SWI in cervical spinal cord compared to non-compensated images. Before compensation, images were influenced by artificial noise from motion in both the superior (QI = 0.031) and inferior (QI = 0.043) regions. In most parts of the superior regions, the second navigator resulted in better quality (QI = 0.024, P < 0.01) compared to the first navigator, but in the inferior regions the first navigator showed better quality (QI = 0.033, P < 0.01) after correction. Conclusion: Motion compensation using a double navigator method can increase the improvement of the SWI in the cervical spinal cord. The proposed method makes SWI a useful tool for the diagnosis of spinal cord injury by reducing respiratory-induced artifact.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제30권6호
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• pp.476-481
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• 2009

The most troublesome artifacts in micro computed tomography (micro-CT) are ring artifacts. The ring artifacts are caused by non-uniform sensitivity and defective pixels of the x-ray detector. These ring artifacts seriously degrade the quality of CT images. In flat-panel detector based micro-CT systems, the ring artifacts are hardly removed by conventional correction methods of digital radiography, because very small difference of detector pixel signals may make severe ring artifacts. This paper presents a novel method to remove ring artifacts in flat-panel detector based micro-CT systems. First, the bad lines of a sinogram which are caused by defective pixels of the detector are identified, and then, they are corrected using a cubic spline interpolation technique. Finally, a ring artifacts free image is reconstructed from the corrected projections. We applied the method to various kinds of objects and found that the image qualities were much improved.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제19권3호
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• pp.243-250
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• 1998

초고속 자기공명 영상 기법의 일종인 나선 주사 영상의 재구성을 위하여 k-공간에서 극좌표와 직각 좌표계를 기초로한 재구성방법들을 분석하였다. 나선 주사 영상의 재구성은 나선 궤적상에서 측정된 데이터를 극좌표나 직각 좌표계로 변환시키기 위하여 보간 기술들이 사용된다. 나선주사 영상의 다양한 재구성 알고리즘들을 시험하여 보았고, 재구성된 영상의 질을 비교하였다. 본 연구진이 제안한 투영 영역에서 dc-offset보정을 한 향상된 재구성 알고리즘이 시뮬레이션을 통하여 가장 우수한 것으로 나타났다. 또한, 기존의 재구성 방법들에서 나타났던 영상 artifact도 제안된 방법에서는 완전히 사라짐을 확인할 수 있었다.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제11권2호
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• pp.107-113
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• 2017

This study describes (1) the impact of positive sampling artifacts caused by not only a filter-based sampling, but also a denuder-based sampling in the determination of particle-phase organic carbon (POC), (2) the effect of sample flow rate on positive artifacts, and (3) an optimum flow rate that provides a minimized negative sampling artifact for the denuder-based sampling method. To achieve the goals of this study, four different sampling media combinations were employed: (1) Quartz filter-alone (Q-alone), (2) quartz filter behind quartz-fiber filter (QBQ), (3) quartz filter and quartz filter behind Teflon filter (Q-QBT), and (4) quartz filter behind carbon-based denuder (Denuder-Q). The measurement of ambient POC was carried out in an urban area. In addition, to determine gas-phase OC (GOC) removal efficiency of the denuder, a Teflon filter and a quartz filter were deployed upstream and downstream of the denuder, respectively with varying sample flow rates: 5, 10, 20, and 30 LPM. It was found that Q-alone sampling configuration showed a higher POC than QBQ, Q-QBT, and Denuder-Q by 12%, 28%, and 23%, respectively at a sample flow rate of 20 LPM due to no correction for positive artifact caused by adsorption of GOC onto the filter. A lower quantity of GOC was collected from the backup quartz filter on QBQ than that from Q-QBT. This was because GOC was not in equilibrium with that adsorbed on the front quartz filter of QBQ during the sampling period. It is observed that the loss of particle number and mass across the denuder increases with decreasing sample flow rate. The contribution o f positive arti facts to POC decreased with increasing sample flow rate, showing 29%, 25%, and 22% for 10, 20, and 30 LPM, respectively. The 20 LPM turns out to be the optimum sample flow rate for both filter and denuder-based POC sampling.

• 핵의학기술
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• 제18권1호
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• pp.62-68
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• 2014

치료 후 I-131 SPECT/CT는 잔류 갑상선 위치확인 및 전이유무를 판단하기 위하여 시행된다. 잔류 갑상선에 집적이 심한 경우 영상은 ringing artifact에 의하여 왜곡된다. 본 연구는 ringing artifact를 제거하고 영상의 질을 향상시키기 위한 적절한 post-filter의 적용에 대하여 제시하고자 한다. 본 실험은 hollow sphere와 아크릴통으로 구성된 phantom을 사용하여 SPECT/CT Discovery 670 (GE Healthcare, USA) 장비로 수행하였다. I-131용액을 hollow sphere에 184, 46, 9.2, 2.3 MBq/cc, 아크릴통에 46 kBq/cc을 각각 주입하였고 sphere 대 background의 비를 4000:1, 1000:1, 200:1, 50:1로 설정하였다. 데이터는 다음과 같은 조건으로 획득하였다(HEGP collimator 사용, Attenuation collection 적용, scan time 40 secs/frame, step angle 6도, scan mode non circular, evolution 적용과 미적용). 획득된 데이터는 OSEM (iteration 2, subset 10) 방식으로 재구성하였다. Post-filer의 사용에 따른 이미지의 변화를 보기 위해 3가지의 다른 post-filer들이 사용되었다(butterworth filter cut-off: 0.38, 0.43, 0.48, 0.53, 0.58, hanning filter cut-off: 0.8, 0.85, 0.9, 0.95, 1, gaussian FWHM: 3, 3.4, 4, 4.5, 5). 각각의 데이터는 MRIcro를 사용하여 contrast ratio, background variability를 분석하였고 e.soft ROI tool을 사용하여 FWHM값을 구하였다. Evolution을 적용한 경우, 모든 결과에서 contrast ratio값이 높게 나타났다. Evolution을 적용하지 않은 경우 star artifact 등 왜곡이 발생하였고 영상의 질이 현저히 낮아짐을 확인할 수 있었다. 4000:1, 1000:1, 200:1의 경우, butterworth filter 사용 시 ringing artifact가 발생하였으며 cut-off값이 커질수록 artifact가 감소하였다. Hanning filter를 사용한 경우 ringing artifact는 발생하지 않았다. Contrast ratio와 FWHM값이 butterworth filter나 hanning filter 적용 시 우수하였다. Gaussian filter경우 contrast ratio와 FWHM값에서 저조한 결과를 얻을 수 있었다. 50:1의 경우, 모든 경우에서 ringing artifact가 발생하지 않았다. Butterworth filter를 적용한 경우 가장 높은 contrast ratio와 가장 우수한 FWHM값을 나타내었다. 본 논문을 통하여 I-131 SPECT에서 ringing artifact가 발생 할 경우(thyroid remnant를 포함) hanning filter를 사용하여 영상을 재구성하고, ringing artifact가 발생하지 않을(remnant thyroid를 포함하지 않음) 경우 butterworth filter를 사용하여 재구성하는 것이 바람직하다는 사실을 알 수 있었다.