超聲成像因其安全、實時、無痛以及成本低廉等特點被廣泛應用于臨床診斷和工業(yè)探傷中。但與MRI、CT、X射線等技術相比而言,當前超聲成像圖像仍然存在空間分辨率較低,易受噪聲干擾,輸出圖像幀率過低等問題,且隨著科學技術的日益發(fā)展,人們對超聲圖像質量的要求也隨之提高。因此,當前亟需對超聲成像系統(tǒng)中面臨的各種問題進行解決。本文針對自適應數(shù)字波束形成算法和基于壓縮感知技術的超聲成像開展了以下2個方面的研究內容:（1）波束形成技術是超聲成像中影響最終輸出質量的關鍵環(huán)節(jié)之一,傳統(tǒng)最小方差自適應波束形成算法可以在一定程度上提高超聲成像系統(tǒng)輸出圖像的分辨率,但對輸出圖像的對比度改善并不明顯,且在強相關干擾下算法對噪聲的魯棒性下降。針對該問題,本文提出了一種信噪比后濾波與特征空間相融合的改進最小方差波束形成算法。該方法基于超聲反射回波信號的可分離性將最小方差權矢量投影到信號子空間中提高成像對比度,然后基于回波信號相干性設計后濾波器,并引入一個基于信噪比的噪聲加權系數(shù),改善由于協(xié)方差矩陣估計誤差造成的算法抗噪性能下降問題。為驗證算法對輸出超聲圖像質量的改進,本文在Field II實驗平臺上,對醫(yī)學超聲成像實驗... 

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 醫(yī)學超聲成像技術的發(fā)展
        1.2.2 超聲波束形成技術的發(fā)展
        1.2.3 壓縮感知技術發(fā)展
    1.3 本文的主要研究內容
2 超聲成像基本理論
    2.1 超聲成像基本原理
        2.1.1 波動方程
        2.1.2 超聲聲場分布計算
        2.1.3 超聲聲場波束仿真
    2.2 波束形成控制方法
        2.2.1 聚焦與偏轉
        2.2.2 動態(tài)聚焦
        2.2.3 動態(tài)孔徑
        2.2.4 幅度變跡
    2.3 延時疊加波束形成算法
    2.4 質量評價指標
    2.5 本章小結
3 自適應波束形成算法
    3.1 特征空間最小方差算法
    3.2 超聲成像相干系數(shù)算法
    3.3 維納濾波與特征空間融合的最小方差波束形成
    3.4 信噪比后濾波與特征空間融合的最小方差波束形成
    3.5 數(shù)字波束形成的穩(wěn)健算法
        3.5.1 空間平滑法
        3.5.2 對角加載法
    3.6 仿真對比成像實驗
        3.6.1 點目標成像實驗
        3.6.2 吸聲斑成像實驗
        3.6.3 geabr_0實驗
    3.7 本章小結
4 壓縮感知超聲成像技術
    4.1 壓縮感知基本理論
    4.2 信號的稀疏表示
        4.2.1 離散余弦變換
        4.2.2 離散傅里葉變換
        4.2.3 離散小波變換
    4.3 稀疏字典
    4.4 測量矩陣
        4.4.1 不相干性
        4.4.2 RIP特性
        4.4.3 常見測量矩陣
    4.5 壓縮感知重構算法
        4.5.1 l0、l1范數(shù)模型
        4.5.2 重構算法
    4.6 壓縮感知超聲成像實驗
        4.6.1 點目標成像實驗
        4.6.2 吸聲斑目標成像實驗
        4.6.3 仿體實驗
    4.7 本章小結
5 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
致謝
參考文獻
附錄
    A.作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄
    B.作者在攻讀學位期間取得的科研成果目錄


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]壓縮感知研究[J]. 戴瓊海,付長軍,季向陽.  計算機學報. 2011(03)
[4]實時三維超聲成像診斷胎兒畸形的臨床應用研究[J]. 吳俊,趙志軍,趙改萍,胡金朵,胡玉藏,張帆.  當代醫(yī)學. 2010(36)
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[6]全數(shù)字B超的信號處理[J]. 周盛,楊軍.  國際生物醫(yī)學工程雜志. 2007(06)
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[8]醫(yī)學超聲影像技術的發(fā)展創(chuàng)新[J]. 李朝偉,李曉東,張良才.  中國醫(yī)學裝備. 2005(02)
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博士論文
[1]高頻醫(yī)學超聲成像系統(tǒng)的研究與設計[D]. 孫平.武漢大學 2009

碩士論文
[1]基于壓縮感知的醫(yī)學超聲圖像重建方法應用研究[D]. 杜衍震.山東大學 2014
[2]基于壓縮感知醫(yī)學超聲成像技術的研究[D]. 歐陽顯躍.湖南大學 2014
[3]醫(yī)用B型超聲成像前端系統(tǒng)的研究[D]. 齊雁.中南大學 2010
[4]醫(yī)學超聲成像系統(tǒng)的編碼激勵技術研究[D]. 鮑靜.天津大學 2007



本文編號：3682705