基于改进相干因子的延时乘累加平面波超声成像

针对超声回波信号高相关性特性，提出一种基于改进相干因子的延时乘累加(pCF-DMAS)波束形成算法并应用至平面波超声成像.该算法通过增强相干因子的相干性来计算回波信号的权值，然后进行乘累加运算.通过使用Field II进行超声点目标和囊肿目标的仿真实验，对成像结果进行分析验证了算法的有效性.仿真结果表明，算法具有优秀的横向分辨率，在p取0.7时具有所有对比算法中的最高对比度.综合点目标和囊肿目标的成像效果，给出算法的最优p值0.3.相比延时叠加和延时乘累加波束形成算法，所提算法的图像对比度CR分别提高了12.559，9.602dB.     

最小方差的延时乘累加医学超声波束形成算法

针对超声信号高度相关性的特点,提出了一种最小方差的延时乘累加波束形成(MVDMAS)算法.首先,该算法利用最小方差波束形成的思想,计算接收回波信号的权值,用来降低回波信号的旁瓣;然后,对加权处理后的回波信号进行组合乘累加运算,降低回波信号之间的相关性;最后,理论推导和实验仿真验证了算法的有效性.仿真实验结果表明,MVDMAS算法的成像对比度和分辨率均有一定提升,可有效地降低主瓣宽度、旁瓣高度和抑制斑点噪声.与延时叠加、最小方差和延时组合乘累加波束形成算法相比,综合评价指标CR和CNR分别提高了100.24%,33.91%,17.41%和30.61%,17.55%,11.36%.     

基于多线接收的延时乘累加超声波束形成算法

基于超声成像对于高帧频的需求特性，提出了一种基于多线接收的延时乘累加(multi-line acquisition delay multiply and sum， MLADMAS)超声波束形成算法.该算法首先借助于多线接收技术，由一条传输线得到多条合成传输线，再利用复杂度更低的延时乘累加算法，并行进行波束形成操作，以得到多条接收线输出结果.仿真实验结果表明，与传统的延时叠加算法相比，MLADMAS算法能在将帧频提高两倍的同时，得到质量更好的图像，其评价指标FWHM，PSL和CR分别提高了28.49%，26.29%，26.06%.当使用幅度变迹时，MLADMAS算法的性能进一步改善.     

基于非局部平均的SAR图像相干斑抑制算法

针对合成孔径雷达图像的乘性相干斑噪声抑制问题,文中给出了一种基于非局部平均的SAR图像相干斑抑制算法.该算法把经过对经对数变换和高斯平滑的图像计算高斯加权欧式距离作为相似性测量参量,以能分辨平坦区与边缘区的变差系数的倒数作为原始SAR图像的自适应衰减因子,最后联合相似性测量参量和自适应衰减因子形成新的负指数加权系数,对SAR原始图像进行非局部加权滤波.实验结果表明,与多种传统算法相比,本算法的抑斑图像视觉效果更加清晰,在高灰度值区域的相干斑抑制性能和边缘保护方面有明显提高.     

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.     

四向加权最小二乘法相位解缠研究

相位解缠是干涉合成孔径雷达(InSAR)成像的关键步骤之一.首先采用正余弦均值滤波法去除InSAR图像噪声,然后提出一种改进的最小二乘法,即四向加权最小二乘法,应用该算法进行相位解缠实验.实验结果表明, 正余弦均值滤波法不仅对去除噪声非常有效,而且很好的保持了图像边缘信息;四向加权最小二乘法比现有的两向最小二乘法相位解缠更接近真实解缠相位.     

一种改进的Zernike矩的雷达图像目标识别方法

针对Zernike不变矩目标识别算法计算复杂,计算复杂度高的不足和雷达图像乘性噪声严重和识别率不高的问题,提出了一种快速计算Zernike矩目标识别算法.该算法通过利用Zernike矩对称性和反对称性对雷达图像进行快速计算求得不变矩,然后通过加权求得新的特征向量,最后通过支持向量机进行目标识别.实验结果表明,提出的算法不仅解决了计算过于复杂的问题,还降低了噪声且提高了目标识别率.     

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MTM和灰色关联度的混合噪声自适应滤波算法

利用MTM滤波算法和灰色关联度的特点,提出一种基于MTM滤波算法和灰色关联度相结合的混合噪声图像的自适应滤波算法.算法选取加窗混合噪声图像的MTM值,采用灰色关联度自适应地计算各像素的加权系数,通过加权得到滤波后图像.仿真实验表明,该算法有较好的自适应性,不但能够有效抑制图像的噪声,而且能较好地保护图像的细节信息,提高图像的清晰度.     

基于反卷积算法的超声图像优化方法

超声成像技术因其无侵入、低成本、快速、可便携化的特性，成为医学成像领域的一大研究热点.然而，受限于声波的传播特性、成像算法的弊端以及硬件发展，超声图像存在成像深度小、大量伪影、分辨率低等问题.针对超声图像中的目标混叠和分辨率低下问题，提出了一种基于信号处理的超声图像优化方法，通过反卷积算法对超声探头采集到的原始信号进行处理，再将处理后的信号按照延时求和成像算法重建为图像.提出的方法可以减轻信号间的混叠，最终减轻图像中的混叠，令图像中原本难以辨认的微小结构和细节信息得以展现.通过仿真和实验证明，经过处理后的信号所重建的图像质量优于原始信号所重建的图像，验证了提出的信号处理方法的有效性.     

基于改进DMAS的平面波超声成像算法及其GPU实现

针对基于DMAS波束合成的平面波超声成像算法的图像对比信噪比偏低及算法复杂度大,无法实现实时成像的问题,提出了一种具有较高成像质量和较小计算复杂度的平面波超声成像算法DSBMGCF(delay sum before multiply and generalized coherence factor),借助FieldII仿真工具在Matlab上进行点目标和囊肿目标的仿真实验,验证了该算法的成像质量.同时,对所提出的新算法进行了并行化研究和改进,得到了一种适合在GPU上并行实现的平面波超声成像并行算法PDMASGCF(parallel delay multiply and sum generalized coherence factor),并在实验室戴尔T7810普通工作站上进行了平面波超声成像时间和质量的验证实验,获得了较高的成像帧频,并保证了较好的成像性能.     

最小方差波束形成与基于最小方差相干系数融合的超声成像方法

在医学超声成像中,最小方差波束形成(MV)可以有效地提高图像的分辨率,但不能提高成像的对比度.针对最小方差波束形成的低对比度,提出一种最小方差波束形成与基于最小方差相干系数融合的成像方法.该方法利用最小方差波束形成的输出取代相干系数中相干部分的能量和,得到加权系数,然后利用该系数加权最小波束形成的结果.仿真成像结果表明:该方法在分辨率、对比度方面都优于传统的延时叠加波束形成法,最小方差波束形成法以及最小方差波束形成与相干系数融合的方法.     

结合子空间投影的幅度相位估计波束形成算法

在医学超声成像中,幅度相位估计(APES)波束形成算法能够更稳健地估算期望信号幅度,但其以牺牲较少量分辨率为代价.针对此问题,提出基于幅度相位估计并融合子空间投影技术的自适应波束形成算法.首先通过幅度相位估计算法初步计算加权向量,然后将加权向量向回波信号的期望信号子空间投影,以此来抑制噪声和干扰,改善成像的分辨率和对比度.经仿真分析,所提出的子空间投影与幅度相位相融合的算法在成像的分辨率、对比度和稳健性方面均优于原始的幅度相位估计算法.     

改进型脉冲耦合神经网络高分辨率SAR图像分割

针对高分辨率SAR (合成孔径雷达)图像噪声强, 目标分割难度大的特点, 提出一种改进的脉冲耦合神经网络(pulse coupled neural network, PCNN)模型的SAR图像分割算法。首先根据SAR图像中相干斑噪声的特点, 采用复小波进行去噪。然后, 在传统PCNN模型的基础上, 对神经元的输入信号, 尤其是链接系数和 阈值的非线性衰减子因子进行了改进和简化, 同时对链接强度系数β进行理论上的近似推导, 并减少人工设置的参数。最后, 通过最佳阈值对其结果进行二值化处理得到感兴趣的目标图像。实验结果表明, 改进后的算法运行效率提高, 自适应性增强。与传统算法相比, 区域一致性提高0.013, 区域的对比度提高0.015, 效果优于传统的PCNN算法, 为高分辨率SAR图像分割提供了一种新策略。     

医疗超声成像自适应波束形成算法

针对传统医疗超声最小方差自适应波束形成算法的稳健性差、图像对比度提高有限、算法复杂度高等缺点,在基于QR分解的最小方差(QRMV)波束形成的基础上,引入了符号相干系数,提出了一种基于QR分解的最小方差与符号相干系数融合的自适应波束形成算法.仿真结果表明:该算法分辨率、对比度都优于传统的延时叠加、最小方差及基于QR分解的最小方差算法,表现出和最小方差与符号相干系数融合(SFMV)算法非常接近的性能,但运算复杂度却远低于它.     

Tomographic imaging using the nonlinear response of magnetic particles

The use of contrast agents and tracers in medical imaging has a long history. They provide important information for diagnosis and therapy, but for some desired applications, a higher resolution is required than can be obtained using the currently available medical imaging techniques. Consider, for example, the use of magnetic tracers in magnetic resonance imaging: detection thresholds for in vitro and in vivo imaging are such that the background signal from the host tissue is a crucial limiting factor. A sensitive method for detecting the magnetic particles directly is to measure their magnetic fields using relaxometry; but this approach has the drawback that the inverse problem (associated with transforming the data into a spatial image) is ill posed and therefore yields low spatial resolution. Here we present a method for obtaining a high-resolution image of such tracers that takes advantage of the nonlinear magnetization curve of small magnetic particles. Initial 'phantom' experiments are reported that demonstrate the feasibility of the imaging method. The resolution that we achieve is already well below 1 mm. We evaluate the prospects for further improvement, and show that the method has the potential to be developed into an imaging method characterized by both high spatial resolution as well as high sensitivity.     

基于正则化的SPACE-RIP并行磁共振成像重建算法

采用并行磁共振成像可以提高成像速度和图像分辨率,但这是以牺牲重建图像的信噪比为代价的。为此,该文提出了一种基于正则化的并行磁共振成像重建算法,降低由于阵列线圈的几何相关而造成的信噪比损失。以预扫描图像作为最后重建图像的先验信息,用L曲线方法求解最佳正则化参数。实验表明,该方法能较大限度地减弱噪声对重建结果的影响,当SPACE-RIP并行成像技术的加速因子达到4时,仍可得到高质量的高分辨率重建影像。重建后的图像质量良好,对临床诊断具有较高实用价值。     

基于正则化的SPACE-RIP并行磁共振成像重建算法

采用并行磁共振成像可以提高成像速度和图像分辨率,但这是以牺牲重建图像的信噪比为代价的。为此,该文提出了一种基于正则化的并行磁共振成像重建算法,降低由于阵列线圈的几何相关而造成的信噪比损失。以预扫描图像作为最后重建图像的先验信息,用L曲线方法求解最佳正则化参数。实验表明,该方法能较大限度地减弱噪声对重建结果的影响,当SPACE-RIP并行成像技术的加速因子达到4时,仍可得到高质量的高分辨率重建影像。重建后的图像质量良好,对临床诊断具有较高实用价值。