• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2000.10b
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• pp.535-537
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• 2000

인체 장기의 내부 벽면을 관찰하기 위하여 사용된 내시경 검사 기법은 내시경을 삽입하고, 질병 부위를 찾는 과정에서 환자에게 고통을 유발시키고, 정확한 진단을 내리기 위해서는 검사자의 오랜 경험과 숙달을 필요로 한다. 그러므로 각종 의료 영상을 기반으로 한 가상 내시경 시스템에 대한 연구와 개발이 요구된다. 본 논문에서는 초음파 영상을 기반으로 하여 병변 부위의 3차원 영상을 생성하고, 탐색하는 시스템을 제안한다. 우선 획득된 초음파 영상으로부터 장기에 대한 윤곽선 정보를 얻기 위하여, 초음파 영상에 대한 전처리 작업과 분할 작업을 수행하였고, 추출된 윤곽선 정보를 기반으로 3차원 표면 모델을 생성하였다. 3차원 표면 모델은 VRML 2.0 형식의 3차원 객체로 자동 변환되어 일반 VRML Plug-in viewer 및 자바 제어 모듈을 이용하여 3차원 장기 모델에 대한 탐색을 가능하도록 하였다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• spring
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• pp.397-400
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• 2000

초음파 영상의 3차원 구성은 기존의 2차원 영상에서는 얻을 수 없었던 결함의 깊이, 방향성 등의 정보를 획득할 수 있기 때문에 최근에 이에 대한 관심이 고조되고 있다. 본 연구에서는 SAM(Scanning Acoustic Micro-scope)의 각 스펙트럼(angular spectrum) 접근법을 사용하여 물체에서의 3차원 영상 구현 이론에 대해서 연구하였다. 이러한 방법은 초음파 트랜스듀서를 디포커싱 시키면서 얻어진 2차원영상 정보를 이용하여 3차원으로 구성하는 방법이다. 실험에서는 알루미늄 원형 시료를 사용하였고, V(z)이론을 이용하여 산란된 신호에서의 영상을 구현하는 데 초점을 두었다. 모의 실험을 통하여 피사체 중심에 대해서 $70^\circ$ 범위 내에서 반사형 초음파 현미경으로 영상을 얻어낼 수 있음을 확인하였다. 중심주파수가 5MHz이고 대역폭이 $35\%$인 트랜스듀서를 사용하여 원형 시료의 중심부에서의 영상을 얻어내었다

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.26 no.8B
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• pp.1152-1160
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• 2001

본 논문에서는 수동주사로 얻은 2차원 연속 프레임으로 3차원 초음파 영상 재구성을 위한 연속 프레임의 프레임간 거리 추정 방법을 제안하였다. 수동주사로 얻은 연속 프레임은 프레임간 거리가 불균일하기 때문에 이를 그대로 3차원 영상으로 재구성하면 실제 인체 장기의 형태와 다른 영상을 얻게 된다. 제안한 알고리듬에서는 연속 프레임의 프레임간 거리를 추정하기 위하여 매 프레임의 블록별 측면거리 상관함수를 얻고, 측면거리 상관함수들이 프로브의 진행축과 초음파 센서의 배열축이 이루는 평면상에서 등방성을 가진다는 가정 하에 인접 프레임 내의 각 블록간의 프레임간 거리를 추정하였다. 인접 프레임간 추정거리는 프레임 내에서 블록단위로 추정된 프레임간 거리를 평균하여 얻었다. 실험 결과, 제안한 알고리듬의 프레임간 추정거리 곡선은 기준 진행거리 상관함수를 이용한 방법의 추정거리 곡선에 비해서 실제 프레임간 거리 곡선에 가까웠고, SNR 비교에서 제안한 방법이 기존의 방법에 비해 좋은 결과를 보였다. 그리고, 기존의 알고리듬에 비해 제안한 알고리듬으로 재구성한 3차원 영상이 원영상에 더 흡사한 것을 볼 수 있었다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.21 no.8
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• pp.766-771
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• 2002

In this study, we have developed a 3-dimensional diagnostic ultrasonic sector probe using a convex type ultrasonic probe with 128 active elements. The probe was made to operate at the center frequency of 4.5㎒ with the bandwidth of 66%. The driving part was designed to rotate the axis of the convex probe by means of a step motor equipped with reduction gears and spur gears attached to the motor so that the probe could enable us to acquire a series of 2-dimensional images to construct a 3-dimensional image. Acoustic cover of the probe was made of polymers to have the same radius of rotation as that of the convex probe. The controllability of the rotation angle and the structural stability of the probe were confirmed through experimental 3-dimensional images obtained using the developed 3-dimensional sector probe.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• spring
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• pp.345-348
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• 2002

본 연구에서는 128개의 능동소자로 구성된 convex형 초음파 탐촉자를 회전시켜 3차원 입체영상을 구현 할 수 있도록 하는 구동부를 설계 및 제작하여, 3차원 입체 영상 진단용 초음파 섹터 트랜스듀서를 개발하였다. 탐촉자는 중심주파수 4.5Mhz, 대역폭 $66\%$로 제작되었으며, 구동부는 탐촉자의 축을 스텝모터와 평기어를 이용해 회전시킴으로써 3차원 입체영상을 획득할 수 있게 고안하였다. 그리고 피부와 유사한 고분자재료를 사용하여 탐촉자의 회전반경과 동일하게 음향커버를 설계 및 제작하였다. 제작된 초음파 섹터 트랜스듀서는 정밀한 각도 제어 및 구조적 안정성이 확보되었음을 확인 할 수 있었다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.35 no.2
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• pp.128-133
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• 2015

This paper describes the construction of a static 3D ultrasonography image by tracking the radiation beam position during the handy operation of a 1D array probe to enable point-of-care use. The theoretical model of the transformation from the translational and rotational information of the sensor mounted on the probe to the reference Cartesian coordinate system was given. The signal amplification and serial communication interface module was made using a commercially available sensor. A test phantom was also made using silicone putty in a donut shape. During the movement of the hand-held probe, B-mode movie and sensor signals were recorded. B-mode images were periodically selected from the movie, and the gray levels of the pixels for each image were converted to the gray levels of 3D voxels. 3D and 2D images of arbitrary cross-section of the B-mode type were also constructed from the voxel data, and agreed well with the shape of the test phantom.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.23 no.5
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• pp.464-474
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• 2003

Ultrasonic imaging of 3-D structures for nondestructive evaluation must provide readily recognizable images with enough details to clearly show various flaws that may or may not be present. Typical flaws that need to be detected are miniature cracks, for instance, in metal pipes having aged over years of operation in nuclear power plants; and these sub-millimeter cracks or flaws must be depicted in the final 3-D image for a meaningful evaluation. As a step towards improving conspicuity and thus detection of flaws, we propose a pulse-echo ultrasonic imaging technique to generate various 3-D views of the 3-D object under evaluation through strategic scanning and processing of the pulse-echo data. We employ a 2-D Wiener filter that filters the pulse-echo data along the plane orthogonal to the beam propagation so that ultrasonic beams can be sharpened. This three-dimensional processing and display coupled with 3-D manipulation capabilities by which users are able to pan and rotate the 3-D structure improve conspicuity of flaws. Providing such manipulation operations allow a clear depiction of the size and the location of various flaws in 3-D.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2005.05a
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• pp.1623-1626
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• 2005

초음파 영상 기법은 장기, 연조직, 혈류를 검사하는데 쓰이는 영상 진단법이다. 초음파 장비를 통해 얻어진 초음파 볼륨 데이터는 장비 특성상 많은 잡음(speckle noise)을 포함하기 때문에, 깨끗한 영상을 얻기 위해서는 잡음 필터링(noise filtering)이 필요하다. 그런데, 볼륨 데이터 모든 영역에 대해 잡음 필터링을 적용할 경우 전처리 시간이 길어져 실시간으로 초음파 볼륨 데이터를 렌더링하기 어렵다. 본 논문에서는 실시간으로 입력되는 초음파 볼륨 데이터를 가시화 하기위하여 전처리 시간 없이 잡음을 제거하는 방법을 제안한다. 전처리 시간에 전체 볼륨 데이터에 대해 잡음 필터링을 적용하지 않고, 영상을 생성하는 동안 참조되는 복셀(voxel)에 대해서만 잡음 필터를 적용하여 얻은 값을 사용한다. 이때 필터링에 소요되는 시간을 최소화하기 위해 가장 단순한 평균화 필터를 사용한다. 그리고 복셀에 적용되는 3차원 필터를 3단계의 1차원 필터 연산 단계로 분할 한 후, 각 단계별 연산을 거친 복셀들에 대해서는 다시 연산을 하지 않도록 하여 중복을 피한다. 이를 통해 전처리 시간 없이 기존 방법과 동일한 화질을 유지하는 최종 영상을 만들어 낸다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.9 no.6
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• pp.1569-1573
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• 2008

This paper describes a development of Ultrasonic NDE software to analyze steam generator of nuclear power plant. The developed software includes classical analysis method such as A, B, C and D-scan images. And it can analyze the detected internal cracks using 3D image processing method. To do such, we obtain raw data from specimens of real pipeline of power plants, and get the envelope signal using Empirical Mode Decomposition from obtained ultrasonic 1-dimensional data. The reconstructed 3D crack images offer useful information about the location, shape and size of cracks, even if there is no special 2D image analysis technique. The developed analysis software is applied to specimens containing various cracks with known dimensions. The results of application showed that the developed software provided accurate and enhanced 2D images and reconstructed 3D image of cracks.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.14 no.12
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• pp.6066-6071
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• 2013

This paper proposes a calibration method for a freehand 3-D ultrasound system in medical robotic research. The calibration block with six wires was designed to set the fixed target points. The positions of the ultrasound probe and calibration block were measured using an optical tracker. The relationship between the position of the ultrasound probe and the pixel coordinates in the images was derived using a calibration process. The scaling matrix was also calculated. The experimental results showed that the proposed method could find solutions using a simple least square method from one or multiple ultrasound images.