펄스 반전 칼라 플로우 영상을 위한 π-초기화 IIR 필터와 대역 선택적 회귀 필터를 이용한 클러터 제거 기법

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This thesis proposes efficient clutter filtering methods to increase the detectable Doppler frequency range in pulse inversion color flow imaging. The proposed π-initialization IIR filter and band selective regression filter can reject more effectively the clutter in a wider frequency range than the conventional filters.
The proposed π-initialization technique minimizes the transient response of an IIR filter to remove the clutter signal centered at half the pulse repetition frequency (PRF) due to the pulse inversion scheme. The band selective regression filter can suppress the clutter signal by more than 100dB by using a base function composed of frequency components in the clutter frequency band.
Computer simulation results show that the π-initialization IIR filter provides almost the same performance as a projection initialization IIR filter, with a reduced computational complexity. It was also verified that the band selective regression filter can increase the Doppler detection frequency range by 0.05 PRF to 0.1 PRF and improve the accuracy of the estimated blood flow velocity by up to 8%, with only a small increase in hardware complexity.

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 펄스 반전 칼라 플로우 영상 기법에서 도플러 주파수 측정 범위 향상을 위한 효율적인 클러터 필터링 방법을 제안한다. 제안하는 π-초기화 IIR 필터와 대역 선택적 회귀 필터는 기존 필터보다 넓은 주파수 범위의 클러터 신호를 더욱 효과적으로 제거할 수 있다.
제안한 π-초기화 기법은 펄스 반전 기법으로 인한 주파수 π 중심의 클러터 신호를 IIR필터로 제거할 때 과도 응답을 최소화 한다. 함께 제안한 대역 선택적 회귀 필터는 클러터가 존재하는 영역의 주파수 성분을 가지는 기저함수를 사용하여 클러터 신호를 100dB 이상 제거할 수 있다.
컴퓨터 모사 실험 결과, π-초기화 IIR 필터는 입력 데이터의 샘플수가 16인 경우 투영 초기화 IIR 필터보다 더 적은 계산량으로 대등한 성능을 보였다. 그리고 대역 선택적 회귀 필터는 투영 초기화 IIR 필터에 비해 약간의 하드웨어 증가로 도플러 주파수 측정 범위를 0.05 ～ 0.1 PRF, 혈류 속도 추정의 정확도를 최대 8% 향상시킬 수 있었다.