激光与光电子学进展, 2019, 56 (14): 141101, 网络出版: 2019-07-12   

基于编码激励和相干系数的内镜超声成像算法 下载: 1202次

Ultrasound Endoscopic Imaging Algorithm Based on Coded Excitation and Coherence Factor
作者单位
天津大学精密仪器与光电子工程学院, 光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
图 & 表

图 1. Golay编码消除距离旁瓣原理示意图。(a)序列A的自相关函数;(b)序列B的自相关函数;(c)互补序列自相关函数之和

Fig. 1. Principle of Golay coding to eliminate distance side lobes. (a) Autocorrection function of sequence A; (b) autocorrection function of sequence B; (c) sum of complementary sequence autocorrection functions

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图 2. CFCS算法流程图

Fig. 2. Flow chart of CFCS algorithm

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图 3. 编码激励超声成像仿真结果。(a) Barker编码激励成像;(b) Golay互补序列编码激励成像

Fig. 3. Simulation results of coded excitation ultrasound imaging. (a) Barker coded excitation imaging; (b) coded excitation imaging of Golay complementary sequences

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图 4. 两种编码方式的轴向能量展开图(z=25 mm)

Fig. 4. Axial energy expansions of two coding methods (z=25 mm)

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图 5. 不同算法成像仿真结果。(a) SA算法;(b) CFSA算法;(c) CFBarkerSA算法;(d) CFCS算法

Fig. 5. Imaging simulation results of different algorithms. (a) SA algorithm; (b) CFSA algorithm; (c) CFBarkerSA algorithm; (d) CFCS algorithm

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图 6. 4种算法横向能量展开图(z=30 mm)

Fig. 6. Lateral energy expansions of four algorithms (z=30 mm)

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图 7. 4种算法轴向能量展开图(z=25 mm)

Fig. 7. Axial energy expansions of four algorithms (z=25 mm)

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表 1Golay编码和Barker编码对比

Table1. Comparison between Golay coding and Barker coding

CharacterGolay codingBarker coding
Maximum coding lengthUnlimited13
Launching times per image21
PulsecompressionMatched-filterMismatched-filter
Algorithm complexityEasyComplicated
Side lobesLowHigh

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表 2Field II声场仿真模型参数

Table2. Parameters of Field II acoustic field simulation model

ParameterValue
Speed of sound wave /(m·s-1)1540
Number of the elements32
Center frequency of the sound wave /MHz5
Sampling frequency /MHz100
Element width /mm0.24
Length of the complementary sequences32
Duration of a single-chip code /μs1
Number of scattering points6

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表 3不同空间位置横向分辨率

Table3. Lateral resolutions at different positions

Position /mmLateral resolution /mm
SACFSACFBarkerSACFCS
251.060.710.710.71
301.140.810.810.82
351.270.960.960.98
401.571.131.131.14
501.781.461.461.47
552.041.711.721.68

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表 4不同算法生成图像信噪比

Table4. Signal-to-noise ratios of images generated by different algorithms

AlgorithmCFSACFBarkerSACFCS
RSN /dB20.531.738.4

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邓惟心, 陈晓冬, 杨晋, 吉佳瑞, 汪毅, 蔡怀宇. 基于编码激励和相干系数的内镜超声成像算法[J]. 激光与光电子学进展, 2019, 56(14): 141101. Weixin Deng, Xiaodong Chen, Jin Yang, Jiarui Ji, Yi Wang, Huaiyu Cai. Ultrasound Endoscopic Imaging Algorithm Based on Coded Excitation and Coherence Factor[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2019, 56(14): 141101.

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