最小方差的延时乘累加医学超声波束形成算法

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2018.04.004

东北大学学报:自然科学版 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (4): 473-477.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2018.04.004

最小方差的延时乘累加医学超声波束形成算法

苏婷^1,2，姚定界¹，李大宇¹，张石¹

(1. 东北大学计算机科学与工程学院，辽宁沈阳110169; 2. 安阳工学院数理学院，河南安阳455000)

收稿日期:2016-11-14 修回日期:2016-11-14 出版日期:2018-04-15 发布日期:2018-04-10
通讯作者: 苏婷
作者简介:苏婷(1980-)，女，河南许昌人，东北大学博士研究生; 张石(1963-)，男，辽宁抚顺人，东北大学教授，博士生导师.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51171041).中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(N140404001).

Beaforming Algorithm Based on Minimum Variance Delay Multiplication and Sum for Medical Ultrasound

SU Ting^1,2， YAO Ding-jie¹， LI Da-yu¹， ZHANG Shi¹

1. School of Computer Science & Engineering， Northeastern University， Shenyang 110169， China; 2. Department of Science， Anyang Institute of Technology， Anyang 455000， China.

Received:2016-11-14 Revised:2016-11-14 Online:2018-04-15 Published:2018-04-10
Contact: LI Da-yu
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摘要/Abstract

摘要： 针对超声信号高度相关性的特点，提出了一种最小方差的延时乘累加波束形成(MVDMAS)算法.首先，该算法利用最小方差波束形成的思想，计算接收回波信号的权值，用来降低回波信号的旁瓣;然后，对加权处理后的回波信号进行组合乘累加运算，降低回波信号之间的相关性;最后，理论推导和实验仿真验证了算法的有效性.仿真实验结果表明，MVDMAS算法的成像对比度和分辨率均有一定提升，可有效地降低主瓣宽度、旁瓣高度和抑制斑点噪声.与延时叠加、最小方差和延时组合乘累加波束形成算法相比，综合评价指标CR和CNR分别提高了100.24%，33.91%，17.41%和30.61%，17.55%，11.36%.

关键词: 超声成像, 波束形成, 最小方差, 延时乘累加, 自适应

Abstract: Based on the characteristics of high correlation of ultrasonic echo signals， a minimum variance delay multiplication and sum beamforming(MVDMAS) algorithm was proposed. Firstly， according to the main idea of minimum variance beamforming， the weights of the received echo signals were calculated to decrease the side lobe level of echo signal. Then， the multiplication and sum operation was used for the weighted echo signals to reduce the correlation of the echo signals. Finally， the mathematical theory derivation and computer simulation verify the effectiveness of the proposed algorithm. Simulation results showed that the image contrast and resolution of the proposed algorithm are improved to some extent. The main lobe width， side lobe height， and speckle noise are reduced effectively. Compared with delay and sum (DAS)， minimum variance (MV)， and delay multiplication and sum (DMAS) beamforming， the comprehensive evaluation index contrast ratio (CR) and contrast noise ratio (CNR) are improved by 100.24%， 33.91%， 17.41% and 30.61%， 17.55%， 11.36%， respectively.

Key words: ultrasound imaging, beamforming, minimum variance, delay multiplication and sum, adaptive

中图分类号:

O426.9

苏婷，姚定界，李大宇，张石. 最小方差的延时乘累加医学超声波束形成算法[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(4): 473-477.

SU Ting， YAO Ding-jie， LI Da-yu， ZHANG Shi. Beaforming Algorithm Based on Minimum Variance Delay Multiplication and Sum for Medical Ultrasound[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2018, 39(4): 473-477.

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最小方差的延时乘累加医学超声波束形成算法

Beaforming Algorithm Based on Minimum Variance Delay Multiplication and Sum for Medical Ultrasound

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