基于多速率信号处理技术的超声B模式回波信号处理研究

摘要

随着电子学、计算机技术、材料学等相关领域技术的飞速发展，医学影像技术得到了空前的发展。作为医学影像技术的一个分支，超声成像与其它医学成像方法相比，具有对人体无损害、便宜、便捷、能够实时显示器官或组织运动情况等特点，在临床上获得了非常广泛的应用。 由于临床医生对于超声成像仪器的功能和性能的要求不断提高，使得超声成像仪器需要增加越来越多的功能。新的成像功能往往需要大量的数值，而由于超声成像有实时性的要求，这也就意味着不能耗费太多的时间来进行大量的计算，从而才能保证超声系统的帧率不会太低，影响其实时性。B模式成像作为超声成像仪器的基本成像模式，是很多成像模式的基础，如果能够缩短B模式的成像时间，那么可以为后续大计算量的功能模块提供更多的时间余量。B模式超声成像的回波信号处理部分，涉及大量的卷积运算，如果能够将卷积的运算量有效地减少，对于B模式超声成像的速度是会有很大的提高的。 近年来，信号处理领域的多速率信号处理技术发展非常迅速。多速率信号处理技术可以有效的减少系统的工作量。理论证明多速率信号处理技术实现的多级窄带滤波器结构可以有效地减少卷积所做的乘法运算量。我们知道为了获得一个过渡带很窄的滤波器，就需要一个相应比较长的滤波器来滤波。而多级滤波器的性能可以和使用单级长滤波器的滤波的性能相当，可以替代单级滤波器来做快速计算。 基于以上知识，本文将多速率信号处理技术用于B模式超声成像的回波信号处理部分，用两级多速率抽取滤波器结构来替代传统的单级抽取滤波器，用来对B模式超声回波信号进行直流抑制和抽取滤波。同时，注意到如果仅仅使用两级滤波器结构而不使用积分梳妆滤波器，会使得经过直流抑制后的回波信号，包含有较大的镜像频率分量。而引入积分梳妆滤波器后，对镜像频率进行了有效地抑制，使得了直流抑制的高通滤波后的信号频谱满足系统设计的要求。 本文通过对单级滤波器的频率响应和两级多速率滤波器的频率响应进行对比，证明两级多速率滤波器是可以替代单级滤波器的。并且设计了一个B模式超声成像装置用于对本文提出的回波信号处理方法进行实验，对比通过传统方法抽取滤波和用两级多速率抽取滤波器滤波的人体组织仿真模块图像。证明实验取得的回波图像对人体仿真模块中铁丝靶线的分辨能力相差不大，速度提升非常明显。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

2多速率信号处理理论

3多速率信号处理在超声成像中的应用

4结束语

参考文献

作者在读期间科研成果简介

声明及学位论文版权使用授权书

致谢