电子设计工程
Electronic Design Engineering
第 26卷
Vol.26
第 13期
No.13
2018年 7月
Jul. 2018
收稿日期:2017-11-02 稿件编号:201711015
作者简介:石文优(1992—),男,河南三门峡人,硕士研究生。研究方向:嵌入式医学超声成像。
传统的延时叠加算法实现简单,成像速度快,但
浅表组织成像质量差,分辨率低
[1- 2]
。文献[3]提出了
分段动态变迹技术(wDAS),在整个探测深度内抑制
旁瓣。当探测环境、系统参数变化时,需重新分段及
选择窗函数,无自适应性。文献[4-5]利用比例维纳
后置 滤波器技术(ScW),提高了 成像分辨率 和对比
度。在低信噪比下通过调整噪声功率获得了更好的
鲁棒性,但牺牲了算法性能,降低了成像对比度。为
了克服此缺点,文献[5]运用了自适应比例维纳后置滤
波器技术(ASC-Wiener)。该算法具有高的成像分辨
率及对比度,但需要将接收信号分解成信号矩阵和噪
声矩阵,并运用 ESBMV 计算信号、噪声的权向量,计
算复杂。文献[6]提出的低复杂性自适应波束合成器
(LCA)鲁棒性好,易实现,近场分辨率高。但所使用
的预选窗不具普适性(半自适应性),其个数决定算法
复杂度,远场分辨率差。文献[7-9]提出的最小方差波
束合成算法能提高成像分辨率或对比度,但需要计算
协方差矩阵及矩阵求逆,限制了成像速度。文献[10-
11]提出的时空平滑相干因子(StS-SCF),解决了在低
信噪比(SNR)和信号干扰噪声比(SINR)下的成像对
比度降低、旁瓣等问题,抑制了杂散噪声,但该算法直
时空平滑相干因子自适应波束合成超声成像算法
石文优,季爱明,张立军
(苏州大学 轨道交通学院,江苏 苏州 215000)
摘要:探究浅表组织超声成像系统中,带权重的延时叠加算法(wDAS)抑制旁瓣有限,成像分辨率
差的问题。时空平滑相干因子(StS-SCF)与低复杂性自适应波束合成算法(LCA)相结合形成了时
空平滑相干因子自适应波束合成算法(StS-SCFA)。使用该算法在 Field_II 仿真平台上进行靶点目
标和囊肿的仿真。与 StS-SCF、LCA 相比,该算法对靶点成像使旁瓣降低约 8 dB。在囊肿成像中,
亮斑对比度基本不变,暗斑对比度提升 1.51 dB,斑点信噪比提升 0.25 dB。仿真结果表明该算法能
够抑制旁瓣及背景噪声,提高成像横向分辨率及成像对比度。
关键词:时空平滑相干因子;自适应波束合成;旁瓣抑制;超声成像
中图分类号:TN911.71 文献标识码:A 文章编号:1674-6236(2018)13-0128-04
Spatiotemporally smoothed coherent factor adaptive beamformer
for ultrasound imaging
SHI Wen⁃you,JI Ai⁃ming,ZHANG Li⁃jun
(School of Rail Transportation,Soochow University,Suzhou 215000,China)
Abstract: To explore the finite of the suppression of sidelobe and imaging resolution by weighted delay
and sum(wDAS)in Shallow Tissue Sonography. Combined improved Spatio ⁃Temporally⁃Smoothed sign
coherent factor (StS- SCF) and Low ⁃ complexity adaptive beamformer (LCA), Spatiotemporally
Smoothed sign coherent factor adaptive beamformer(StS- SCFA)is formed in this paper. Target points
and cyst phantom was simulated on the Field_II platform. Compared with StS-SCF and LCA algorithm,
the level of sidelobe to target point is decreased by about 8dB. The contrast of massive cyst is same with
StS-SCF,while the contrast of anechoic cyst is increased by 1.51dB. The SNR of speckle is increased by
0.25dB. The results show that the lateral resolution and contrast of the image can be enhanced,the side⁃
lobe and speck noise can be suppressed.
Key words: StS-SCFA;adaptive beamformer;sidelobe suppression;ultrasound imaging
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