1 Institute of Electronics Engineering，China Academy of Engineering Physics，Mianyang62999，China
2 Institute of Electronics Engineering，China Academy of Engineering Physics，Mianyang62999，China
在太赫兹成像中，阵列的稀疏化设计会引起栅旁瓣的恶化。在传统相干因子（Coherence Factor，CF）加权的基础上设计了适用于多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）稀疏成像阵列的相位相干因子（Phase Coherence Factor，PCF)和符号相干因子（Sign Coherence Factor，SCF）两种加权栅旁瓣抑制方法。对点目标仿真结果表明，CF、PCF和SCF栅旁瓣抑制后峰值旁瓣比(Peak Side Lobe Ratio，PSLR)分别降低了17.81 dB、24.56 dB和22.74 dB，在340GHz 4T16R稀疏阵列成像系统中的实测结果也表明，PCF和SCF对栅旁瓣的抑制效果分别优于CF 6dB和4dB以上。
相干因子 栅旁瓣抑制 太赫兹成像 MIMO稀疏阵列 coherence factor grating lobes suppression terahertz imaging MIMO sparse array imaging
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
针对医用超声内镜系统中合成孔径算法旁瓣噪声严重、时间复杂度高等问题,基于图形处理器(GPU)的高速并行处理能力,提出了一种基于相干系数的实时合成孔径算法。通过引入相干系数,对超声回波图像中的旁瓣噪声进行有效抑制。通过GPU对算法进行并行处理,提高算法的运行速度。使用仿真数据和实际暗斑回波数据进行实验验证,结果表明,该算法可以有效改善超声回波图像质量,在回波图像数据量为153 Mbit时,相较于合成孔径算法,运算速度提升了16.29倍,达6 frame·s
-1,满足医用超声内镜实时处理的要求。
医用光学 内窥超声成像 相干系数 并行计算 合成孔径 激光与光电子学进展
2019, 56(2): 021701
1 北京机械设备研究所, 北京 100854
2 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
3 光电信息技术教育部重点实验室(天津大学), 天津 300072
为提高超声回波图像的横向分辨率、对比度,抑制最大旁瓣能量,提出一种适用于超声成像的旁瓣相消算法。利用基于特征空间的广义消旁瓣算法获得权值矢量,通过超声回波信号的相干系数优化权值矢量,对常见的点目标和暗斑进行成像。仿真结果表明,本文算法相较于延时叠加算法在横向分辨率上提高了60%,相较于特征空间算法在对比度上改善了112%。基于实际超声系统的实验结果与仿真结果一致,证明了本文算法的有效性。
成像系统 相控阵超声 相干系数 对比度 激光与光电子学进展
2019, 56(7): 071103
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
合成孔径算法可以实现超声波发射和接收的双向动态聚焦,从而提高成像分辨率,但仍存在图像信噪比低,旁瓣明显等问题。为进一步提高超声成像质量,提出一种基于编码激励和相干系数的合成孔径超声成像(CFCS)算法。首先采用Golay互补序列对作为激励信号,通过增加发射脉冲的编码长度提高图像的信噪比,同时利用序列对良好的自相关特性消除距离旁瓣,提高图像的轴向分辨率。在此基础上引入相干系数,对图像中的横向旁瓣加以抑制。仿真结果表明,相较于基于Barker编码激励的合成孔径算法,CFCS算法可以有效消除距离旁瓣,轴向分辨率提升了47.4%;相较于相干系数合成孔径算法,CFCS算法在轴向分辨率上提升了31%,信噪比提升约18 dB。
成像系统 内镜超声成像 编码激励 Golay互补序列对 相干系数 合成孔径 激光与光电子学进展
2019, 56(14): 141101
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
散斑可见度光谱法是近年来兴起的研究密集颗粒流运动的新方法。针对散斑可见度光谱法测取颗粒温度的实验中,如何消除相干因子测量过程中的误差进行了研究。比较了静态散斑对比度以及散斑对比度系数的计算方法以及消除相干因子的方法,实验测量结果表明,由散斑对比度系数消除相干因子的方法能最大程度地保留测量准确度。该方法能够消除由环境不同及激光不稳定所带来的误差,使得同类实验具有更好的对比性。同时给出了计算量较大导致的时间分辨率较低这一问题的解决方法。
散斑可见度光谱法 相干因子 颗粒流 颗粒温度 speckle visibility spectroscopy coherence factor particle flow granular temperature
