提高高帧率超声成像系统算法效率的研究

在高帧率超声成像算法中 ,对回波信号进行有限衍射波束加权处理占用了成像中大部分计算时间 .论文通过讨论高帧率超声成像系统中有限衍射波加权处理接收信号的物理意义 ,提出了一种提高加权处理算法效率的方法 .计算机仿真结果表明它可以在保持成像质量前提下 ,有效减少加权处理计算量     

基于有限衍射波的合成孔径三维超声成像

现有的三维(3D)超声成像由于受到二维(2D)传感器工艺复杂和传统聚焦成像中声波传播时间的限制,成像系统帧率和分辨率都比较低.为此提出了基于有限衍射波的合成孔径成像方法,该方法使用一维(1D)传感器发射有限衍射波声场,采用合成孔径技术对整个目标区域回波信号综合处理,利用Fourier变换进行成像.计算机仿真结果表明,该方法可以用来成像.在当前成像方法中,该方法可以同时获得较高的帧率和分辨率,并且降低了对传感器的要求,具有较大的发展应用空间.     

“易损斑块无创、高分辨超声功能与分子定量成像”研究2010年度报告

该研究本年度在高分辨超声成像理论与方法、微泡制备、高CTR造影成像及灌注参量成像、血管及其周围组织运动与弹性检测成像、超声空化机理等4个方面研究取得重要进展。对高帧率、较高频率超声图像分别进行了基于光流场(OF)的IBP超分辨重建和基于灰度非均匀校正的超分辨重建,重建后轴向及横向分辨率可达到原始图像的4倍以上;并在低成本数字超声成像系统上实现了高CTR值的造影成像和灌注参量定量成像和脉冲逆转小波变换造影成像技术;初步得到模仿人体生理pH环境下,聚焦超声自由空化场中声致发光(SL)的光学检测实验结果及声致化学发光(SCL)的光学检测实验结果。     

合成发射孔径超声成像系统的仿真

以提高超声成像系统帧率为目标,讨论了一种新的合成孔径成像方法,即合成发射孔径成像方法。给出了该方法的原理,利用美国密歇根大学生物医学超声实验室提供的实验数据,在分析和仿真的基础上,讨论了合成发射孔径成像方法的性能。结果表明,合成发射孔径方法在提高成像帧率的同时,能保证图像的质量。     

高帧率超声成像系统中一种高质量成像模式的实现

为解决高帧率(high frame rate,HFR)成像系统在通过一次发射事件成像时成像质量不够理想的问题,提出了一种以降低HFR成像系统的帧频为代价来换取高质量成像的方法.首先给出了一个更一般化的HFR成像模型,成像过程中选择不同参数的阵列波作为发射信号,一次发射事件得到一幅图像频谱,然后把数次发射事件得到的图像频谱用平均的方法合成为一帧图像频谱,最后通过Fourier变换重建图像.仿真结果表明该方案提高了成像的频谱范围,降低了成像的旁瓣幅度,从而得到了高质量的成像,并保证了较高的系统帧率.     

Fourier变换重建超声图像的研究

基于有限衍射波理论的高帧率(high frame rate，HFR)超声成像系统是通过发射平面波成像的．由于采用平面波，故成像区域为矩形．为了得到扇形成像，提出了一种更一般化的Fourier重建图像的方法，它同样基于一次发射就可重建超声图像．与原HFR方法不同的是发射声场可以是非平面波．在非平面波声场中进行了计算机仿真．由于采用了由零阶汉克尔函数所定义的圆柱场，获得了具有扇形形状的超声图像，仿真结果显示了新方法的有效和更具有一般性的特点．     

剪切波弹性成像联合超声加权评分法对乳腺肿块诊断的应用价值

目的:探讨剪切波弹性成像(SWE)联合超声加权评分法对乳腺肿块诊断的应用价值。方法:回顾性选取2018年5月至2020年5月本院收治的120例乳腺肿块患者作为研究对象，其中良性组62例，恶性组58例。两组均行乳腺常规超声和SWE检查，比较两组SWE最大值、SWE最小值、平均值和超声加权评分，并采用ROC曲线分析剪切波弹性成像评分联合超声加权评分法对乳腺肿块的诊断效能。结果:乳腺超声加权评分恶性组为(7.97±4.01)分，明显高于良性组(4.48±2.34)分(t=5.771,P<0.05);超声加权评分和SWE联合超声加权评分对乳腺肿块分级的诊断两组结果比较，差异无统计学意义(P>0.05)。SWE最大值、SWE平均值良性组低于恶性组(P<0.05);两组SWE最小值比较，差异无统计学意义(P>0.05);二元Logistic回归分析结果提示，SWE最大值、SWE平均值及超声加权评分均为乳腺良恶性肿块的影响因素(P<0.05);ROC曲线分析显示，联合SWE最大值、SWE平均值和超声加权评分法诊断乳腺肿块的AUC为0.931,高于超声加权评分法的0.76...     

基于加权因子的双重延时乘累加波束形成算法

针对超声成像中双重延时乘累加算法不适用于高噪声环境的问题,提出一种基于均值-标准差加权因子的双重延时乘累加算法,即RD-DMAS算法.该加权因子对解决高噪声带来的图像斑点问题具有显著效果,而双重延时乘累加波束形成算法能大幅提高超声成像分辨率,使所提算法能得到高分辨率和高对比度的重建图像.对该算法在点散射目标仿体、囊肿仿...     

多倾角发射分组互相关降噪的超快超声脑功能成像方法研究

小血流信号的检出是长期困扰超声多普勒成像的重要问题，提升该成像技术的检测灵敏度，开发鲁棒的降噪和伪影抑制方法具有重要的研究价值。近年来，基于多角度平面波相干复合发展而来的超快超声多普勒血流成像突破了传统聚焦超声成像的帧率瓶颈，可实现高灵敏度的微血流成像。而且平面波成像模式的发展也对超声降噪算法提出了新的需求。利用平面波发射条件下不同角度回波的血流信号的强相干性，有望实现降噪和伪影抑制。本研究探讨了角度分组互相关方法及其降噪在功能超声成像中的应用：首先将多角度平面波回波信号分为两个子组，信号经杂波滤除后对两子组数据进行时域互相关运算，从而获得降噪后的血流功率多普勒图像(PD)。大鼠脑血流成像和功能成像实验结果表明：本文提出的角度分组互相关降噪方法可提升血流图像信噪比约17～22 dB,有效抑制了图像中的非相干伪影，显著提升了超快超声脑功能成像的灵敏度。     

基于PDChirp-Golay信号的编码激励算法

线性调频信号编码激励超声成像算法旁瓣过高,针对这个问题,提出一种基于幅度加权的预失真线性调频信号调制Golay码(PDChirp-Golay)编码新方法.该方法将线性调频发射信号采用预失真处理,可以补偿超声探头对发射信号的影响,使回波信号的带宽增大,提高轴向分辨力,并同时消除发射信号幅频特性的菲涅耳波纹,实现旁瓣抑制;...     

一般非综合孔径雷达方位超分辨研究

一般非综合孔径雷达的方位分辨率受天线波束宽度的限制。要突破这种限制需要采用方位超分辨技术。该文介绍和分析了3种一般非综合孔径雷达的方位超分辨方法,包括去卷积法、角度权重法和相控阵雷达的相位权重法。对这些方法的性能进行了比较性研究,给出了数值仿真的结果。研究表明,去卷积法只适合于信噪比大于30dB的场合。在信噪比小于15dB时,角度权重法和相位权重法仍具有较好的方位超分辨效果。该文还从信息的角度分析了方位超分辨的实质,探讨了实现方位超分辨的可能途径。     

X光成像中环形编码孔径显微镜实验研究

在简述 X光成像技术发展的基础上 ,特别讨论了多针孔和环形编码等孔径编码成像技术的原理和发展 ,论述了 X光成像中孔径编码成像的基本原理和成像过程 ,最后重点介绍了在环形编码孔径显微镜的制备和实验方面的研究进展     

超声成像系统中数字双波束合成技术研究与实现

以提高超声成像系统帧频为目标,研究了双波束合成技术及其硬件实现方法。首先,对其理论模型进行了声场建模与仿真,并针对仿真中发现的失真问题提出了改进方法。在此基础上,完成了双波束合成孔径超声成像系统的设计和调试。结果表明,采用双波束合成技术可以将帧频提高为原来的两倍。     

Improved compressed sensing for high-resolution ISAR image reconstruction

For inverse synthetic aperture radar （ISAR）, an ISAR signal in the crossrange direction has the characteristic of sparsity in the azimuth frequency domain. Due to this property, a Fourier basis is adopted as a kind of sparse basis, and high crossrange resolution imaging is achieved by using the compressed sensing （CS） method. However, the Fourier expanding for signal with finite length will result in energy leaking and spectrum widening. As a result, the Fourier basis cannot obtain the optimum sparse representation for signals of unknown frequencies in most cases. In this paper, we present an improved Fourier basis for sparse representation of the ISAR signal, which is constructed by frequency shift and weighting of the Fourier basis and available to obtain the robust recovery performance via CS. Simulation results show that the improved CS method outperforms conventional CS method that uses the Fourier basis.     

基于孔径分割的相控阵雷达认知成像调度算法

在相控阵雷达资源调度研究领域,关于时间资源的分配已较为成熟,然而对于孔径资源的分配方面尚有待深入研究。针对相控阵雷达成像任务的调度问题,提出了一种基于孔径分割的多目标认知成像调度算法。首先对目标的回波特征进行认知,计算出目标成像所需占用的时间资源、孔径资源及综合威胁度;然后根据反馈信息,对多个成像任务进行合理调度;最后利用基于压缩感知的稀疏孔径ISAR成像方法对各个目标进行成像,实现多个任务在孔径上并行,在时间上交替执行。仿真实验表明,在保证成像质量的前提下,基于孔径分割的自适应调度算法能够提高成像任务的调度成功率与雷达系统的资源利用率。     

A modified algorithm for SAR parallel imaging

Synthetic aperture radar can provide two dimension images by converting the acquired echoed SAR signal to targets coordinate and reflectivity. With the advancement of sophisticated SAR signal processing, more and more SAR imaging methods have been proposed for synthetic aperture radar which works at near field and the Fresnel approximation is not appropriate. Time domain correlation is a kind of digital reconstruction method based on processing the synthetic aperture radar data in the twodimensional frequency domain via Fourier transform. It reconstructs SAR image via simply correlation without any need for approximation or interpolation. But its high computational cost for correlation makes it unsuitable for real time imaging. In order to reduce the computational burden a modified algorithm about time domain correlation was given in this paper. It also can take full advantage of parallel computations of the imaging processor. Its practical implementation was proposed and the preliminary simulation results were presented. Simulation results show that the proposed algorithm is a computationally efficient way of implementing the reconstruction in real time SAR image processing.     

基于压缩感知的合成孔径雷达二维成像算法

通过对合成孔径雷达回波信号的分析,利用压缩感知理论基于信号稀疏性或可压缩性的基本原理,提出了方位稀疏表示的一种新方法,在此基础上给出了基于压缩感知的SAR回波信号处理方法和二维成像算法,实现了压缩感知对信号的全新采集和编解码,以较少的数据量实现成像,有效地抑制旁瓣,在一定程度上提高了成像中目标的分辨率,为有效降低高分辨合成孔径雷达的数据率提供了一种有效途径。通过对仿真数据和实测数据的处理验证了所提方法的可行性和有效性。