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。     

超声成像中基于虚拟阵元的双聚焦波束合成方法

针对传统动态接收聚焦DRF波束合成方法在超声成像中分辨率和探测深度方面存在的不足,提出一种基于虚拟阵元的双聚焦波束合成方法.首先利用单一固定焦点进行第一次聚焦;然后利用虚拟阵元的概念计算第二次聚焦的延时参数;最后再根据延时叠加波束合成的原理及动态聚焦技术进行第二次聚焦,得到最终成像的扫描线数据.为验证该方法的有效性,进行了点散射目标成像实验.实验结果表明:双聚焦波束合成的超声成像方法在一定程度上有效地调和了分辨率与探测深度之间的矛盾,提高了超声成像的质量.     

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;...     

基于FPGA的合成孔径超声成像波束合成设计

合成孔径超声成像,因其可以利用少量超声传感器得到高分辨率及高对比度超声图像而成为现代数字医学超声成像常采用的方法.传统合成孔径方法的复杂性限制了实时成像系统的成像速度.对比传统的定制目标区域及非均匀采样的成像方法,利用高速数字电路设计出了应用于多阵元合成孔径超声成像系统的均匀采样波束合成算法,并利用现场可编程门阵列(FPGA)技术进行硬件实现.使用Altera公司的CycloneⅡ系列EP2C8Q208C8芯片,利用同步动态随机存储器(SDRAM)存储回波数据,数据经延时叠加及加权处理后通过USB送入PC端成像.系统测试结果表明:采用流水线结构及并行数字电路,FPGA可以在高速时钟下完成合成孔径超声成像的波束合成算法,结果精确高效,可以运用于实时成像系统.     

传像光纤束成像算法在DM642上的实现与优化

针对异型传像光纤束成像的算法结构,提出一种基于DM642的异型传像光纤束成像算法的实现与优化方法.该方法结合DM642的硬件结构和汇编指令执行流程,并针对这两个方面提出了相应的优化策略 .实验结果表明,经过优化的系统在速度和效率方面均得到了明显的提高,可以满足成像算法的实际需求.     

在TMS320C80上实现的一种可变长解码算法

为提高在ＴＭＳ３２０Ｃ８０上开发Ｈ．２６３全软件解码系统的解码速度，减少片内ＲＡＭ与片外数据交换，提出了一种可变长解码（ＶＬＤ）算法．该算法根据Ｃ８０的高速并行处理能力和只有很小片内存储空间等特点，对ＶＬＤ码表进行设计．使用该算法，在Ｃ８０的一个片内ＲＡＭ中就能存放Ｈ．２６３的所有ＶＬＤ码表．为与目前较常用的逐位查找解码树方法和ＲｅｚａＨ方法比较，对ＭｉｓＡｍｅｒｉｃａｎ图象序列的７０帧图象进行实验，其解码速度是逐位查找解码树方法的２倍，比ＲｅｚａＨ方法快９．４％，最终可实现ＣＩＦ格式的１２．５帧／ｓ的解码速率．该方法同样适用于分析中需考虑内存及解码速度的其他系统中．     

基于虚源的延时乘累加波束形成算法

为了提高超声虚源次序波束形成的成像分辨率,提出一种基于虚源的延时乘累加波束形成算法,即VS-DMAS(delay multiply and sum beamforming based on virtual source)算法.该算法将DMAS的思想引入虚源次序波束形成的第二阶段,利用DMAS算法中相乘耦合运算的特点,充分考虑信号之间的相干性,以抑制低回声区域伪影的产生,提高超声成像的分辨率和对比度.对该算法进行了点目标仿体仿真以及实体数据成像实验.结果表明,相较于常规的聚焦方式,VS-DMAS算法具有更低的旁瓣和更窄的主瓣,能够更好地将点目标从背景噪声中分离出来,随着深度的增加,依然有着较高的成像分辨率.且随着算法中p值适当增大,成像分辨率和对比度均有一定的提升.     

半盲算法在自适应波束形成中的应用

文章介绍了半盲算法在自适应波束形成中的应用,根据半盲算法的原理,先运用基于子空间的正交投影波束形成方法确定初始权值,目的是得到次优权值,再用最小二乘恒模算法(LSC-MA)进行迭代。通过计算机对三种自适应波束形成算法的仿真对比,证明了半盲算法收敛稳定,可抑制干扰,恢复期望信号,从而也证实了该算法的可行性,有效性。     

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...     

基于范数优化的并行磁共振成像算法

研究了并行磁共振成像图像重建的范数优化问题.首先,通过分析目前常用的2种并行磁共振成像重建算法——GRAPPA算法和SENSE算法,归纳出它们在重建过程中所用的动态数学模型,描述成形如矩阵方程Ax=b的形式;然后,将范数优化引入到重建算法中的建模及模型参数估计中,通过采用不同矩阵范数意义下的目标函数,即在不同的范数空间中重建图像,提高优化的自由度和算法设计的灵活性;最后,通过仿真对范数优化后的重建图像质量进行分析,说明不同范数优化对重建图像的影响,并探讨了范数优化中相关参数及优化目标函数的选择问题.     

荔枝多糖的超声波辅助提取工艺优化研究

通过单因素试验和RSA响应面分析法优化了荔枝多糖的超声波辅助提取工艺.结果表明,超声波法提取荔枝多糖的最佳条件为:以荔枝干果肉为原料,以水为提取剂,超声波功率72W,提取时间32min,水料比12:1.在此条件下,荔枝粗多糖的提取率可达18.94%.     

井间层析成像的平滑SIRT算法

井间层析成像是一个非线性反演问题 ,为了保证反演过程的稳定性 ,并提高迭代的收敛速度 ,对常规的SIRT算法进行了改进 ,即引入了平滑算子对梯度场进行动态平滑 ,并且通过线性搜索确定速度更新的步长。将这种改进的算法称为平滑SIRT算法。模型试算的结果证明 ,该方法提高了迭代的收敛速度 ,而且反演结果不受初始模型的影响 ,使反演过程的稳定性大大提高     

求等差数列前n项等幂和的若干公式

本文利用Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ数，给出可以精确到任意阶的等差数列前ｎ项等幂和的表示公式，并导出了（ｎ为偶数）的不含常数项的ｎ的多项式表示式．     

四则运算图灵机的构造

著名的丘奇(A．Church)命题指出，任何算法都可以用一个图灵机来描述．对自然数的四则运算给出了相应的图灵机．     

有关素因子函数的均值估计

得到了几个有关素因子函数的均值估计,以及这些函数在算术级数中的均值估计。     

提高超声图像分辨率的空间域滤波方法

现代医用Ｂ超，无论是线扫或是扇扫的，所获得的超声图象通常都包含两部分信息：一部分是反映组织结构的有用信息，或称为组织纹理（Ｔｅｘｔｕｒｅ）；另一部分是由于分辨元内各散射子散射波的随机相位叠加、仪器自身因素等产生的随机噪声，或称为斑纹噪声（Ｓｐｅｃｋｌｅ），它掩盖了图象灰度级间的细微差别，降低了图象的分辨率和对病灶的识别，本文提出一对斑纹噪声的抑制方法，根据斑纹噪声产生机理及统计特住，设计一种二维自适应滤波器对图象各局部区域的噪声偏离完全随机斑纹噪声的程度进行自适应滤波．结果表明，本方法能对斑纹噪声进行有效的平滑和抑制，并能较好地保留组织的有用信息。     

确定混煤配比方案的灰色优化方法

对于多方案、多状态、多目标的工程问题,可以应用灰色系统理论建立一个以各目标为坐标轴的欧氏空间（ 效果空间） ,并在此空间内定义一个灰靶,将由状态和方案组成的局势,在目标上的观测值向效果空间进行映射,以求得最优方案。本文以电厂混煤燃烧问题为例,在３ 种目标下,对３ 种混煤方案进行了优化选择。     

超声波焊接及接口设计指南

介绍了超声波焊接机的基本组成和焊接原理，以实例的形式说明了超声波在热塑性塑料焊接中的多方面应用。     

孔隙介质中气体相变超声波测试方法研究

依据孔隙介质中的弹性波理论,以CO2气体为对象,研究了无介质和有孔隙介质两种情况下气体相态转变的超声波测试新方法。结果表明:超声波声速和衰减对CO2气体相变敏感;而孔隙介质可能一定程度地影响了CO2气体的相行为,既改变其饱和蒸汽压,也减缓其相变的突变程度。这种超声波方法有望进一步发展为研究孔隙介质中凝析气相行为的新测试技术。