• 제목/요약/키워드: Motion Artifacts

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초음파 합성구경 영상을 위한 효율적인 움직임 추정 및 보상 기법 (An Efficient Motion Estimation and Compensation Method for Ultrasound Synthetic Aperture Imaging)

  • 김강식;황재섭;정종섭;송태경
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.87-99
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    • 2002
  • 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.

하모닉 신호와 적응 필터를 이용한 휴대형 심박수 측정 장치 설계 (Design of A Portable Device for Measuring Heart Rate Using Harmonic Signal and Adaptive Filter)

  • 이주원
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.723-728
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    • 2010
  • 본 연구는 국내의 간호 인력 부족으로 인하여 발생되는 간호 업무 부하를 감소시키기 위해 PPG 신호를 이용한 휴대형 심박수 측정 장치의 설계 방법과 환자의 움직임인 동잡음에서도 신뢰성이 높은 심박수 측정 알고리즘을 제안하였다. 제안된 심박수 측정방법은 생체 신호의 하모닉 특성을 기반한 적응필터로 동잡음을 제거하고 심박수를 측정하는 방법이다. 제안된 기법으로 구현된 심박수 측정기의 성능을 평가하기 위해 손가락 떨림, 손목 움직임 등의 동잡음을 발생시켜 실험하고, 일반적인 방법인 이동평균 필터의 성능과 비교 평가 하였다. 이 실험 결과에서 제안된 기법의 성능이 이동평균 필터의 성능보다 우수한 성능을 보였다. 따라서 본 연구에서 제안한 휴대형 심박수 측정기를 간호업무에 도입한다면, 간호 업무 개선과 보다 선뢰성이 높은 심박수 측정이 가능할 것으로 사료된다.

독립성분 분석법과 필터뱅크를 기반한 PPG 신호의 동잡음제거 필터 설계 (Design of Filter to Remove Motionartifacts of Photoplethysmography Based on Indepenent Components Analysis and Filter Banks)

  • 이주원;이병로
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제20권8호
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    • pp.1431-1437
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    • 2016
  • 모바일 헬스 장치에서 PPG 신호를 이용하여 심박수를 측정함에 있어 사용자의 움직임인 동잡음에 따라 그 성능이 현저하게 떨어진다. 이의 원인은 PPG 신호의 주파수 대역과 동잡음의 주파수 대역이 겹쳐있기 때문이고, 일반적인 대역필터로는 동잡음을 제거하기가 어렵다. 이러한 문제점 해결하기 위해 본 연구에서는 필터뱅크와 ICA를 이용하여 PPG 신호에 포함되어 있는 동잡음 제거 방법을 제안한다. 제안된 방법을 검증하기 위해 인위적으로 다양한 동잡음을 가하여 기존의 이동평균필터법과 ICA법의 심박수 변화를 비교 평가를 하였다. 이 실험의 결과에서 제안된 기법은 동잡음 환경에서도 기존의 이동평균필터와 ICA 보다 심박수 오차가 매우 낮게 나타났다. 이와 같이 제안된 방법을 헬스케어 단말기 설계에 적용한다면, 보다 안정적인 심박수 측정이 가능할 것으로 사료된다.

광전력 진폭변조와 ICA를 이용한 PPG 신호의 동잡음 제거 필터 설계 (Design of Filter to remove motion artifacts of PPG signal using Amplitude Modulation of Optical Power and Independent Components Analysis)

  • 이주원;이병로
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.691-697
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    • 2013
  • 최근 IT+BT 융합 기술로 건강관리 및 응급의료 등을 위하여 U-헬스케어 단말 장치가 개발되고 상품화가 되고 있다. 이 단말기에서 측정하는 생체 신호들은 심전도, 체온, 산소포화도, 심박수, 호흡 등이며, 특히 이들 신호 중에 광용적맥파(PPG) 신호는 산소포화도와 심박수, 말초혈관 탄성도 등을 측정함에 있어 매우 중요한 신호이다. 그러나 이 PPG 신호는 환자 또는 사용자의 움직임에 따라 발생하는 동잡음의 영향에 의해 그 정밀도가 저하된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 동잡음을 제거하기 위한 광변조 기법과 ICA 기법을 제안한다. 제안된 기법의 성능을 분석하기 위해 다양한 잡음을 인위적으로 가하여 실험하였으며, 실험 결과를 분석한 결과에서 제안된 기법이 기존의 적응 필터법 보다 우수한 성능을 보였다.

지수가중 이동평균 기반의 PPG 신호 동잡음 제거 (The Motion Artifact Reduction from the PPG based on EWMA)

  • 이준연
    • 디지털융복합연구
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    • 제11권8호
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    • pp.183-190
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    • 2013
  • PPG 신호는 심장의 박동에 동기된 유사 주기 신호이다. 본 논문에서는 PPG 신호의 유사주기성을 이용한 지수가중 이동평균필터 방법을 제안한다. 이 필터링 방법은 PPG 신호를 주기적으로 분리하여 각 주기 신호의 같은 순번에 있는 샘플들끼리 평균을 취하는 방법이다. 연속된 PPG 신호의 주기중에 동잡음이 혼입되었다면 주기를 기준으로 PPG 신호를 분리한 후, 각 주기의 샘플수를 조정하여 같은 샘플수를 가지게 만든다. 이 주기들을 2차원으로 배열한 후 현재 주기부터 이전 각 주기의 샘플끼리 평균을 취함으로써 훼손없이 동잡음을 제거할 수 있었다.

주기적 이동평균필터를 이용한 동잡음 제거 (The Motion Artifact Reduction using Periodic Moving Average Filter)

  • 이준연
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.75-82
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    • 2012
  • PPG 신호는 심장의 박동에 동기된 유사 주기 신호이다. 본 논문에서는 PPG 신호의 유사주기성을 이용한 주기적 이동평균필터 방법을 제안한다. 이 필터링 방법은 PPG 신호를 주기적으로 분리하여 각 주기 신호의 같은 순번에 있는 샘플들끼리 평균을 취하는 방법이다. 연속된 PPG 신호의 주기 중에 동잡음이 혼입되었다면 주기를 기준으로 PPG 신호를 분리한 후, 각 주기의 샘플수를 조정하여 같은 샘플수를 가지게 만든다. 이 주기들을 2차원으로 배열한 후 현재 주기부터 이전 각 주기의 샘플끼리 평균을 취함으로써 훼손 없이 동잡음을 제거할 수 있었다.

블록내 화소특성 및 블록간 상관성을 이용한 MPEG 화질 개선 방법 (The Methods for Improvement of MPEG Picture Quality using the Characteristics of Pixels in Block and Inter-Block Correlations)

  • ;류권열
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.28-37
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    • 2002
  • 본 논문에서는 계산량의 증가가 없이 MPEG 코덱 에 사용되 어 블로킹 현상 등 복원 영상에서 의 화질 열화를 개선하는 새로운 방법들을 제안한다. 먼저 움직임 탐색 및 보상 과정에 2단계 MAD 움직임 탐색 방법을 제안하여 탐색 계산량을 줄이고 블록의 경계 부분의 화소의 왜곡을 줄였다. 또한 줄어든 계산량을 이용하여 블록 경계 너머의 화소를 탐색에 이용하는 중첩 2단계 MAD움직임 탐색 방법을 제안하였다. 인트라 블록에 대한 DCT/양자화 과정에서는 먼저 복원된 블록의 인접 화소들을 이용하여 적응적으로 양자화 함으로써 블록간 화소의 연속성을 높이는 1차원 DCT 추정 양자화 방법과 화소타 추정 양자화 방법을 제안하였다. 모의 실험 결과 제안한 방법은 일반적인 MPEG에 비해 블로킹 현상을 줄여서 개선된 복원 화질을 보였다

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4D-CT와 결합한 호흡게이트 PET을 이용한 PET영상의 호흡 인공산물 분석 (Analysis of Respiratory Motion Artifacts in PET Imaging Using Respiratory Gated PET Combined with 4D-CT)

  • 조병철;박성호;박희철;배훈식;황희성;신희순
    • 대한핵의학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.174-181
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    • 2005
  • 목적: 호흡게이트PET(이하 RGPET)을 이용하여 호흡에 의한 PET영상의 인공산물의 감소 효과를 호흡모형 팬톰을 제작하여 분석하였다. 특히 4D-CT를 시행하여 얻은 동일 호흡위상의 CT영상을 이용하여 RGPET의 감쇠 보정에 이용할 수 있도록 CT영상을 재구성하는 방법을 제시하였다. 대상 및 방법: 반복주기 6초, 진동 폭 26mm의 운동 팬톰에 각각 3 ml syringe와 10, 30 ml의 vial에 18.5 MBq (0.5 mCi) 18-F FDG를 주입한 후, 게이트의 유무에 따라 Discovery ST (GE Medical System, Milwaukee. WU) PET-CT 스캐너를 사용하여 PET/CT스캔을 시행하였다. 이때 호흡추적장치로는 적외선 CCD카메라 방식의 Real-Time Position Management (Varian Medical Systems, Palo Alto, CA)을 사용하였다. 호흡게이트PET 및 4D-CT스캔은 10% 호흡위상백분위 별로 총 10세트의 영상을 각각 획득하였다. 이와 같이 운동주기를 10개의 소 구간으로 분할하여 얻은 PET과 CT영상으로부터 각 물체의 위치를 분석하였고, 물체의 크기에 따른 운동 인공산물의 크기와 PET 계수 값의 감소간의 상관관계를 분석하였다. 결과: RGPET과 4D-CT상에서 물체의 중심위치를 호흡위상별로 분석한 결과, 오차범위 내에서 실제 위치와 잘 일치하였다. 게이트를 시행하지 않은 PET에서 관측된 물체의 크기는 상대적 운동크기에 비례하여 증가하여, 운동범위가 물체 크기의 2배가 되면 부피를 2.5배 가량 과대 평가하였다. 반면, 최대 uptake수치는 50% 가량 줄었다. 결론: RGPET을 통해 PET영상에서 나타나는 호흡으로 인한 인공산물의 대부분을 제거할 수 있음을 확인할 수 있었으며, 4D-CT스캔을 통해 획득한 동일위상의 CT 영상을 이용하여 보다 정확한 감쇠 보정 및 영상융합 결과를 얻었다.

Design of Kalman Filter to Estimate Heart Rate Variability from PPG Signal for Mobile Healthcare

  • Lee, Ju-Won
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제8권2호
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    • pp.201-204
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    • 2010
  • In the mobile healthcare system, a very important vital sign in analyzing the status of user health is the HRV (heart rate variability). The used signals for measuring the HRV are electrocardiograph and PPG (photoplethysmograph). In extracting the HRV from the PPG signal, an important issue is that extract the exactly HRV from PPG signal distorted from the user's movements. This study suggested a design method of the Kalman filter to solve the problem, and evaluated the performances of a proposed method by PPG signals containing motion artifacts. In the results of experiments that compared with a variable step size adaptive filter proposed in recently, the proposed method showed better performance than an adaptive filter.

일상생활 중 건강모니터링을 위한 착용형 심전도계측 시스템 개발 (Development of the wearable ECG measurement system for health monitoring during daily life)

  • 노윤홍;정도운
    • 센서학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.43-51
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    • 2010
  • In this study, wearable ECG measurement system was implemented for health monitoring during daily life. A wearable belt-type ECG electrode worn around the chest by measuring the real-time ECG is produced in order to minimize the inconvenience in wearing. The measured ECG signal is transmitted via an ultra low power consumption wireless data communications unit to personal computer using Zigbee-compatible wireless sensor node. The ECG monitoring program is developed at end user which is personal computer. The measured ECG contains many noises mainly due to motion artifacts. For ECG signal processing, adaptive filtering process is proposed which can reduce motion artifacts efficiently and accurately than digital filter. The experimental results show that a reliable performance with high quality ECG signal can be achieved using this wearable ECG monitoring system.