• 한국방사선학회논문지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.157-165
• /
• 2023

초음파 영상(ultrasound imaging)이란 주파수의 음파를 이용하여 서로 다른 조직의 경계에서 반사, 흡수, 굴절, 투과 등의 물리적인 작용을 일으킨다. 초음파 장비로부터 생성되는 데이터 특성상의 잡음이 많고, 실제로 관찰하고자 하는 조직의 경계가 모호해서 형태의 파악이 어렵기 때문에 개선이 필요하다. 영상 화질의 감소로 인하여 경계면이 뭉쳐 보이는 경우를 해결하기 위한 방법으로 윤곽선(edge) 강조 방법을 사용한다. 본 논문에서는 경계면을 강화시키는 방법으로 언샤프닝 마스크와 하이부스트를 이용하여 각 영상에서 고주파 부분인 경계면을 강화시켜 화질 향상을 확인하였으며 원 영상과 화질이 향상된 영상을 정량적으로 평가하기 위해 MSE, RMSE, PSNR, SNR 등으로 측정하여 각 영상에 사용한 마스크 필터링을 평가했다. 필립스의 epiq 5 g , affiniti 70 g와 알피니언의 E-cube 15 초음파 장비로부터 복부, 머리, 심장, 간, 신장, 유방, 태아 영상을 획득하였다. 알고리즘 구현에 사용된 프로그램은 MathWorks의 MATLAB R2022a으로 구현하였다. 언샤프닝과 하이부스트 마스크 배열 크기는 3×3으로 설정하였으며 윤곽선 강조 영상을 만들 때 사용하는 공간필터인 라플라시안(laplacian) 필터를 두 마스크 모두 동일하게 적용하였다. 화질 정량 평가는 ImageJ 프로그램을 사용하였다. 다양한 초음파 영상에서 마스크 필터를 적용한 결과 주관적인 화질은 원 영상에서 언샤프닝과 하이부스트 마스크를 적용하였을 경우 영상의 전반적인 윤각선이 뚜렷하게 보였으며 또한 하이부스트 마스크에서는 언샤프닝 마스크 영상보다 밝은 명암비를 보여주었다. 정량적인 영상의 품질 비교 시 원 영상보다 언샤프닝 마스크와 하이부스트 마스크를 적용한 영상의 화질이 높게 평가되었다. 간문맥, 머리, 쓸개, 신장의 영상에서는 하이부스트 마스크를 적용한 영상의 SNR, PSNR, RMSE, MAE이 높게 측정되었으며 심장, 유방, 태아 영상은 반대로 언샤프닝 마스크 적용 영상이 SNR, PSNR, RMSE, MAE 값이 높은 값으로 측정되었다. 영상에 따라 최적의 마스크를 사용하는 것이 영상 품질 향상에 도움이 될 것으로 사료되며 각 부위의 초음파 영상의 윤곽 정보를 제공하여 영상의 품질을 향상시켰다.

• 상하수도학회지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.595-604
• /
• 2006

The growth characteristics of Commercially Developed Nitrifying Bacteria (CDNB) were studied in laboratoryscale. CDNB, a pure, artificially isolated bacterium, was cultivated to produce Cultivated Nitrifying Bacterium Group (CNBG). The average ammonia removal rate of CDNB was 0.0234g $NH_4^+-N/g$ MLSS/hr. CNBG was produced in the batch reactor and Specific Nitrification Rate (SNR) was determined at 0.0107g $NH_4^+-N/g$ MLSS/hr. The SNR of CNBG was lower than the SNR of CDNB because the diverse and multi-cultured microbial growth took place during cultivation. The effect of the temperatures and the mixing ratios of sewage and culture solution on the SNR of CNBG was studied. The SNR of CNBG, 0.0107g $NH_4^+-N/g$ MLSS/hr at $27^{\circ}C$, decreased to 0.0048g $NH_4^+-N/g$ MLSS/hr at $15^{\circ}C$, and temperature coefficient (${\Theta}$) was calculated to be 1.07. With the varied sewage mixing ratios, the SNR of CNBG remained unchanged. Activated sludge reactors maintaining an MLSS of 2,000mg/L at HRT of 4 h were operated under conditions in which dosage of Concentrated CNBG Solution (CCNBGS, 10,000mg MLSS/L) and application method of CNBG were varied. The reactor with 20mL of CCNBGS took shorter time to oxidize $NH_4^+-N$ reaching 1mg/L than the reactor with 5mL of CCNBGS showing that higher dosages were associated with greater mass removal of $NH_4^+-N$. However, the total removal was not great. In terms of different methods of CNBG application, reactor seeded with 20mL of CCNBGS took 3days to reach 1mg/L of effluent ammonia concentration while reactor dosed with 20% (v/v) CNBG implanted media took 2days. Both the control reactor and the reactor dosed with 20% (v/v) media only did not reach 1mg $NH_4^+-N/L$ after operating 18days. The reactor with CNBG implanted media had the highest $NH_4^+-N$ removal rate because of maintaining high concentration of Nitrifying Oxidizing Bacteria (NOM), and is regarded as an appropriate method for the activated sludge process.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.109-117
• /
• 2002

위전도(EGG electrogastrography)는 비관혈적으로 복부에 전극을 부착하여 위에서 발생하는 위 근육의 전기적인 활동성(gastric electrical activity)을 측정하는 방법이다. 위전도 신호는 주파수가 매우 낮으며(0.0083~0.15 Hz) 진폭이 매우 작기(10~100 uV) 때문에 잡음의 영향을 많이 받게 된다. 이로 인해 FIR(finite impulse response) 필터나 IIR(infinite impulse response) 필터에서는 위전도 신호와 같이 0.1417 Hz의 좁은 대역폭을 가지는 신호를 필터링하기 위해서는 높은 차수로 인해 불안정해지거나 신호가 왜곡되는 경우가 발생한다. 그래서 본 연구에서는 Daubechies 모웨이브렛을 7단계로 확장한 웨이브렛 다단계 분해 필터를 사용하였으며 기존에 많이 사용되는 2종류의 FIR 필터, 4종류의 IIR 필터들을 신호대 잡음비(SNR : signal to noise ratio)과 재생신호 자승오차(RSE : reconstruction squared error) 등의 파라미터를 이용하여 시뮬레이션 위전도 신호를 이용하여 성능을 평가하였다. 정규분포임의잡음(normal distribution random noise)이 합성된 시뮬레이션 위전도 신호를 사용한 웨이브렛 다단계 분해 필터의 SNR은 비교대상이 된 필터들 중, 최고의 SNR에 비해 잡음의 레벨에 따라 각각 9.5, 6.9, 4.7 dB 더 좋은 성능을 보여주었다. RSE에서도 $1.22{\times}10^6, 1.16{\times}10^6, 1.02{\times}10^6$이 더 적은 에러를 보여주었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제37권5호
• /
• pp.775-786
• /
• 2017

유사량 자료는 하천을 유지 관리하기 위하여 지속적으로 확보할 필요가 있다. 최근 해외에서는 유사량 자료 확보의 효율성 제고를 위해 초음파도플러유속계를 이용하여 간접적으로 유사량을 관측하는 연구가 시도되고 있다. 그러나, 기존 연구의 경우 주파수가 낮은 저주파 초음파도플러 유속계를 이용하여 대하천 및 실제 하천에서만 연구가 수행되었다. 이에 본 연구에서는 3 MHz의 높은 주파수가 적용된 수평초음파도플러유속계(H-ADCP)를 유량과 유사량 통제가 가능한 실험수로에 적용하여 획득한 신호대잡음비(SNR)를 이용하여 입경에 따른 초음파의 반사특성을 규명하고, 대하천을 기반으로 개발된 신호대잡음비 보정 알고리즘의 적용성 검토를 실시하며, 보정된 신호대잡음비를 활용하여 실험수로 규모의 하천에서 유사량 측정 가능성을 검토하였다. 이를 위해, 레이저부유사측정기(LISST-100X)를 활용하여 실측 부유사농도 데이터를 획득하고 신호대잡음비와의 상관관계를 분석하였다. 또한, 수로 전 단면에 균일한 유사를 공급하기 위해 실험수로 규격에 맞게 유사공급장치를 제작하였으며, 초음파 반사특성 규명을 위해 입경이 다른 두 종류의 유사(Silt, Sand)를 활용하여 실험을 수행하였다. 기존 신호대잡음비 보정 알고리즘을 실험수로 측정결과에 대해 적용성 검토를 실시한 결과, 적절한 보정 결과를 보여 보정 알고리즘이 실험수로 규모에도 적용 가능함을 확인하였으며, 보정된 신호대잡음비와 부유사농도 사이의 상관관계 경향을 분석한 결과, 실트와 모래에 대해 전체적으로 일정한 연관성을 보여, 향후 추가적인 연구를 통해 신호대잡음비를 이용한 간접적인 유사량 관측이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제15권7호
• /
• pp.999-1005
• /
• 2021

본 연구에서는 검사시간을 단축시키면서 해상도를 증가시키는 Compressed SENSE를 TOF에 적용하여 SENSE와 CS 기법에 대한 영상의 질을 비교하고 SNR, CNR을 평가하여 최적의 기법을 알아보고 이러한 정보를 토대로 임상적 기초자료로 제공하고자 한다. 충청도 소재 한 대학병원에서 TOF MRA 검사를 시행한 환자 32명(남자 15명, 여자 17명, ICA stenosis:10, M1 aneurysm:10, 평균나이 53 ± 4.15)을 대상으로 데이터를 분석하였다. 검사에 적용된 장비는 Ingenia CX 3.0T, Archieva 3.0 T 두 기기를 이용하였고 데이터 획득을 위한 방법으로 32 Channel Head Coil과 3D Gradient echo 이었다. 정량적 분석으로 각 영상의 SNR과 CNR을 측정하고 정성적 평가를 위해 관찰자의 시각적 견해에 대하여 5등급으로 나누어 영상의 질을 평가하였다. 영상평가는 paired t-test와 Wilcoxon 검정을 하였으며 p 값이 0.05 이하 일 때 유의성이 있는 것으로 간주하였다. TOF MRA 영상에서 SNR과 CNR에 대한 정량적 분석 결과 SENSE 기법에 비해 CS 기법이 높게 측정되었다(p<0.05). 관찰자의 시각적 평가로서 혈관의 선예도: CS(4.45 ± 0.41), 전반적인 영상의질: CS(4.77 ± 0.18), 영상의 배경소거: CS(4.57 ± 0.18)는 모두 CS 기법이 높은 결과를 얻었다(p=0.000). 결론적으로, 유속증가 자기공명혈관 조영술에서 SENSE 와 Compressed SENSE 기법을 비교하여 평가했을 때 Compressed SENSE TOF MRA 기법이 우위의 결과를 보여주었다. 이러한 결과는 뇌 질환 3D TOF MRA 검사에서 향후 임상적 기초자료가 될 것이라고 생각한다.

• Journal of Yeungnam Medical Science
• /
• 제37권2호
• /
• pp.90-97
• /
• 2020

Background: To minimize damage to the ovarian reserve, it is necessary to evaluate the follicular density in the ovarian tissue surrounding endometriosis on preoperative imaging. The purpose of the present study was to evaluate the usefulness of subtraction pelvic magnetic resonance imaging (MRI) to detect ovarian reserve. Methods: A subtracted T1-weighted image (^subT1WI) was obtained by subtracting unenhanced T1WI from contrast-enhanced T1WI (^ceT1WI) with similar parameters in 22 patients with ovarian endometriosis. The signal-to-noise ratio (SNR) in ovarian endometriosis, which was classified into the high signal intensity and iso-to-low signal intensity groups on the T2-weighted image, was compared to that in normal ovarian tissue. To evaluate the effect of contrast enhancement, a standardization map was obtained by dividing ^subT1WI by ^ceT1WI. Results: On visual assessment of 22 patients with ovarian endometriosis, 16 patients showed a high signal intensity, and 6 patients showed an iso-to-low signal intensity on T1WI. Although SNR in endometriosis with a high signal intensity was higher than that with an iso-to-low signal intensity, there was no difference in SNR after the subtraction (13.72±77.55 vs. 63.03±43.90, p=0.126). The area of the affected ovary was smaller than that of the normal ovary (121.10±22.48 vs. 380.51±75.87 ㎟, p=0.002), but the mean number of pixels in the viable remaining tissue of the affected ovary was similar to that of the normal ovary (0.53±0.09 vs. 0.47±0.09, p=0.682). Conclusion: The subtraction technique used with pelvic MRI could reveal the extent of endometrial invasion of the normal ovarian tissue and viable remnant ovarian tissue.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제38권2호
• /
• pp.135-143
• /
• 2021

We report, for the first time, the afternoon (i.e., from noon to sunset time) observations of the northern mid-latitude E-region field-aligned irregularities (FAIs) made by the very high frequency (VHF) coherent backscatter radar operated continuously since 29 December 2009 at Daejeon (36.18°N, 127.14°E, 26.7°N dip latitude) in South Korea. We present the statistical characteristics of the mid-latitude afternoon E-region FAIs based on the continuous radar observations. Echo signal-to-noise ratio (SNR) of the afternoon E-region FAIs is found to be as high as 35 dB, mostly occurring around 100-135 km altitudes. Most spectral widths of the afternoon echoes are close to zero, indicating that the irregularities during the afternoon time are not related to turbulent plasma motions. The occurrence of afternoon E-regional FAI is observed with significant seasonal variation, with a maximum in summer and a minimum in winter. Furthermore, to investigate the afternoon E-region FAIs-Sporadic E (E_s) relationship, the FAIs have also been compared with E_s parameters based on observations made from an ionosonde located at Icheon (37.14°N, 127.54°E, 27.7°N dip latitude), which is 100 km north of Daejeon. The virtual height of E_s (h'E_s) is mainly in the height range of 105 km to 110 km, which is 5 km to 10 km greater than the bottom of the FAI. There is no relationship between the FAI SNR and the highest frequencies (f_tE_s) (or blanket frequencies (f_bE_s)). SNR of FAIs, however, is found to be related well with (f_tE_s-f_bE_s).

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
• /
• 제46권3호
• /
• pp.197-205
• /
• 2023

When taking X-rays, various auxiliary tools were used to fix a patient's exact shooting position and posture. In this study, we evaluated the usefulness of carbon fiber reinforced plastics(CFRP) 3K as a material of auxiliary tools by comparing poly methyl metha acrylate(PMMA), polycarbonate(PC), and CFRP 3K each of which has high radiolucency. X-ray radiolucencies were measured by stacking 1 mm panels of each material, and contrast to noise ratio(CNR) and signal to noise ratio(SNR) of images of each material were measured by comparing with None, which stands for images that are taken without any material. All three materials showed over 90% X-ray radiolucencies within 2 ㎜ thickness, and there was no significant difference. PC, PMMA and CFRP 3K had high CNR and SNR in order, and CFRP 3K showed the closest CNR and SNR to those of None. While taking X-rays, by using CFRP 3K material within 2 ㎜ thickness as a material of auxiliary tools, which are used to reduce re-shooting and X-ray exposure by fixing a patient's exact shooting position and posture and improve the quality of medical images, a high X-ray radiolucency of over 90% would be obtained, and the influence on the image could be minimized.

• 한국음향학회지
• /
• 제28권8호
• /
• pp.768-773
• /
• 2009

본 논문에서는 파라메트릭 어레이를 이용한 공기 중 디지털 통신의 특성을 측정해 보았다. 2차 오더의 비선형 현상인 파라메트릭 어레이를 구현하기 위하여, 고출력, 고효율의 음파 발생이 가능한 요철 트랜스듀서가 사용되었다. 1차 음파 (primary wave)의 주파수는 트랜스듀서 공진 주파수에 맞추어 83 kHz, 122 kHz 로 결정하였고, 이를 통해 발생되는 39 kHz의 차음 (difference frequency wave)을 통신 신호로 이용하였다. 통신 변조방법으로 On-Off Keying 방식을 이용하였다. 실험은 파라메트릭 어레이를 이용한 디지털 통신의 특성을 측정하기 위하여 파형 분석을 하였고, 거리, 각도에 따른 SNR을 측정해 보았다. 실험 결과 파라메트릭 어레이를 이용한 디지털 통신은 3m이내의 근거리 영역에서 적합함을 알 수 있었고, 빔폭 (-3 dB)은 $14^{\circ}$로 측정되어 고지향성 통신이 가능함을 확인하였다. 위의 실험 결과를 통해 파라메트릭 어레이를 이용한 공기 중 음향 통신에 대한 가능성을 확인하였고, 고지향성 통신 특성은 다중경로 문제나 보안 문제에 강점이 있을 것으로 판단된다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제35권5C호
• /
• pp.432-438
• /
• 2010

본 논문에서는 고차 변조 방식의 심볼 사상(mapping)이 LDPC (low-density parity-check) 부호를 사용하는 터보 등화기(turbo equalizer)의 수렴 특성에 미치는 영향에 대해서 살펴본다. 심볼 사상에 따른 선형 MMSE 등화기의 유효(effective) SNR과 LDPC 복호기의 수렴 특성을 통해 LDPC 부호를 사용하는 터보 등화기에 BR (bit-reliability) 사상이 성능 관점에서 유리하다는 것을 보여준다. 그리고 밀도 진화 분석(density evolution)을 통한 잡음 임계치(noise threshold)와 전산 실험 결과를 통해 터보 등화기의 성능에 심볼 사상이 미치는 영향을 검증한다.