專利名稱：最小方差波束形成與基于最小方差相干系數(shù)融合的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及診斷用的超聲成像，特別涉及一種最小方差波束形成與基于最小方差相干系數(shù)融合的方法。
背景技術(shù)：
最小方差波束形成(MV)最早是由Capon在1969年提出的，其基本思想是使噪聲以及來自非信源方向上的任何干擾所貢獻(xiàn)的功率最小，同時(shí)保持信源方向上的信號(hào)功率不變。但是這種波束形成方法只適用于遠(yuǎn)場(chǎng)、窄帶非相關(guān)信號(hào)，而超聲數(shù)據(jù)具有近場(chǎng)、寬帶和很強(qiáng)的相關(guān)性等特點(diǎn)，限制了它在醫(yī)學(xué)超聲成像中的應(yīng)用。針對(duì)這些問題，Synnevag等采用空間平滑法，不僅去除了回波信號(hào)的相關(guān)性，并且獲得一個(gè)良好的協(xié)方差矩陣估計(jì)[8]。Li等利用對(duì)角加載技術(shù)提高M(jìn)V算法的穩(wěn)健性。MV算法雖然能有效地提高成像空間分辨率，但對(duì)比度卻沒有改善。 如何能夠進(jìn)一步提高分辨率和對(duì)比度成為業(yè)界的熱點(diǎn)問題，但是，目前還沒有一種成型的將最小方差波束形成與基于最小方差相干系數(shù)融合的醫(yī)學(xué)超聲成像方法。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種最小方差波束形成與基于最小方差相干系數(shù)融合的方法，與現(xiàn)有的方法相比，該方法能夠更好的提高圖像的分辨率，對(duì)比度以及魯棒性。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的該最小方差波束形成與基于最小方差相干系數(shù)融合的方法，是利用傳統(tǒng)的波束形成器輸出的一組最大值對(duì)應(yīng)的方向向量構(gòu)造最小方差約束方陣，通過最小方差波束形成算法得到MV波束形成的輸出，將MV波束形成的輸出代替相干系數(shù)的相干部分，形成一個(gè)高分辨率相干系數(shù)，將得到的高分辨率相干系數(shù)與最小方差波束形成的輸出進(jìn)行加權(quán)，最終得到波束形成的輸出模型；所述最小方差波束形成算法包括以下步驟I)在保持用戶期望方向增益不變的條件下，使陣列的輸出能量最小化，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為
「00091w HRi+ w, subject to wB a=l
W,其中，其中，Ri+n是MXM干擾加噪聲的協(xié)方差矩陣，a為取全I(xiàn)方向向量，w為待求的最優(yōu)加權(quán)值，/是w的共軛轉(zhuǎn)置，minwuRi+ w, subject to WH a = I w即當(dāng)滿足wHa = I約束條件時(shí),使wHRi+nw為最小時(shí)的w ；2)利用拉格朗日乘數(shù)法，解得最佳加權(quán)向量為
權(quán)利要求
1.最小方差波束形成與基于最小方差相干系數(shù)融合的方法，其特征在于利用傳統(tǒng)的波束形成器輸出的一組最大值對(duì)應(yīng)的方向向量構(gòu)造最小方差約束方陣，通過最小方差波束形成算法得到MV波束形成的輸出，將MV波束形成的輸出代替相干系數(shù)的相干部分，形成一個(gè)高分辨率相干系數(shù)，將得到的高分辨率相干系數(shù)與最小方差波束形成的輸出進(jìn)行加權(quán)，最終得到波束形成的輸出模型； 所述最小方差波束形成算法包括以下步驟 1)在保持用戶期望方向增益不變的條件下，使陣列的輸出能量最小化，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的最小方差波束形成與基于最小方差相干系數(shù)融合的方法，其特征在于將L設(shè)定為等于M/4，并設(shè)置對(duì)角加載Λ = I/(IOL)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種最小方差波束形成與基于最小方差相干系數(shù)融合的方法，該方法利用傳統(tǒng)的波束形成器輸出的一組最大值對(duì)應(yīng)的方向向量構(gòu)造最小方差約束方陣，通過最小方差波束形成算法得到MV波束形成的輸出，將MV波束形成的輸出代替相干系數(shù)的相干部分，形成一個(gè)高分辨率相干系數(shù)，將得到的高分辨率相干系數(shù)與最小方差波束形成的輸出進(jìn)行加權(quán)，最終得到波束形成的輸出模型；本發(fā)明通過利用MV的高分辨率，用最小方差波束形成的輸出代替CF的相干部分形成一個(gè)高分辨率相干系數(shù)，并與最小方差波束形成的輸出進(jìn)行加權(quán)融合，通過點(diǎn)散射目標(biāo)和吸聲目標(biāo)的仿真結(jié)果驗(yàn)證表明與現(xiàn)有的方法相比，本發(fā)明的方法能夠更好的提高圖像的分辨率，對(duì)比度以及魯棒性。
文檔編號(hào)A61B8/00GK102835975SQ20121034891
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者王平, 蔣輝, 唐英勇 申請(qǐng)人:重慶博恩克醫(yī)療設(shè)備有限公司