【摘要】：超快速超聲成像是一種高幀頻的超聲成像方式,它以平面波發(fā)射、相干復合和全軟件并行處理成像為特點,具有廣闊的應用前景,已經(jīng)應用于多普勒血流成像和剪切波彈性成像中,但是數(shù)據(jù)傳輸帶寬問題和后端計算能力的問題制約了這一超聲新技術的應用和商業(yè)化。因此對于成像方法的研究以及高速地并行處理實現(xiàn)具有重要的研究意義。首先,本文分析了在B模式下超快速超聲成像系統(tǒng)的體系結構并根據(jù)其特點探究了Field II超聲仿真平臺對平面波聲場的仿真、相干復合的概念,以及GPU通用并行計算的基礎。其次,在成像方法理論方面,從時域和頻域方法兩個方面,研究了時域的相干平面波復合成像方法以及頻域的傅里葉和F-K遷移方法。時域方法主要基于超聲散射過程的幾何關系,頻域方法主要基于波動方程,頻域兩種方法的不同之處在于,傅里葉方法建立的是根據(jù)線性聲場理論的超聲散射模型,而F-K遷移方法則對超聲的發(fā)射-回波過程進行簡化,建立了平面波的爆炸反射模型,并基于此來對成像問題進行求解。根據(jù)各自不同的理論基礎,對三個方法分別進行仿真流程的設計后,通過Field II仿真出不同體模下的多角度平面波發(fā)射的回波數(shù)據(jù),在Matlab上進行成像流程的仿真實驗,探究相干復合以及復合角度數(shù)對圖像分辨率和對比度的影響,在綜合比較三種方法的成像質量和運行時間之后,F-K遷移成像優(yōu)于其他兩種方法。最后,對三種方法的并行程序的調用層次進行設計與優(yōu)化,整合需要實現(xiàn)的功能,盡量減少核函數(shù)之間的切換,并且進行系數(shù)的預處理來減少并行程序中的實時計算量。在實現(xiàn)了核函數(shù)中的并行算法并驗證其正確性后,測試各個方法總的運行時間,F-K遷移方法仍然最短,在當前的硬件平臺與探測區(qū)域下,實際成像系統(tǒng)中可以達到上百的幀頻。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41;TB559

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