非稳态核磁共振实验中的若干信号处理技术研究

摘要

本论文的主要工作是研究非稳态核磁共振实验中的信号处理方法,其中包括通过自适应算法抵消射频干扰和利用谱幅度估计方法降低本底噪声,这些都可以提高获得的核磁共振信号的信号——噪声干扰比(SINR),最后利用足够高SINR的核磁共振信号反演出磁场的时域变化曲线。
　　在本论文设计的自适应干扰抵消算法中,引入了三阶累积量,其既能够抑制高斯噪声和其他对称分布的噪声或者干扰,又能够提高算法的精度。设计出了一套基于三阶累积量的LMS(Least Mean Square)算法,并采用最优变步长作为步长因子,能够极大的提高算法的收敛速度。并通过仿真验证了算法的可行性,表明了算法具有很高的收敛精度,较快的收敛速度,通过该算法可以很大程度上提高SINR。
　　自适应干扰抵消之后,利用之前获取的本底噪声来进行减谱降噪,在一定程度上消除本底噪声的影响,进一步提高SINR。在获取了足够高SINR的NMR(Nuclear Magnetic Resonance)信号后,通过短时傅里叶变换对NMR信号进行时频分析,获取NMR信号各个时刻对应的频点,然后利用核磁共振条件,来反演磁场的整个时域变化曲线。
　　仿真的结果表明,本论文的算法能够抵消掉较强的射频干扰,能够很好的反演出磁场的时域变化曲线。

目录

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声明

中文摘要

英文摘要

1绪论

1.1论文研究背景与意义

1.2国内外的研究状况

1.3论文信号处理方法现状

1.4论文安排

2非稳态核磁共振实验环境

2.1实验的基本原理

2.2射频激励与线圈之间耦合仿真

2.3非稳态核磁共振的实验平台

3正交双线圈射频泄漏分量的自适应抵消方法

3.1常规自适应算法介绍

3.2高阶累积量的应用

3.3本论文的自适应干扰抵消算法

3.4仿真结果与分析

4非稳态核磁共振信号的本底噪声降低技术

4.1谱相减降噪技术

4.2谱熵估计降噪技术

4.3奇异谱降噪技术

5利用非稳态核磁共振信号反演纵向磁场的方法

5.1短时傅里叶变换

5.2小波分析

5.3希尔伯特-黄变换

5.4综合仿真结果

6初步实验及结果分析

6.1自适应干扰抵消射频泄漏分量

6.2单频脉冲激励下的扫场法

6.3离散多频脉冲激励下的扫场法

7总结与展望

致 谢

参考文献