• 제목/요약/키워드: Noise Estimation

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Noise reduction in low-dose positron emission tomography with adaptive parameter estimation in sinogram domain

  • Kyu Bom Kim;Yeonkyeong Kim;Kyuseok Kim;Su Hwan Lee
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제56권10호
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    • pp.4127-4133
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    • 2024
  • Noise reduction in low-dose positron emission tomography (PET) is a well-researched topic aimed at reducing patient radiation doses and improving diagnosis. Software-based noise reduction mainly improves the contrast between regions by reducing the variation of the acquired image. However, it should be performed under appropriate parameters to reduce discrimination. We propose a method that derives optimal noise-reduction parameters using the multi-scale structural similarity index measure and visual information fidelity, which are metrics for image quality assessment. Simulation and experimental studies demonstrated the viability of the proposed algorithm. The contrast-to-noise ratio value of the denoised reconstruction slice, which was used as the optimal parameter, increased approximately three times compared to that of the low-dose slice while preserving the resolution. The results indicate that the proposed method successfully predicted the parameters according to the noise-reduction algorithm and PET system conditions in the sinogram domain. The proposed algorithm should help prevent misdiagnosis and provide standardized medical images for clinical application by performing appropriate noise reduction.

노이즈 수준 추정에 기반한 비지역적 영상 디노이징 방법 연구 (A study on non-local image denoising method based on noise estimation)

  • 임재성
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.518-523
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    • 2017
  • 본 논문은 비지역적(non-local)방법에 기반한 적응적 디노이징 방법을 제안한다. 비지역적 알고리즘은 부가적 백색 잡음(additive white Gaussian noise, AWGN)을 제거하는데 효과적이다. 노이즈 제거를 위해 비지역적 방법을 적용할 때 노이즈 수준에 따라 디노이징 파라미터가 조절될 필요가 있었다. 그러므로, 제안하는 방법은 입력 노이즈 수준에 따라 최적의 디노이징 파라미터를 제공하는 것이다. 제안하는 방법은 크게 두 가지 부분으로 나뉜다. 첫 번째로는 오프라인 과정과 온라인 과정이다. 오프라인 과정에서는 노이즈 수준과 디노이징 파라미터 간의 관계를 비지역적 기법을 이용하여 분석해본다. 다양한 디노이징 파라미터들이 비지역적 알고리즘에 적용되며 이에 대한 이미지이에 대한 이미지의 퀄리티를 분석하기 위해서 SSIM 지표가 사용된다. 주어진 노이즈 수준에서 최적 디노이징 파라미터를 가장 높은 SSIM일 때 선택한다. 온라인 과정에서는 노이즈 수준을 실 시간으로 추정하여 최적의 디노이징 파라미터를 적용하여 비지역적 필터링을 수행한다. 실험 결과에서 보는 바와 같이, 제안하는 방법은 정확하게 노이즈 수준을 추정했고, 이미지 디테일을 보존하면서 AWGN 노이즈를 제거했다. 이에 따른 실험 결과로 노이즈 추정 정확도는 90.0%, 복원된 이미지에서 높은 PSNR과 SSIM수치를 보였다.

고층 주거지역에서 터널형 철도 방음 시설의 소음 저감 예측 (Prediction of Reduction of Traffic(Railroad) Noise using Soundproof Tunnel in a high-rise apartment building)

  • 김준엽;나희승;엄기영;조준호
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2001년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.843-848
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    • 2001
  • Railroad noise is one of the main causes of environmental impact. Whenever a new railroad line is planned or a housing project near an existing railroad is proposed, an estimate of the relevant noise levels is usually required. For this, it is necessary to quantify those parameters that affect the railroad noise. This paper deals with an estimation of railroad noise using soundproof tunnel in a high-rise apartment building

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고속철도에서 교량상판의 소음저감효과 (Sound Reduction of the high-speed railroad noise by the deck plate of the Bridge)

  • 김준엽;나희승
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 I
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    • pp.139-144
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    • 2001
  • Railroad noise is one of the main causes of environmental impact. Whenever a new railroad line is planned or a housing project near an existing railroad is proposed, an estimate of the relevant noise levels is usually required. For this, it is necessary to quantify those parameters that affect the railroad noise. This paper deals with an estimation of railroad noise by the barrier and deck plate of the bridge.

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잡음 감소를 위한 창 함수의 선택에 관한 연구 (Appropriate Choice of Window Function for Noise Reduction)

  • 백문열
    • 한국안전학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.3-8
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    • 1997
  • This paper shows a performance estimation of windowing a single tone with added Gaussian noise and uniform noise. Signal-to-noise ratio can be determined by the ratio of the output noisy signal variance to the input noisy signal variance of a window. Standard deviation of noise is reduced by windowing Signal-to-noise ratio of the noisy signal is reduced by the windowing operation. Thus, performance of window function can be determined by this filtering operation that improved the signal-to-noise ratio.

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UKF 기반한 동역학 시스템 파라미터의 추정 (Parameter Estimation of Dynamic System Based on UKF)

  • 승지훈;정길도
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.772-778
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    • 2012
  • 본 논문은 비선형 시스템의 상태 추정에 널리 사용 되는 Unscented Kalman Filter(UKF)를 활용하여 동역학 시스템의 상태를 추정함과 동시에 파라미터를 추정하였다. 파라미터의 추정은 시스템 제어, 모델링, 성능분석 및 예측 등 다양한 분야에서 매우 중요하다. 공학에서 다루는 대부분의 시스템은 비선형성과 잡음이 존재하므로 파라미터 추정이 매우 어렵다. 이러한 경우에 대하여 본 논문에서는 비선형 필터로서 잡음에 강한 UKF를 이용하여 상태와 파라미터를 추정하였다. 본 논문에서 제안한 파라미터 추정은 기존의 상태방정식에 파라미터 항을 추가하여 확장된 비선형 방정식을 사용하였으며, 진자와 슬라이드로 구성된 2-자유도 동역학 시스템에 적용하였으며, 시스템 운동방정식의 측정 잡음으로 가우시안 잡음을 추가하여 컴퓨터 시뮬레이션을 실시하였다. 시뮬레이션 결과 제안한 방법이 LSM보다 좋은 성능을 보였다. 추정 오차는 3%이내이며, 0.1sec 이내의 수렴하는 것을 확인하였다. 결과적으로 UKF는 상태나 측정 데이터에 잡음이 존재하더라도 시스템의 상태 및 파라미터 추정이 가능하다.

이동통신 환경에서 다중신호의 DOA 추정과 적응 빔성형 (DOA Estimation of Multiple Signal and Adaptive Beam-forming for Mobile Communication Environments)

  • 양두영;이민수
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제10권12호
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    • pp.34-42
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    • 2010
  • 이동통신 환경에서 매개변수와 비매개변수추정 알고리즘을 토대로 DOA와 적응 빔성형 알고리즘을 연구하고 분석하였다. 매개변수추정 알고리즘에서는 배열안테나로 수신된 신호의 상관행렬로부터 신호성분과 잡음성분에 대한 고유치를 구하고, 그 고유치들로부터 전력스펙트럼을 판별하였다. 반면에 비매개변수추정 알고리즘에서는 입사각의 함수로써 신호에너지를 추정하기 위하여 고분해능과 잡음억압을 도출하도록 비이차놈을 사용하여 규칙화 목적함수를 최소화하였다. 그리고 나서, 신호와 잡음공간 조정벡터로부터 DOA를 추정하였고, 공간벡터에 의하여 도출된 가중치를 적용하여 적응 빔성형 패턴을 개선하였다. 따라서 희소강제조정을 갖는 개선된 방향성 추정 알고리즘은 다른 알고리즘들과 비교하여 잡음 억제와 고분해능을 갖는다.

연속음성신호에서 IMBE 모델을 이용한 SNR 추정 연구 (IMBE Model Based SNR Estimation of Continuous Speech Signals)

  • 박형우;배명진
    • 한국음향학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.148-153
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    • 2010
  • 음성 신호처리 환경에서 잡음이 섞인 신호를 개선할 목적으로 음성향상 기법이 많이 이용되고 있다. 잡음추정 알고리즘은 변화하는 환경에 빠르게 적응할 수 있어야 하며 음성신호의 영향을 줄이기 위해 음성신호가 존재하지 않는 구간에서만 잡음의 파워를 갱신한다. 이러한 방법은 음성구간검출이 선행되어야 한다. 그러나 잡음에 열화된 음성신호에 묵음구간이 존재하지 않을 경우, 위와 같이 음성검출을 통한 묵음구간에서의 잡음 추정 방법 및 SNR 추정 방법이 적용될 수 없다. 본 논문에서는 묵읍구간이 존재하지 않는 연속음성신호에서 SNR을 추정하는 기법을 제안한다. 음성신호는 MBE(Multi-Band Excitation) 발성 모델에 따라 유 무성음으로 구분할 수 있다. 그리고 에너지가 유성음에 대부분 분포하기 때문에, 부가성 잡음환경에서 유성음의 에너지를 음성신호의 에너지로 근사화하여 SNR을 추정할 수 있다. 제안하는 방식은 연속음성신호를 IMBE (Improved Multi-Band Exciation) 보코더를 이용해 유 무성음 대역으로 구분하고, 각각 대역의 에너지 정보를 아용하여 단구간 음성신호의 SNR을 계산한다. 전체 음성구간의 SNR은 단구간 SNR의 평균값을 통해 추정한다.

시스템 매개변수 직접추정법의 특성 (Characteristics of a direct system parameter estimation method)

  • 주영호;조광환;이건명
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제21권9호
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    • pp.1480-1490
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    • 1997
  • A method by which the system parameter matrices can be estimated from measured time data of excitation force and acceleration has been studied. The acceleration data are integrated numerically to obtain the velocities and displacements, and the systm parameters are estimated from these data by solving equations of motion. The characteristics of the method have been investigated through its application to simulated data of 1 DOF and 2 DOF systems and experimental data measured from a simple structure. It was found that the method is very sensitive to measurement noise and the accuracy of the estimated parameters can be improved by averaging the repeatedly measured data and removing the noise. One of the main advantages of the parameter estimation method is that no a priori information about the system under test is required. The method can be easily extended to non-linear parameter estimation.

SLNR-based Precoder Design in Multiuser Interference Channel with Channel Estimation Error

  • Seo, Bangwon
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제14권1호
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    • pp.40-52
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    • 2020
  • In this paper, we consider a precoder design problem for multiuser interference channel. Most of the conventional schemes for precoder design utilize a signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) as a cost function. However, since the SINR metric of a desired transmitter-receiver pair is a function of precoding vectors of all transmitters in the multiuser interference channel, an analytic closed-form solution is not available for the precoding vector of a desired transmitter that maximizes the SINR metric. To eliminate coupling between the precoding vectors of all transmitters and to find a closed-form solution for the precoding vector of the desired transmitter, we use a signal-to-leakage-plus-noise ratio (SLNR) instead as a cost function because the SLNR at a transmitter is a function of the precoding vector of the desired transmitter only. In addition, channel estimation errors for undesired links are considered when designing the precoding vector because they are inevitable in a multiuser interference channel. In this case, we propose a design scheme for the precoding vector that is robust to the channel estimation error. In the proposed scheme, the precoding vector is designed to maximize the worst-case SLNR. Through computer simulation, we show that the proposed scheme has better performance than the conventional scheme in terms of SLNR, SINR, and sum rate of all users.