超聲成像中自適應(yīng)波束形成算法與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、超聲成像因其具有安全、便捷、實(shí)時(shí)及成本低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于臨床和工業(yè)診斷中。但與MRI、CT、X射線等成像技術(shù)相比，超聲成像技術(shù)仍有很多問題亟待解決，比如所成圖像分辨率低，圖像受噪聲影響嚴(yán)重，成像幀率不高等。而隨著超聲成像需求的增加，對(duì)超聲成像質(zhì)量的要求也越來越高。
　　在超聲成像中，波束形成性能對(duì)圖像質(zhì)量有直接的影響。一般而言，通常采用主瓣寬度和旁瓣等級(jí)兩個(gè)指標(biāo)衡量波束形成性能。同時(shí)，在研究中常采用對(duì)比度，對(duì)比噪聲比兩個(gè)指標(biāo)衡量

2、圖像質(zhì)量。主瓣寬度越窄，對(duì)相鄰目標(biāo)的分辨能力越強(qiáng)，即分辨率越高；旁瓣等級(jí)越低，圖像的偽像越小，即對(duì)比度越高。傳統(tǒng)的延時(shí)疊加具有成像速度快的特點(diǎn)，但其主瓣寬度、旁瓣等級(jí)、對(duì)比度等指標(biāo)均較低。通過引入幅度變跡和動(dòng)態(tài)聚焦技術(shù)后，圖像對(duì)比度有一定的提升，但是卻犧牲了圖像的分辨率。最小方差是最早引入超聲領(lǐng)域的自適應(yīng)波束形成算法。它能有效的提高超聲成像的分辨率，但對(duì)圖像對(duì)比度卻沒有太大的貢獻(xiàn)。同時(shí)最小方差算法的穩(wěn)健性、對(duì)噪聲的魯棒性低，易受波束方向

3、向量的影響。針對(duì)幅度變跡和最小方差存在的問題，本文開展了如下研究：
　?、偬岢隽烁倪M(jìn)的最小方差超聲成像算法。該算法基于回波信號(hào)中期望信號(hào)與噪聲信號(hào)的可分離性將信號(hào)劃分為期望信號(hào)和噪聲信號(hào)，然后根據(jù)最小方差原理，求出加權(quán)向量使期望信號(hào)功率最小。同時(shí)，為了增加算法對(duì)噪聲的魯棒性，對(duì)信號(hào)方向向量增加一對(duì)約束條件，進(jìn)一步提高圖像質(zhì)量。
　?、谔岢隽烁倪M(jìn)的廣義旁瓣相消的超聲成像算法。所提算法通過將期望信號(hào)方向向量向信號(hào)子空間中投影，再