【摘要】：醫(yī)學(xué)超聲成像技術(shù)因具備對人體無害、安全性高、實(shí)時成像快、成本低等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于臨床診斷中。然而超聲成像技術(shù)相比較于電子計算機(jī)斷層掃描、磁共振成像和X射線成像等臨床診斷成像技術(shù)仍然存在著一些技術(shù)問題需要得到解決,例如成像結(jié)果的分辨率低、圖像很容易受到噪聲的影響等。隨著超聲成像診斷在臨床中越來越廣泛的應(yīng)用,對超聲成像質(zhì)量的要求也越來越高。在超聲成像中,自適應(yīng)成像算法是提升超聲成像質(zhì)量的一種最為有效的方法。由于能有效地提高成像效果,合成孔徑成像技術(shù)引起了廣泛研究。本文主要提出了基于信號子空間特征值自適應(yīng)波束形成(Signal-subspace Eigenvalues Adaptive Beamforming,SEAB)算法和基于信號特征值系數(shù)(Signal Eigenvalue Factor,SEF)加權(quán)成像的合成孔徑成像算法。本文的主要的研究工作:1、通過對超聲成像系統(tǒng)架構(gòu)和合成孔徑成像技術(shù)的研究,詳細(xì)介紹了超聲成像的工作原理,對成像算法如何能夠提高成像質(zhì)量的原理在整體架構(gòu)層面上做出了解釋,從而更好的理解本文所提出的新成像算法。2、通過對傳統(tǒng)的延時疊加(Delay-And-Sum,DAS)、最小方差(Minimum Variance,MV)和基于特征空間的最小方差(Eigenspace-based Minimum Variance,EIBMV)自適應(yīng)波束形成算法的原理研究,提出了SEAB成像算法,并通過仿真和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比SEAB與傳統(tǒng)方法的成像結(jié)果,說明該算法相對于傳統(tǒng)的算法具備一定的優(yōu)越性。3、提出了SEF加權(quán)成像。通過仿真和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比DAS、相干系數(shù)(Coherence Factor,CF)和SEF加權(quán)成像的成像效果,來驗(yàn)證所提出的加權(quán)系數(shù)在成像方面的有效性。本文提出了兩種自適應(yīng)成像算法,仿真和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示這兩種方法可以有效提高圖像的分辨率、對比度和噪聲對比度,改善合成孔徑成像方法的成像質(zhì)量。
【圖文】：

圖 1.1 臨床超聲成像診斷技術(shù)的主要臨床用途Fig. 1.1 Main clinical applications of ultrasound imaging technology.在臨床使用和科學(xué)研究中，B 型超聲成像系統(tǒng)是使用最為普遍和成熟的。通過對成像方法和成像算法的研究以獲得具有更高的成像質(zhì)量是現(xiàn)代研究中最為核心的內(nèi)容。超聲成像系統(tǒng)B 型超聲成像系統(tǒng)從發(fā)明至今經(jīng)歷了兩個時間階段，分別是模擬 B 型超統(tǒng)和數(shù)字 B 型超聲成像系統(tǒng)。模擬 B 型超聲成像系統(tǒng)采用模擬信號處來獲取圖像，即對超聲傳感器的接收信號與傳輸都采用模擬電路來實(shí)超聲成像系統(tǒng)存在著電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)難度大，對于不同的成像算法的電路來實(shí)現(xiàn)，對成像系統(tǒng)硬件要求高；同時模擬信號在處理和傳輸過易受到噪聲的干擾，成像質(zhì)量比較差。數(shù)字 B 型超聲成像系統(tǒng)對接收行采樣，由模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后在通過數(shù)字信號處理方式進(jìn)

圖 1.2 數(shù)字 B 型超聲成像系統(tǒng)的處理流程Fig 1.2 Processing flow chart of digital B ultrasonic imaging system.在現(xiàn)代數(shù)字 B 型超聲成像系統(tǒng)中有很多的超聲成像技術(shù)，主要有線掃描和合成孔徑等成像技術(shù)。線掃描成像技術(shù)是最為傳統(tǒng)的超聲成像技術(shù)，式時對超聲陣列中不同換能器的發(fā)射進(jìn)行延時處理形成超聲波束聚焦，焦在目標(biāo)位置處；然后在接收狀態(tài)下，對超聲換能器所接收到的回聲信時疊加處理而得到目標(biāo)位置的清晰成像。在線掃描成像中，，通過對不同焦能夠得到不同位置的清晰成像，然后將這些不同位置的清晰成像結(jié)果合起來就能得到整體的清晰成像。平面波成像技術(shù)在發(fā)射模式時換能器發(fā)射平面波，不對發(fā)射的超聲波進(jìn)行聚焦處理，而在接收回波信號時通加來進(jìn)行波束合成[8]。合成孔徑成像技術(shù)是通過不同孔徑的換能器陣元波對被測物體進(jìn)行掃描，然后接收來自物體內(nèi)部各聚焦點(diǎn)的回波信號并以保存，通過對接收陣元所接收到的回波信號進(jìn)行延時疊加處理來獲得的每個聚焦點(diǎn)的低分辨率成像結(jié)果，通過對各聚焦點(diǎn)處的低分辨成像的
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH77

【參考文獻(xiàn)】

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1 吳文燾;蒲杰;呂q

本文編號：2602902