KR101792589B1

KR101792589B1 - 빔포머, 진단시스템, 의료영상시스템 및 진단영상을 표시하는 방법

Info

Publication number: KR101792589B1
Application number: KR1020110039081A
Authority: KR
Inventors: 김규홍; 김정호; 박성찬
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2011-04-26
Publication date: 2017-11-01
Anticipated expiration: 2031-04-26
Also published as: EP2518527A1; KR20120121229A; US20120275261A1; CN102755174B; CN102755174A; EP2518527B1; US8675445B2

Abstract

빔포머, 진단시스템, 의료영상시스템 및 진단영상을 표시하는 방법에 따르면, 피사체로부터 반사된 멀티채널(multichannel) 신호를 이용하여 수신 빔을 형성하는 빔포머는 멀티채널 신호에 대하여, 서로 다른 아포디제이션 함수(apodization function)가 적용된 복수의 신호들을 생성하고, 신호우세성분에 대하여 각 채널별로 적용될 가중치를 산출하고, 산출된 가중치를 신호우세성분에 적용한다.

Description

빔포머, 진단시스템, 의료영상시스템 및 진단영상을 표시하는 방법{Beamformer, diagnosing system, medical image system and method for displaying diagnosing image}

빔포머, 진단시스템, 의료영상시스템 및 진단영상을 표시하는 방법이 개시된다.

합성 구경 기법을 사용하는 영상시스템에 있어서, 고정형 빔포밍(fixed beamforming) 기법 또는 적응형 빔포밍(adaptive beamforming) 기법을 이용할 수 있다. 고정형 빔포밍 기법은 입력신호와 무관하게 해밍 윈도우(Hamming window) 또는 해닝 윈도우(Hanning window) 등을 이용하는 방법으로 데이터-독립 빔포밍(data-independent beamforming)이라고 호칭하기도 한다. 고정형 빔포밍 기법에 따라 생성된 진단영상은 선명도(contrast) 또는 해상도(resolution)가 좋지 않기에, 고화질 영상을 획득하기 위하여 적응형 빔포밍 방법을 이용할 수 있다. 적응형 빔포밍 기법에 따라 생성된 진단영상은 높은 해상도의 성능이 보장되나, 연산량이 급격하게 증가하여 구현상 어려움이 존재한다.

고선명의 진단영상을 생성 또는 표시하기 위한 빔포머, 진단시스템, 의료영상시스템 및 진단영상을 표시하는 방법을 제공한다. 또한, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다. 해결하려는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 피사체로부터 반사된 멀티채널(multichannel) 신호를 이용하여 수신 빔을 형성하는 빔포머는 상기 멀티채널 신호에 대하여, 서로 다른 아포디제이션 함수(apodization function)가 적용된 복수의 신호들을 생성하는 신호 생성부; 상기 생성된 복수의 신호들로부터 신호우세성분 및 잡음우세성분을 추정하는 추정부; 상기 추정된 신호우세성분 및 잡음우세성분을 이용하여 상기 신호우세성분에 대하여 각 채널별로 적용될 가중치를 산출하는 가중치 산출부; 및 상기 산출된 가중치를 상기 추정된 신호우세성분에 적용하는 가중치 적용부를 포함한다.

상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 피사체로부터 반사된 멀티채널(multichannel) 신호를 이용하여 진단영상을 생성하는 진단영상 생성장치는 상기 멀티채널 신호에 대하여 서로 다른 아포디제이션 함수(apodization function)가 적용된 복수의 신호들로부터 신호우세성분 및 잡음우세성분을 추정하고, 상기 추정된 신호우세성분 및 잡음우세성분을 이용하여 각 채널별 가중치를 산출하고, 상기 산출된 가중치를 상기 추정된 신호우세성분에 적용하여 수신 빔을 형성하는 빔포머; 상기 빔포머에서 형성된 수신 빔들을 빔포밍된 위치에 따라 합성하는 합성부; 및 상기 합성된 신호로부터 진단영상을 생성하는 진단영상 생성부를 포함한다.

상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 의료영상시스템은 피사체로부터 반사된 신호를 복수의 트랜스듀서들(transducers)을 이용하여 수신하는 프로브(probe); 상기 프로브에서 수신된 멀티채널 신호에 대하여 서로 다른 아포디제이션 함수(apodization function)가 적용된 복수의 신호들로부터 신호우세성분 및 잡음우세성분을 추정하고, 상기 추정된 신호우세성분 및 잡음우세성분을 이용하여 각 채널별 가중치를 산출하고, 상기 산출된 가중치를 상기 추정된 신호우세성분에 적용하여 수신 빔을 형성하고, 형성된 수신 빔을 합성하여 진단영상을 생성하는 진단영상 생성장치; 및 상기 생성된 진단영상을 표시하는 표시부를 포함한다.

상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 피사체로부터 반사된 멀티채널(multichannel) 신호를 이용하여 진단영상을 표시하는 방법은 상기 멀티채널 신호에 대하여, 서로 다른 아포디제이션 함수(apodization function)가 적용된 복수의 신호들을 생성하는 단계; 상기 생성된 복수의 신호들로부터 신호우세성분 및 잡음우세성분을 추정하는 단계; 상기 추정된 신호우세성분 및 잡음우세성분을 이용하여 상기 신호우세성분에 대하여 각 채널별로 적용될 가중치를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 가중치를 상기 추정된 신호우세성분에 적용하여 수신 빔을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 상기된 진단영상을 표시하는 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.

상기된 바에 따르면, 사이드로브(sidelobe)를 감소시킴에 따라 고선명의 진단영상을 생성하기 위한 수신 빔을 형성할 수 있다. 또한, 형성된 수신 빔을 이용하여 고선명의 진단영상을 생성 및 표시할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단시스템의 사용환경의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔포머를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 진단영상 생성장치를 좀 더 상세히 도시한 구성도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 의료영상시스템을 도시한 구성도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 프로브에 포함된 복수의 트랜스듀서들이 2차원 어레이 형태로 배열된 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 진단영상을 표시하는 방법의 흐름도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단시스템(10)의 사용환경의 일 예를 도시한 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 진단시스템(10)은 프로브(probe)(20) 및 진단영상 생성장치(30)로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

또한, 도 1은 프로브(20) 및 진단영상 생성장치(30)를 별개의 장치로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 진단영상 생성장치(30)는 프로브(20)와 결합 가능하다.

본 실시예에 따른 프로브(20)는 복수의 트랜스듀서들(transducers)을 이용하여 피사체와 신호를 송수신하고, 진단영상 생성장치(30)는 프로브(20)로부터 수신된 신호를 이용하여 진단영상을 생성한다. 예를 들어 설명하면, 진단영상 생성장치(30)는 프로브(20)로부터 수신된 신호에 대하여 시간지연 값 및 가중치를 적용하여 수신 빔을 형성하는 빔포머(beamformer), 형성된 수신 빔들을 빔포밍된 위치에 따라 합성(compounding)하는 합성부 및 밝기 이미지(brightness image) 또는 움직임 정보 등을 추출하여 진단영상을 생성하는 진단영상 생성부를 이용하여 진단영상을 생성할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔포머(100)를 도시한 구성도이다. 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 빔포머(100)는 신호 생성부(110), 추정부(120), 가중치 산출부(130) 및 가중치 적용부(140)로 구성된다.

도 2에 도시된 빔포머(100)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

예를 들어 설명하면, 도 2에 도시된 빔포머(100)에는 피사체로부터 반사된 멀티채널 신호에 가중치를 적용하여 수신 빔을 형성하는 구성요소들만이 도시되어 있으나, 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이에 한정되지 않고, 송신 빔을 형성하는 구성요소, 피사체로부터 반사된 멀티채널 신호에 시간지연 값을 적용하는 구성요소들이 추가적으로 포함될 수 있음을 알 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 빔포머(100)의 신호 생성부(110), 추정부(120), 가중치 산출부(130) 및 가중치 적용부(140)들은 하나 또는 복수 개의 프로세서에 해당할 수 있다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

본 실시예에 따른 빔포머(100)는 피사체로부터 반사된 멀티채널(multichannel) 신호를 이용하여 수신 빔을 형성한다. 이때, 피사체로부터 반사된 멀티채널 신호는 RF(Radio Frequency) 신호로서, 복수의 트랜스듀서들(미도시)이 피사체로부터 반사된 신호를 수신한 신호가 될 수 있다. 또한, 수신 빔을 형성한다 함은 공간 상의 한 지점(point)에서 반사되는 신호의 세기 또는 강도를 추정하는 것을 나타낼 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.

신호 생성부(110)는 피사체로부터 반사된 멀티채널 신호에 대하여 서로 다른 아포디제이션 함수(apodization function)가 적용된 복수의 신호들을 생성한다. 본 실시예에 따른 신호 생성부(110)로 입력되는 멀티채널 신호는 피사체로부터 반사된 신호가 전기신호로 변환된 후, 각 채널별 시간지연 값을 고려하여 위상이 일치된 신호일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

또한, 본 실시예에 따른 아포디제이션 함수는 피사체로부터 반사된 멀티채널 신호에 각 채널별로 가중치를 적용하기 위한 윈도우 함수가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 설명하면, 아포디제이션 함수는 렉탄규럴 윈도우(Rectangular window) 형태, 해밍 윈도우(Hamming window) 형태, 해닝 윈도우(Hanning window) 형태 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

좀 더 상세히 설명하면, 아포디제이션 함수가 렉탄규럴(Rectangular) 윈도우 형태인 경우, PSF(Point Spread Function)의 관점에서 메인로브(mainlobe)의 폭이 좁고 사이드로브(sidelobe)의 레벨이 높기에, 해상도(resolution)가 좋지만 선명도(contrast)는 좋지 않다.

또한, 아포디제이션 함수가 해밍 윈도우 형태인 경우, PSF의 관점에서 메인로브의 폭이 다소 넓지만 사이드로브의 레벨이 낮기에, 해상도가 좋지 않지만 선명도는 좋다.

이처럼, 아포디제이션 함수의 형태에 따라 해상도 또는 선명도 중 어느 하나에 대한 품질이 나빠질 수 있기에, 본 실시예에 따른 빔포머(100)는 서로 다른 아포디제이션 함수가 적용된 복수의 신호들을 이용하여 해상도 및 선명도가 좋은 진단영상을 생성하는 수신 빔을 형성할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 아포디제이션 함수가 다양한 윈도우 형태를 가질 경우, 이들 각각의 윈도우 크기(size)는 서로 동일할 수 있다. 그러하기에, 빔포머(100)에 의하여 형성된 수신 빔을 이용하여 생성된 진단영상의 해상도가 보장될 수 있다.

신호 생성부(110)가 두 개의 신호를 생성하는 경우를 예로 들어 설명하면, 신호 생성부(110)는 피사체로부터 반사된 멀티채널 신호에 제1 아포디제이션 함수에 따른 어느 하나의 윈도우 함수가 적용된 제1 신호를 생성하고, 제2 아포디제이션 함수에 따른 어느 하나의 윈도우 함수가 적용된 제2 신호를 생성한다. 이때, 제1 아포디제이션 함수와 제2 아포디제이션 함수는 서로 다른 윈도우 함수가 될 수 있다.

추정부(120)는 신호 생성부(110)에서 생성된 복수의 신호들로부터 신호우세성분 및 잡음우세성분을 추정한다. 이때, 본 실시예에 따른 신호우세성분이라 함은 복수의 신호들로부터 신호성분을 추출한 성분을 나타내고, 잡음우세성분이라 함은 복수의 신호들로부터 잡음성분을 추출한 성분을 나타낸다.

좀 더 상세히 설명하면, 피사체로부터 반사된 멀티채널 신호에 대하여 서로 다른 아포디제이션 함수가 적용된 복수의 신호들에 있어서, 서로 다른 아포디제이션 함수가 적용된 복수의 신호들이 서로 비슷한 값을 나타내는 부분은 피사체의 특성에 따른 결과일 수 있고, 서로 다른 아포디제이션 함수가 적용된 복수의 신호들이 서로 다른 값을 나타내는 부분은 사이드로브(sidelobe)의 변화에 따른 결과일 수 있다. 이때, 사이드로브의 변화는 적용된 윈도우의 변화에 의하여 발생될 수 있다.

그러하기에, 본 실시예에 따른 추정부(120)는 서로 다른 아포디제이션 함수가 적용된 신호들로부터, 비슷한 부분은 강조하고 비슷하지 않은 부분은 감쇄시킴으로써 신호우세성분 및 잡음우세성분을 추정할 수 있다.

예를 들어 설명하면, 본 실시예에 따른 신호우세성분은 신호 생성부(110)에서 생성된 복수의 신호들의 합이 될 수 있고, 잡음우세성분은 신호 생성부(120)에서 생성된 복수의 신호들 간의 차가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다른 예를 들어 설명하면, 신호우세성분은 신호 생성부(110)에서 생성된 신호들 중 절대값이 가장 작은 신호가 될 수도 있다.

가중치 산출부(130)는 추정부(120)에서 추정된 신호우세성분 및 잡음우세성분을 이용하여 신호우세성분에 대하여 각 채널별로 적용될 가중치를 산출한다. 이때, 가중치 산출부(130)에 의하여 산출된 가중치는 빔포밍을 수행하는데 사용되는 아포디제이션 함수에 해당할 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.

본 실시예에 따른 각 채널별로 적용될 가중치는 신호성분이 잡음성분에 비하여 더 우세한 부분은 작게 감쇄시키고, 잡음성분이 신호성분에 비하여 더 우세한 부분은 많이 감쇄시킨다.

예를 들어 설명하면, 가중치 산출부(130)는 신호우세성분 및 잡음우세성분을 이용하여 신호대잡음비(Signal to Noise Power Ratio: SNR)를 추정하고, 상기 추정된 신호대잡음비를 이용하여 가중치를 산출할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 빔포머(100)는 사이드로브의 영향을 감소시킴에 따라 선명도가 향상된 진단영상을 생성하기 위한 수신 빔을 형성할 수 있다.

가중치 적용부(140)는 가중치 산출부(130)에서 산출된 가중치를 추정부(120)에서 추정된 신호우세성분에 적용한다. 가중치 적용부(140)에 의하여 가중치가 적용된 신호는 선명도가 향상된 진단영상을 생성하기 위하여 형성된 수신 빔이 될 수 있다.

본 실시예에 따른 가중치를 신호우세성분에 적용한다 함은 가중치와 신호우세성분을 서로 곱하는 것을 의미하나, 이에 한정되지 않는다.

또한, 본 실시예에 따른 가중치 적용부(140)는 필터(filter)가 될 수 있다. 예를 들어 설명하면, 본 실시예에 따른 가중치 적용부(140)는 위너 필터(Wiener filter)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이에 따라, 가중치 적용부(140)가 위너 필터인 경우, 가중치 산출부(130)는 위너 게인(Wiener Gain)을 추정한다. 즉, 가중치 산출부(130)에서 산출되는 가중치는 위너 필터의 위너 게인 또는 위너 계수(Wiener Coefficient)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 본 실시예에 따른 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 위너 필터에 관하여 알 수 있기에 상세한 설명은 생략한다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 빔포머(100)는 사이드로브가 감소됨에 따라, 선명도가 향상된 진단영상을 생성하기 위한 수신 빔을 형성할 수 있다.

또한, 프로브(미도시)에 포함된 복수의 트랜스듀서들이 2차원 어레이 형태로 배열된 경우, 본 실시예에 따른 피사체로부터 반사된 멀티채널 신호는 수직(elevation) 방향 및 수평(lateral) 방향 중 적어도 하나의 방향으로 배열된 트랜스듀서들에서 수신된 것이 될 수 있다.

예를 들어 설명하면, 본 실시예에 따른 빔포머(100)는 수직(elevation) 방향 및 수평(lateral) 방향 중 적어도 하나의 방향으로 배열된 트랜스듀서들로부터 수신된 멀티채널 신호를 이용하여 서로 다른 아포디제이션 함수가 적용된 복수의 신호들을 생성하고, 생성된 복수의 신호들로부터 신호우세성분 및 잡음우세성분을 추정하고, 상기 추정된 신호우세성분 및 잡음우세성분을 이용하여 각 채널별 가중치를 산출하고, 상기 산출된 가중치를 상기 추정된 신호우세성분에 적용하여 수신 빔을 형성할 수 있다. 이에 관하여, 이하 도 5에서 상세히 설명한다.

따라서, 본 실시예에 따른 빔포머(100)는 프로브에 포함된 복수의 트랜스듀서들이 2차원 어레이 형태로 배열된 경우, 수직 방향 및 수평 방향 중 적어도 하나의 방향으로 서로 다른 아포디제이션 함수를 이용하여 산출된 가중치를 적용하여 빔포밍을 수행하기에, 연산량을 감소시키면서도 고해상도의 3차원 진단영상을 생성하기 위한 수신 빔을 형성할 수 있다.

도 3은 본 실시예에 따른 진단영상 생성장치(30)를 좀 더 상세히 도시한 구성도이다. 도 3을 참조하면, 진단영상 생성장치(30)는 빔포머(100), 합성부(200) 및 진단영상 생성부(300)로 구성되고, 빔포머(100)는 신호 생성부(110), 추정부(120), 가중치 산출부(130) 및 가중치 적용부(140)로 구성되고, 신호 생성부(110)는 제1 신호 생성부(112) 및 제2 신호 생성부(114)로 구성되고, 추정부(120)는 신호우세성분 추정부(122) 및 잡음우세성분 추정부(124)로 구성된다.

본 실시예에 따른 신호 생성부(110)는 제1 신호 생성부(112) 및 제2 신호 생성부(114)로 구성되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 제3 신호 생성부(미도시), ... , 제n 신호 생성부(미도시)를 더 포함할 수도 있음을 본 실시예와 관련되니 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.

도 3에 도시된 진단영상 생성장치(30)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 빔포머(100), 합성부(200) 및 진단영상 생성장치(300)들은 하나 또는 복수 개의 프로세서에 해당할 수 있다.

도 3에 도시된 진단영상 생성장치(30)는 도 1 및 도 2에 도시된 진단영상 생성장치(30) 및 빔포머(100)의 일 실시예에 해당한다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 빔포머(100)는 도 3에 도시된 유닛들에 한정되지 않는다. 또한, 도 1 내지 도 2와 관련하여 기재된 내용은 도 3에 도시된 진단영상 생성장치(30)에도 적용이 가능하기에 중복되는 설명은 생략한다.

진단영상 생성장치(30)는 피사체로부터 반사된 멀티채널(multichannel) 신호를 이용하여 진단영상을 생성한다. 이때, 본 실시예에 따른 진단영상은 피사체로부터 반사된 멀티채널 신호의 진폭 정보를 나타내는 A-모드 이미지, 피사체에 대한 밝기 정보를 나타내는 B-모드 이미지 또는 피사체에 대한 움직임 정보를 나타내는 D-모드 이미지가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. A-모드 이미지, B-모드 이미지 또는 D-모드 이미지에 관하여 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있기에, 상세한 설명은 생략한다.

빔포머(100)는 피사체로부터 반사된 멀티채널 신호에 대하여 서로 다른 아포디제이션 함수(apodization function)가 적용된 복수의 신호들로부터 신호우세성분 및 잡음우세성분을 추정하고, 상기 추정된 신호우세성분 및 잡음우세성분을 이용하여 각 채널별 가중치를 산출하고, 상기 산출된 가중치를 상기 추정된 신호우세성분에 적용하여 수신 빔을 형성한다.

신호 생성부(110)는 피사체로부터 반사된 멀티채널 신호에 대하여 서로 다른 아포디제이션 함수가 적용된 복수의 신호들을 생성한다. 이때, 신호 생성부(100)가 두 개의 신호들을 생성하는 경우를 예로 들어 설명하면, 제1 신호 생성부(112)는 제1 아포디제이션 함수가 적용된 제1 신호를 생성하고, 제2 신호 생성부(114)는 제2 아포디제이션 함수가 적용된 제2 신호를 생성할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

추정부(120)는 신호 생성부(110)에서 생성된 복수의 신호들로부터 신호우세성분 및 잡음우세성분을 추정한다. 예를 들어 설명하면, 신호우세성분 추정부(122)는 제1 신호 및 제2 신호의 합을 산출하여 신호우세성분을 추정하고, 잡음우세성분 추정부(124)는 제1 신호 및 제2 신호의 차를 산출하여 잡음우세성분을 추정한다.

이에 따라, 신호우세성분 추정부(122)는 수학식 1과 같은 연산을 수행하여 신호우세성분을 추정할 수 있다.

상기 수학식 1에서,

은 신호우세성분,

은 제1 신호 및

은 제2 신호를 나타낸다.

또한, 잡음우세성분 추정부(124)는 수학식 2와 같은 연산을 수행하여 잡음우세성분을 추정할 수 있다.

상기 수학식 2에서,

은 잡음우세성분,

은 제1 신호 및

은 제2 신호를 나타낸다.

다만, 상기 수학식 1 내지 2는 본 실시예에 따른 신호 생성부(110)에서 제1 신호 및 제2 신호를 생성하는 경우에 대한 일 예에 해당한다. 그러하기에, 신호 생성부(110)에서 n개(n은 3이상의 정수)의 신호들을 생성하는 경우, 신호우세성분 추정부(122)는 제1 신호 내지 제n 신호의 합을 산출하는 연산을 수행하고, 잡음우세성분 추정부(124)는 제1 신호 내지 제n 신호들간의 차를 산출하는 연산을 수행할 수 있다. 이때, 잡음우세성분 추정부(124)는 제1 신호와 제2 신호의 차, 제3 신호와 제4 신호의 차, 제 n-1신호와 제 n신호의 차를 산출하고, 산출된 각 차이를 합하여 잡음우세성분을 산출하거나, 또는, 잡음우세성분 추정부(124)는 제1 신호와 제2 신호의 차, 제2 신호와 제3 신호의 차, 제 n-1신호와 제 n신호의 차를 산출하고, 산출된 각 차이를 합하여 잡음우세성분을 산출하는 등 다양한 방법을 사용할 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.

또한, 신호우세성분 추정부(122)는 신호 생성부(110)에서 생성된 신호들의 절대값을 산출하여, 절대값이 가장 작은 신호를 신호우세성분으로 추정할 수도 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.

가중치 산출부(130)는 추정부(120)에서 추정된 신호우세성분 및 잡음우세성분을 이용하여, 신호우세성분에 대하여 각 채널별로 적용될 가중치를 산출한다. 예를 들어 설명하면, 가중치 산출부(130)는 신호우세성분 및 잡음우세성분을 이용하여 신호대잡음비(Signal to Noise Power Ratio: SNR)를 추정하고, 추정된 신호대잡음비를 이용하여 가중치를 산출할 수 있다.

이에 따라, 가중치 산출부(130)는 수학식 3과 같은 연산을 수행하여 신호대잡음비를 추정하고, 수학식 4와 같은 연산을 수행하여 가중치를 산출할 수 있다.

상기 수학식 3 내지 4에서

은 신호대잡음비,

은 신호우세성분,

은 잡음우세성분,

는 가중치, α 및 β는 각각 실험에 의하여 결정되는 값이 될 수 있다. 이때, α는 β에 비하여 상대적으로 큰 값이 적용될 수 있고, 예를 들면, α는 10, β는 0.1이 될 수 있으나, 이는 하나의 예에 불과하기에, 실험 최적화를 통하여 다른 값이 사용될 수도 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.

이와 같이, 가중치 산출부(130)는 각 채널별로 적용될 가중치를 산출할 수 있고, 이때, 산출된 가중치는 위너 게인(Wiener Gain) 또는 위너 계수(Wiener Coefficient)가 될 수 있다.

가중치 적용부(140)는 가중치 산출부(130)에서 산출된 가중치를 추정부(120)에서 추정된 신호우세성분에 적용한다. 예를 들어 설명하면, 가중치 적용부(140)는 가중치와 신호우세성분을 승산하여 가중치가 적용된 신호를 산출할 수 있다.

이에 따라, 가중치 적용부(140)는 수학식 5와 같은 연산을 수행하여 가중치가 적용된 신호를 산출할 수 있다.

상기 수학식 5에서

은 가중치가 적용된 신호,

은 신호우세성분 및

는 가중치가 될 수 있다.

이와 같이, 가중치 적용부(140)는 가중치가 적용된 신호를 산출할 수 있고, 이때, 가중치 적용부(140)는 위너 필터(Wiener filter)가 될 수 있다.

본 실시예에 따른 가중치 적용부(140)를 통과한 가중치가 적용된 신호는 진단영상을 생성하기 위하여 형성되는 수신 빔이 될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 빔포머(100)는 사이드로브의 영향을 감소시켜 선명도가 향상된 진단영상을 생성하기 위한 수신 빔을 형성할 수 있다.

합성부(200)는 빔포머(100)에서 형성된 수신 빔들을 빔포밍된 위치에 따라 합성(compounding)한다. 이때, 합성부(200)는 빔포밍된 위치가 동일한 지점에 대하여 형성된 수신 빔들을 합성하고, 본 실시예에 따른 빔포밍된 위치가 동일한 지점이라 함은 복수의 트랜스듀서들(미도시)에서 피사체로 송신되는 신호가 집속되는 지점(point)이 동일한 지점을 나타낼 수 있다.

이때, 본 실시예에 따른 빔포머(100)에서 형성된 수신 빔들은 피사체로부터 반사된 멀티채널 신호에 대하여 서로 다른 아포디제이션 함수를 이용하여 형성되었기에, 동일한 위치에 대하여 형성된 수신 빔들도 서로 다를 수 있다.

이러하기에, 합성부(200)에 의하여 복수의 수신 빔들이 합성됨에 따라, 신호성분에 대응하는 신호는 더욱 보강되고 랜덤한 특성을 가지는 잡음성분에 대응하는 신호는 감쇄된다.

이에 따라, 합성부(200)에서 합성된 신호는 빔포밍된 위치가 동일한 지점에 대하여 형성된 수신 빔들을 중첩하기에, 생성된 진단영상의 선명도가 향상될 수 있다.

진단영상 생성부(300)는 합성부(200)에서 합성된 신호로부터 진단영상을 생성한다. 본 실시예에 따른 진단영상 생성부(300)는 합성부(200)에서 합성된 신호로부터 밝기 이미지를 추출하여 B-모드 이미지를 나타내는 진단영상을 생성하거나, 또는 합성된 신호로부터 움직임 정보를 추출하여 D-모드 이미지를 나타내는 진단영상을 생성할 수 있다. 또한, 진단영상 생성부(300)는 이에 한정되지 않고, A-모드 이미지 등 피사체에 대한 정보를 나타내는 다양한 이미지를 생성할 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.

즉, 진단영상 생성부(300)는 합성부(200)에서 합성된 신호의 포락선(envelop)을 검출하고, 로그 스케일(log scale)로 양자화(quantize)하여, 밝기 정보를 추출함에 따라 B-모드 이미지를 나타내는 진단영상을 생성할 수 있다. 이에 따라, 진단영상 생성부(300)는 DSP(Digital Signal Processor)(미도시) 및 DSC(Digital Scan Converter)(미도시)를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 DSP는 합성부(200)로부터 출력되는 신호를 처리하여 A, B 또는 D 모드 등을 표현하는 영상데이터를 형성하고, DSC는 DSP에서 형성된 영상데이터를 디스플레이하기 위하여 스캔변환된 진단영상을 생성한다. 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 DSP 및 DSC에 관하여 알 수 있기에 상세한 설명은 생략한다.

따라서, 본 실시예에 따른 진단영상 생성장치(30)는 다양한 아포디제이션 함수를 이용하여 산출된 가중치를 적용하여 잡음성분을 감쇄시킴에 따라, 고해상도의 진단영상을 생성할 수 있다.

도 4는 본 실시예에 따른 의료영상시스템(400)을 도시한 구성도이다. 본 실시예에 따른 의료영상시스템(400)은 진단시스템(10), 표시부(410), 저장부(420) 및 출력부(430)로 구성되고, 진단시스템(10)은 프로브(20) 및 진단영상 생성부(30)로 구성된다.

도 4에 도시된 의료영상시스템(400)는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 4에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 진단시스템(10), 프로브(20) 및 진단영상 생성장치(30)은 도 1 내지 도 3에 도시된 진단시스템(10), 프로브(20), 진단영상 생성장치(30) 및 빔포머(100)의 일 실시예에 해당한다. 그러하기에, 도 1 내지 도 3과 관련하여 기재된 내용은 도 4에 도시된 의료영상시스템(400)에도 적용이 가능하기에 중복되는 설명은 생략한다.

진단시스템(10)은 프로브(20) 및 진단영상 생성장치(30)를 이용하여 진단영상을 생성한다.

프로브(20)는 피사체로부터 반사된 신호를 복수의 트랜스듀서들(transducers)을 이용하여 수신한다. 예를 들어 설명하면, 피사체로부터 반사된 신호는 초음파 신호가 될 수 있고, 복수의 트랜스듀서들은 피사체로부터 반사된 초음파 신호를 전기신호를 변환하고, 변환된 전기신호를 진단영상 생성장치(30)로 출력한다.

이때, 복수의 트랜스듀서들 각각이 피사체로부터 반사된 초음파 신호를 수신하고, 복수의 트랜스듀서들 각각 또는 일부 어레이는 하나의 채널을 나타낼 수 있다. 그러하기에, 프로브(20)는 복수의 트랜스듀서들을 이용하여 수신된 신호들을 수신 채널별로 전기신호로 변환하고, 변환된 멀티채널 신호를 진단영상 생성장치(30)로 출력한다.

진단영상 생성장치(30)는 프로브(20)에서 수신된 멀티채널 신호에 대하여 서로 다른 아포디제이션 함수가 적용된 복수의 신호들로부터 신호우세성분 및 잡음우세성분을 추정하고, 상기 추정된 신호우세성분 및 잡음우세성분을 이용하여 각 채널별 가중치를 산출하고, 상기 산출된 가중치를 상기 추정된 신호우세성분에 적용하여 수신 빔을 형성하고, 형성된 수신 빔을 합성하여 진단영상을 생성한다.

표시부(410)는 진단영상 생성장치(30)에서 출력된 진단영상을 표시한다. 예를 들어 설명하면, 표시부(410)는 의료영상시스템(400)에 마련된 디스플레이 패널, 터치 화면, 모니터 등의 출력 장치 및 이들을 구동하기 위한 소프트웨어 모듈을 모두 포함한다.

저장부(420)는 진단영상 생성장치(30)에서 출력된 진단영상을 저장한다. 예를 들어 설명하면, 저장부(420)는 통상적인 저장매체로서 본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 저장부(420)는 하드디스크드라이브(Hard Disk Drive, HDD), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 플래쉬메모리(Flash Memory) 및 메모리카드(Memory Card)를 모두 포함함을 알 수 있다.

통신부(430)는 진단영상 생성장치(30)에서 출력된 진단영상을 외부장치로 송신하고, 외부장치로부터 수신되는 데이터를 수신한다. 이때, 외부장치는 원격지에 위치한 다른 의료영상시스템, 범용 컴퓨터 시스템, 팩시밀리 등이 될 수 있다.

본 실시예에 따른 통신부(430)는 유, 무선 네트워크를 통하여 외부장치와 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 네트워크(network)는 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network) 등을 포함하나 이에 한정되지 않고 정보를 송수신할 수 있는 다른 종류의 네트워크가 될 수도 있음을 알 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 저장부(420) 및 통신부(430)는 영상 판독 및 검색 기능을 더 포함시켜 PACS(Picture Archiving Communication System)와 같은 형태로 일체화될 수도 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.

따라서, 의료영상시스템(400)은 진단시스템(10)에서 생성되어 출력된 진단영상을 표시하고, 저장하고, 전송할 수 있다.

도 5는 본 실시예에 따른 프로브(20)에 포함된 복수의 트랜스듀서들이 2차원 어레이 형태로 배열된 예를 도시한 도면이다.

도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 프로브(20)는 2차원 어레이 형태로 배열된 복수의 트랜스듀서들(51)을 포함한다. 이때, 복수의 트랜스듀서들(51)은 수직 방향(511) 및 수평 방향(512)로 배열되어 있다.

본 실시예에 따른 복수의 트랜스듀서들(51)이 2차원 어레이 형태로 배열된 경우, 빔포머(100)는 수직 방향(511) 및 수평 방향(512) 중 적어도 하나의 방향으로 배열된 트랜스듀서들로부터 수신된 멀티채널 신호를 이용하여 서로 다른 아포디제이션 함수가 적용된 복수의 신호들을 생성하고, 생성된 복수의 신호들로부터 신호우세성분 및 잡음우세성분을 추정하고, 상기 추정된 신호우세성분 및 잡음우세성분을 이용하여 각 채널별 가중치를 산출하고, 상기 산출된 가중치를 상기 추정된 신호우세성분에 적용하여 수신 빔을 형성할 수 있다.

예를 들어 설명하면, 빔포머(100)는 수직 방향(511) 및 수평 방향(512)으로 배열된 트랜스듀서들로부터 수신된 멀티채널 신호를 이용하여 서로 다른 아포디제이션 함수가 적용된 복수의 신호들을 생성하고, 생성된 복수의 신호들로부터 신호우세성분 및 잡음우세성분을 추정하고, 상기 추정된 신호우세성분 및 잡음우세성분을 이용하여 각 채널별 가중치를 산출하고, 상기 산출된 가중치를 상기 추정된 신호우세성분에 적용하여 수신 빔을 형성할 수 있다.

다른 예를 들어 설명하면, 빔포머(100)는 수직 방향(511)으로 배열된 트랜스듀서들로부터 수신된 멀티채널 신호를 이용하여 서로 다른 아포디제이션 함수가 적용된 복수의 신호들을 생성하고, 생성된 복수의 신호들로부터 신호우세성분 및 잡음우세성분을 추정하고, 상기 추정된 신호우세성분 및 잡음우세성분을 이용하여 각 채널별 가중치를 산출하고, 상기 산출된 가중치를 상기 추정된 신호우세성분에 적용하여 수신 빔을 형성할 수 있다.

이러한 경우, 빔포머(100)는 수평 방향(512)으로 배열된 트랜스듀서들로부터 수신된 멀티채널 신호를 이용하여 종래의 고정형(fixed) 빔포밍 기법 또는 적응형(adaptive) 빔포밍 기법을 적용하여 수신 빔을 형성할 수 있다. 이때, 고정형 빔포밍 기법은 DAS(Delay and Sum) 빔포밍이 될 수 있고, 적응형 빔포밍 기법은 최소 분산(minimum variance) 빔포밍이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

또 다른 예를 들어 설명하면, 빔포머(100)는 수평 방향(512)으로 배열된 트랜스듀서들로부터 수신된 멀티채널 신호를 이용하여 서로 다른 아포디제이션 함수가 적용된 복수의 신호들을 생성하고, 생성된 복수의 신호들로부터 신호우세성분 및 잡음우세성분을 추정하고, 상기 추정된 신호우세성분 및 잡음우세성분을 이용하여 각 채널별 가중치를 산출하고, 상기 산출된 가중치를 상기 추정된 신호우세성분에 적용하여 수신 빔을 형성할 수 있다.

이러한 경우, 빔포머(100)는 수직 방향(511)으로 배열된 트랜스듀서들로부터 수신된 멀티채널 신호를 이용하여 종래의 고정형(fixed) 빔포밍 기법 또는 적응형(adaptive) 빔포밍 기법을 적용하여 수신 빔을 형성할 수 있다.

도 6은 본 실시예에 따른 진단영상을 표시하는 방법의 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 진단영상을 표시하는 방법은 도 1 내지 도 4에 도시된 진단시스템(10), 빔포머(100), 진단영상 생성장치(30) 또는 의료영상시스템(400)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라 하더라도 도 1 내지 도 4에 도시된 진단시스템(10), 빔포머(100), 진단영상 생성장치(30) 또는 의료영상시스템(400)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 6의 진단영상을 표시하는 방법에도 적용됨을 알 수 있다.

601 단계에서 신호 생성부(110)는 피사체로부터 반사된 멀티채널 신호에 대하여, 서로 다른 아포디제이션 함수가 적용된 복수의 신호들을 생성한다. 이때, 서로 다른 아포디제이션 함수는 렉탄규럴 윈도우 형태, 해밍 윈도우 형태 또는 해닝 윈도우 형태 등을 포함한다.

602 단계에서 추정부(120)는 상기 601 단계에서 생성된 복수의 신호들로부터 신호우세성분 및 잡음우세성분을 추정한다. 이때, 추정부(120)는 복수의 신호들을 합하여 신호우세성분을 추정하고, 복수의 신호들간의 차를 이용하여 잡음우세성분을 추정할 수 있다.

603 단계에서 가중치 산출부(130)는 상기 602 단계에서 추정된 신호우세성분 및 잡음우세성분을 이용하여 신호우세성분에 대하여 각 채널별로 적용될 가중치를 산출한다. 이때, 가중치 산출부(130)는 신호우세성분 및 잡음우세성분을 이용하여 신호대잡음비를 추정하고, 추정된 신호대잡음비를 이용하여 가중치를 산출할 수 있다.

604 단계에서 가중치 적용부(140)는 상기 603 단계에서 산출된 가중치를 상기 602 단계에서 추정된 신호우세성분에 적용하여 수신 빔을 형성한다. 이때, 가중치 적용부(140)는 위너 필터가 될 수 있고, 상기 603 단계에서 산출된 가중치는 위너 필터의 게인 또는 위너 필터의 계수가 될 수 있다.

또한, 합성부(200)는 상기 604 단계에서 형성된 수신 빔들을 빔포밍된 위치에 따라 합성하고, 진단영상 생성부(300)는 합성된 신호로부터 진단영상을 생성하고, 표시부(410)는 생성된 진단영상을 표시한다.

종래의 공간 합성(spatial compounding) 기법을 사용할 경우 구경(aperture)의 크기가 감소함에 따라 해상도 저하의 문제가 있고, 종래의 주파수 합성(frequency compounding) 기법을 사용할 경우 광대역 신호처리로 인하여 하드웨어 시스템의 복잡도가 증가할 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 빔포밍 및 합성 기법을 사용할 경우 하드웨어 시스템의 구현이 복잡도를 증가시키지 않으면서도, 구경의 크기가 동일하게 유지되기에 해상도 저하의 문제가 발생하지 않을 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 빔포밍 및 합성 기법은 다양한 윈도우 구경(window aperture)으로부터 획득한 동일한 위치의 초음파 영상신호들을 중첩의 원리를 이용하여 복수의 영상신호들에 존재하는 잡음성분을 감쇄시켜 해상도를 향상시킬 수 있다. 추가적으로, 본 실시예에 따른 빔포밍 및 합성 기법에 따를 경우 종래 방법 대비 사이드로브의 레벨이 현저하게 감소됨에 따라, 선명도가 향상될 수 있다.

한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 램, USB, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등), PC 인터페이스(PC Interface)(예를 들면, PCI, PCI-express, Wifi 등)와 같은 저장매체를 포함한다.

본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 ... 진단시스템
20 ... 프로브
30 ... 진단영상 생성장치
100 ... 빔포머
110 ... 신호 생성부
120 ... 추정부
130 ... 가중치 산출부
140 ... 가중치 적용부

Claims

피사체로부터 반사된 멀티채널(multichannel) 신호를 이용하여 수신 빔을 형성하는 빔포머에 있어서,
상기 멀티채널 신호에 대하여, 서로 다른 아포디제이션 함수(apodization function)가 적용된 복수의 신호들을 생성하는 신호 생성부;
상기 생성된 복수의 신호들로부터 신호우세성분 및 잡음우세성분을 추정하는 추정부;
상기 추정된 신호우세성분 및 잡음우세성분을 이용하여 상기 신호우세성분에 대하여 각 채널별로 적용될 가중치를 산출하는 가중치 산출부; 및
상기 산출된 가중치를 상기 추정된 신호우세성분에 적용하는 가중치 적용부를 포함하되,
상기 신호 생성부는 상기 멀티채널 신호에 대하여, 제1 아포디제이션 함수를 사용하여 제1 신호를 생성하는 제1 신호 생성부; 및 상기 멀티채널 신호에 대하여, 제2 아포디제이션 함수를 사용하여 제2 신호를 생성하는 제2 신호 생성부를 포함하고,
상기 추정부는 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호의 합을 산출하여 상기 신호우세성분을 추정하는 신호우세성분 추정부; 및 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호의 차를 산출하여 상기 잡음우세성분을 추정하는 잡음우세성분 추정부를 포함하며,
상기 가중치 산출부는 상기 신호우세성분 추정부에서 추정된 신호우세성분 및 상기 잡음우세성분 추정부에서 추정된 잡음우세성분을 이용하여 신호대잡음비(Signal to Noise Power Ratio: SNR)를 추정하고, 상기 추정된 신호대잡음비를 이용하여 상기 가중치를 산출하는 빔포머.
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제 1 항에 있어서,
상기 추정부는 상기 복수의 신호들의 합 또는 상기 복수의 신호들 중 절대값이 가장 작은 신호를 신호우세성분으로 추정하는 빔포머.
제 1 항에 있어서,
상기 가중치 산출부는 위너 게인(Wiener gain)을 산출하고,
상기 가중치 적용부는 위너 필터(Wiener filter)인 것을 특징으로 하는 빔포머.
제 1 항에 있어서,
상기 피사체로부터 반사된 멀티채널 신호는 수직(elevation) 방향 및 수평(lateral) 방향 중 적어도 하나의 방향으로 배열된 트랜스듀서들에서 수신된 것을 특징으로 하는 빔포머.
피사체로부터 반사된 멀티채널(multichannel) 신호를 이용하여 진단영상을 생성하는 진단영상 생성장치에 있어서,
상기 멀티채널 신호에 대하여 서로 다른 아포디제이션 함수(apodization function)가 적용된 복수의 신호들로부터 신호우세성분 및 잡음우세성분을 추정하고, 상기 추정된 신호우세성분 및 잡음우세성분을 이용하여 각 채널별 가중치를 산출하고, 상기 산출된 가중치를 상기 추정된 신호우세성분에 적용하여 수신 빔을 형성하는 빔포머;
상기 빔포머에서 형성된 수신 빔들을 빔포밍된 위치에 따라 합성하는 합성부; 및
상기 합성된 신호로부터 진단영상을 생성하는 진단영상 생성부를 포함하되,
상기 빔포머는 서로 다른 아포디제이션 함수가 적용된 복수의 신호들의 합을 산출하여 상기 신호우세성분을 추정하고, 서로 다른 아포디제이션 함수가 적용된 복수의 신호들의 차를 산출하여 상기 잡음우세성분을 추정하고, 상기 복수의 신호들의 합을 산출하여 추정된 신호우세성분 및 상기 복수의 신호들의 차를 산출하여 추정된 잡음우세성분을 이용하여 신호대잡음비(Signal to Noise Power Ratio: SNR)를 추정하고, 상기 추정된 신호대잡음비를 이용하여 상기 가중치를 산출하는 진단영상 생성장치.
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제 8 항에 있어서,
상기 피사체로부터 반사된 멀티채널 신호는 수직(elevation) 방향 및 수평(lateral) 방향 중 적어도 하나의 방향으로 배열된 트랜스듀서들에서 수신된 것을 특징으로 하는 진단영상 생성장치.
피사체로부터 반사된 신호를 복수의 트랜스듀서들(transducers)을 이용하여 수신하는 프로브(probe);
상기 프로브에서 수신된 멀티채널 신호에 대하여 서로 다른 아포디제이션 함수(apodization function)가 적용된 복수의 신호들로부터 신호우세성분 및 잡음우세성분을 추정하고, 상기 추정된 신호우세성분 및 잡음우세성분을 이용하여 각 채널별 가중치를 산출하고, 상기 산출된 가중치를 상기 추정된 신호우세성분에 적용하여 수신 빔을 형성하고, 형성된 수신 빔을 합성하여 진단영상을 생성하는 진단영상 생성장치; 및
상기 생성된 진단영상을 표시하는 표시부를 포함하되,
상기 진단영상 생성장치는 서로 다른 아포디제이션 함수가 적용된 복수의 신호들의 합을 산출하여 상기 신호우세성분을 추정하고, 서로 다른 아포디제이션 함수가 적용된 복수의 신호들의 차를 산출하여 상기 잡음우세성분을 추정하고, 상기 복수의 신호들의 합을 산출하여 추정된 신호우세성분 및 상기 복수의 신호들의 차를 산출하여 추정된 잡음우세성분을 이용하여 신호대잡음비(Signal to Noise Power Ratio: SNR)를 추정하고, 상기 추정된 신호대잡음비를 이용하여 상기 가중치를 산출하는 의료영상시스템.
제 12 항에 있어서,
상기 프로브에 포함된 복수의 트랜스듀서들은 수직(elevation) 방향 및 수평(lateral) 방향으로 배열되고,
상기 프로브에서 수신된 멀티채널 신호는 수직(elevation) 방향 및 수평(lateral) 방향 중 적어도 하나의 방향으로 배열된 트랜스듀서들에서 수신된 것을 특징으로 하는 의료영상시스템.
피사체로부터 반사된 멀티채널(multichannel) 신호를 이용하여 진단영상을 표시하는 방법에 있어서,
상기 멀티채널 신호에 대하여, 서로 다른 아포디제이션 함수(apodization function)가 적용된 복수의 신호들을 생성하는 단계;
상기 생성된 복수의 신호들로부터 신호우세성분 및 잡음우세성분을 추정하는 단계;
상기 추정된 신호우세성분 및 잡음우세성분을 이용하여 상기 신호우세성분에 대하여 각 채널별로 적용될 가중치를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 가중치를 상기 추정된 신호우세성분에 적용하여 수신 빔을 형성하는 단계를 포함하되,
상기 복수의 신호들을 생성하는 단계는 상기 멀티채널 신호에 대하여, 제1 아포디제이션 함수를 사용하여 제1 신호를 생성하는 단계; 및 상기 멀티채널 신호에 대하여, 제2 아포디제이션 함수를 사용하여 제2 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 추정하는 단계는 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호의 합을 산출하여 상기 신호우세성분을 추정하는 단계; 및 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호의 차를 산출하여 상기 잡음우세성분을 추정하는 단계를 포함하며,
상기 가중치를 산출하는 단계는 상기 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호의 합을 산출하여 추정된 신호우세성분 및 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호의 차를 산출하여 추정된 잡음우세성분을 이용하여 신호대잡음비(Signal to Noise Power Ratio: SNR)를 추정하고, 상기 추정된 신호대잡음비를 이용하여 상기 가중치를 산출하는 방법.
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제 14 항에 있어서,
상기 피사체로부터 반사된 멀티채널 신호는 수직(elevation) 방향 및 수평(lateral) 방향 중 적어도 하나의 방향으로 배열된 트랜스듀서들에서 수신된 것을 특징으로 하는 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 형성된 수신 빔들을 빔포밍된 위치에 따라 합성하는 단계;
상기 합성된 신호로부터 진단영상을 생성하는 단계; 및
상기 생성된 진단영상을 표시하는 단계를 포함하는 방법.
제 14 항, 제 18 항 및 제 19 항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.