平面波超聲成像中波束形成算法研究.pdf

1、平面波成像具有較高的時(shí)間分辨率，是超高速超聲成像中最常用的成像模式，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于瞬態(tài)彈性檢測(cè)等超聲新技術(shù)中。然而由于平面波發(fā)射波束寬，回波信號(hào)信嗓比低，成像質(zhì)量差，限制了其進(jìn)一步發(fā)展。波束形成是超聲成像系統(tǒng)中關(guān)鍵的部件，直接決定了系統(tǒng)的成像質(zhì)量，因此研究波束形成算法對(duì)改進(jìn)平面波成像質(zhì)量具有重要的意義。
　　首先，本文對(duì)超聲成像的基本理論、波束控制以及延時(shí)疊加算法做了詳細(xì)的介紹和分析，并通過點(diǎn)散射目標(biāo)仿真說明了傳統(tǒng)波束形成方法不能

2、同時(shí)提高圖像的分辨率和對(duì)比度。
　　其次，本文研究了超聲成像中最常用的自適應(yīng)波束形成法和空間復(fù)合法，并且針對(duì)兩種方法存在的缺陷提出了兩種改進(jìn)算法:
　　1.提出了特征空間和符號(hào)相干系數(shù)融合的自適應(yīng)波束形成方法，該方法是在特征空間最小方差法的基礎(chǔ)上加以符號(hào)相干系數(shù)進(jìn)行權(quán)值優(yōu)化，可以改進(jìn)特征空間法不能同時(shí)提高對(duì)比度和分辨率的問題。點(diǎn)目標(biāo)仿真和斑目標(biāo)仿真實(shí)驗(yàn)表明:相對(duì)于特征空間自適應(yīng)波束形成方法，本文算法的分辨率提高了42％，對(duì)比

3、度提高了6.7％。
　　2.提出了基于最小方差的空間復(fù)合成像，結(jié)合最小方差的高分辨率和空間復(fù)合成像高對(duì)比，可以在降低復(fù)合次數(shù)的同時(shí)保證較高的成像質(zhì)量，點(diǎn)目標(biāo)和斑目標(biāo)仿真實(shí)驗(yàn)表明:相對(duì)于原算法，本文算法在分辨率上提高了39.4％;在復(fù)合次數(shù)相同時(shí)，能得到更高的對(duì)比度，并且在第11次復(fù)合時(shí)的對(duì)比度高于空間復(fù)合成像21次復(fù)合結(jié)果。
　　最后，設(shè)計(jì)了點(diǎn)目標(biāo)仿體和頸動(dòng)脈在體實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證兩種算法在實(shí)際超聲成像中的可行性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果一