專利名稱：最小方差波束形成與基于最小方差相干系數融合的方法
技術領域：
本發明涉及診斷用的超聲成像，特別涉及一種最小方差波束形成與基于最小方差相干系數融合的方法。
背景技術：
最小方差波束形成(MV)最早是由Capon在1969年提出的，其基本思想是使噪聲以及來自非信源方向上的任何干擾所貢獻的功率最小，同時保持信源方向上的信號功率不變。但是這種波束形成方法只適用于遠場、窄帶非相關信號，而超聲數據具有近場、寬帶和很強的相關性等特點，限制了它在醫學超聲成像中的應用。針對這些問題，Synnevag等采用空間平滑法，不僅去除了回波信號的相關性，并且獲得一個良好的協方差矩陣估計[8]。Li等利用對角加載技術提高MV算法的穩健性。MV算法雖然能有效地提高成像空間分辨率，但對比度卻沒有改善。 如何能夠進一步提高分辨率和對比度成為業界的熱點問題，但是，目前還沒有一種成型的將最小方差波束形成與基于最小方差相干系數融合的醫學超聲成像方法。

發明內容
有鑒于此，本發明的目的是提供一種最小方差波束形成與基于最小方差相干系數融合的方法，與現有的方法相比，該方法能夠更好的提高圖像的分辨率，對比度以及魯棒性。本發明的目的是通過以下技術方案實現的該最小方差波束形成與基于最小方差相干系數融合的方法，是利用傳統的波束形成器輸出的一組最大值對應的方向向量構造最小方差約束方陣，通過最小方差波束形成算法得到MV波束形成的輸出，將MV波束形成的輸出代替相干系數的相干部分，形成一個高分辨率相干系數，將得到的高分辨率相干系數與最小方差波束形成的輸出進行加權，最終得到波束形成的輸出模型；所述最小方差波束形成算法包括以下步驟I)在保持用戶期望方向增益不變的條件下，使陣列的輸出能量最小化，其數學表達式為
「00091w HRi+ w, subject to wB a=l
W,其中，其中，Ri+n是MXM干擾加噪聲的協方差矩陣，a為取全I方向向量，w為待求的最優加權值，/是w的共軛轉置，minwuRi+ w, subject to WH a = I w即當滿足wHa = I約束條件時,使wHRi+nw為最小時的w ；2)利用拉格朗日乘數法，解得最佳加權向量為
權利要求
1.最小方差波束形成與基于最小方差相干系數融合的方法，其特征在于利用傳統的波束形成器輸出的一組最大值對應的方向向量構造最小方差約束方陣，通過最小方差波束形成算法得到MV波束形成的輸出，將MV波束形成的輸出代替相干系數的相干部分，形成一個高分辨率相干系數，將得到的高分辨率相干系數與最小方差波束形成的輸出進行加權，最終得到波束形成的輸出模型； 所述最小方差波束形成算法包括以下步驟 1)在保持用戶期望方向增益不變的條件下，使陣列的輸出能量最小化，其數學表達式為
2.根據權利要求I所述的最小方差波束形成與基于最小方差相干系數融合的方法，其特征在于將L設定為等于M/4，并設置對角加載Λ = I/(IOL)。
全文摘要
本發明公開了一種最小方差波束形成與基于最小方差相干系數融合的方法，該方法利用傳統的波束形成器輸出的一組最大值對應的方向向量構造最小方差約束方陣，通過最小方差波束形成算法得到MV波束形成的輸出，將MV波束形成的輸出代替相干系數的相干部分，形成一個高分辨率相干系數，將得到的高分辨率相干系數與最小方差波束形成的輸出進行加權，最終得到波束形成的輸出模型；本發明通過利用MV的高分辨率，用最小方差波束形成的輸出代替CF的相干部分形成一個高分辨率相干系數，并與最小方差波束形成的輸出進行加權融合，通過點散射目標和吸聲目標的仿真結果驗證表明與現有的方法相比，本發明的方法能夠更好的提高圖像的分辨率，對比度以及魯棒性。
文檔編號A61B8/00GK102835975SQ20121034891
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月19日 優先權日2012年9月19日
發明者王平, 蔣輝, 唐英勇 申請人:重慶博恩克醫療設備有限公司