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首页快速合成孔径技术在超声成像中的应用
"一种用于超声成像的快速合成孔径技术" 超声成像是一种广泛应用于医学诊断和工业检测的技术,其核心在于提高图像分辨率和成像质量。传统的合成孔径技术通过融合多幅图像来实现动态聚焦,从而获得高分辨率的图像。然而,这种方法对系统的要求较高,包括强大的数据处理、传输和存储能力,这限制了其实用性。 快速合成孔径技术是为了解决上述问题而提出的一种新方法。该技术采用定点聚焦法获取扫描线数据,即在发射阶段对特定位置进行聚焦,然后在接收阶段通过相干样点叠加的方法处理这些数据。这样不仅能在发射和接收过程中实现动态聚焦,还能在一定程度上降低对系统资源的需求,使得分辨率与成像范围的关系变得相对独立。 在分析中,研究人员使用了FieldⅡ软件进行仿真,这是一种常用的超声成像仿真工具。通过对快速合成孔径技术与最小方差(MV)方法以及基于多幅图像融合的合成孔径技术的比较,证实了快速合成孔径技术的有效性和可行性。最小方差方法是一种优化算法,旨在减少噪声影响,提高信噪比,而基于多幅图像融合的合成孔径技术则依赖于大量的数据处理来提升图像质量。 通过这种方法,超声成像系统能够在不显著增加硬件负担的情况下,实现高分辨率的成像效果。这对于便携式或嵌入式超声设备尤其重要,因为这些设备通常受到资源限制。此外,快速合成孔径技术的提出也为未来超声成像技术的发展提供了新的思路,可能催生出更多高效、低耗的成像解决方案。 快速合成孔径技术是一种创新的超声成像方法,它通过优化数据处理策略,实现了在有限资源条件下的高分辨率成像。这一技术有望改善现有的超声成像系统性能,推动超声成像技术在医疗和工业领域的广泛应用。
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书书书
第
40
卷
中
国
激
光
光学前沿———光电技术
2013
年
12
月
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专
刊
一种用于超声成像的快速合成孔径技术
张
闯
陈晓冬
汪
毅
李
莹
焦志海
郁道银
(天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术科学教育部重点实验室,天津
300072
)
摘要
基于多幅图像融合的合成孔径技 术在 发 射 和接 收 过 程 中均 能 够 实 现动 态 聚 焦,所 以 具有 较 高 的 图像 分 辨
率。但是,基于多幅图像融合的合成孔径技术对系统 的 数据 处理、传 输、存 储能 力等 有 很高 的要 求,因 此难 以应 用
于实际系统中。针对该问题,提出了快速合成孔径 技 术。该技 术 利用 定点 聚 焦法 取得 扫 描线 数据,再 结 合基 于多
幅图像融合的合成孔径技术中的相干样点叠加方法,从而得到高分辨率图像。提 出的快 速合 成孔径 技术 实现了 发
射和接收的动态聚 焦,并且在 一定范围内 使分辨率与 成像范围无 关。利用软件
Field
Ⅱ
进行仿 真分析,通 过与最小
方差
(
MV
)法以及基于多幅图像融合的合成孔径技术的比较,验证了快速合成孔径技术的可行性。
关键词
成像系统;超声成像;合成孔径;最小方差;动态聚焦;
Field
Ⅱ
中图分类号
R197.39
文献标识码
A
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10.3788
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;
170.7170
;
170.7180
收稿日期:
20130819
;收到修改稿日期:
20131009
基金项目:国家“十二五”科技支撑计划项目(
2012BAI19B02
)
作者简介:张
闯(
1990
—),男,硕士研究生,主要从事多阵元超声成像技术方面的研究。
Email
:
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g
@
t
j
u.edu.cn
导师简介:郁道银(
1945
—),男,博士,教授,主要从事光电医学仪器、医学图像处理及生物光子学等方面的研究。
Email
:
d
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u
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j
u.edu.cn
通信联系人。
Email
:
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@
t
j
u.edu.cn
1
引
言
作为 一种无创诊 断手段,超声成 像技术已成 为
医学临床诊断不可或缺的常规诊断技术之一。因为
超声波在人体内的 传播具有 发 散性,所以随着 传 播
深度的增加,波束宽度增加,导致超声回波信号的信
噪比降低,分辨率 变 差
[
1
]
。为 了 提高图像 信 噪 比 与
分辨率,
O′Donnell
等
[
2
]
1992
年 提 出 了 一 种 基 于 圆
形阵列的合成孔径 (
SA
)成 像 技 术 并 将 其 用 于 血 管
超声成像,首 次将雷达领 域的合成孔 径技术
[
3
]
引入
基于多换能器的超声成像中。单阵元合成孔径法的
原理是利用单 阵 元 发 射,同 时 利 用 所 有 阵 元 接 收。
成像过程中依次激 励每一个 阵 元,从 全部阵元 接 收
的回波中提取相干 样点,叠加形成 一 幅低分辨 率 图
像,待全部阵元依次激励完毕,将各次激励获得的低
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