超声内窥合成孔径成像技术的研究

将广泛应用于雷达系统的合成孔径技术引入超声内窥成像系统,提出一种基于单换能器探头的超声内窥镜合成孔径成像方法。利用单换能器探头的旋转效应,在旋转的不同时刻与位置发射并接收超声回波,等效合成较大的超声发射孔径,以增强超声图像的信噪比与分辨率。分析了单探头合成孔径技术的原理与合成方法,并在此基础上根据超声回波的编码与线性调频特性,完成纵向与横向的脉冲压缩。最后采用中心频率为8 MHz的换能器对猪皮样本进行探测,可分辨出尺寸为0.8 mm×2 mm的目标,系统的信噪比提升了9.38 dB。     

超声内窥数字成像技术

超声内窥镜系统将微型超声探头通过电子内窥镜的活检通道插入消化道器官,既可通过内窥镜直接观察粘膜表面的病变形态,又可进行超声扫描成像,获得消化器官管壁各个断层的组织学特征.利用编码激励技术,以4位Barker编码的方式激励换能器,在不增加峰值负声压的前提下,显著提高超声换能器的发射功率,增大系统探测深度以及成像的信噪比;用数字下变频技术实现超声回波的中频采样、编码信号的脉冲压缩以及信号包络的提取;采用装有超声耦合液的玻璃烧杯作为实验样品,对其进行旋转扫描,得到256级灰度的超声图像,轴向分辨率达0.4 mm,验证了系统原理的正确性.     

一种实现低距离旁瓣的四相编码脉冲压缩波形及其处理技术

从二相互补编码信号出发，提出了一种设计四相编码脉冲压缩波形的方法。应用适当的信号处理技术，所设计的四相编码脉压波形可以在理想情况下实现零距离旁瓣压输出。计算机仿真结果证实了本方法所设计的脉压波形的实用性。     

基于数据上采样的医学图像分割研究

医学图像分割领域对图像分割算法的精度和执行速度提出了很高的要求.目前在主流计算机视觉领域,医学图像分割所使用的语义分割网络大多是基于编码-解码结构及其改进算法.解码模块的最后一层通常使用一个双线性上采样结构来恢复特征图的分辨率,这种过于简单的上采样结构可能会导致分割的效果并不理想.基于此,提出了一种基于输入数据的上采样...     

脉冲压缩雷达距离旁瓣的消除

由于伪随机码的非正交相关特性，用ｍ序列的伪随机码进行相位调制的脉冲压缩雷达会产生距离旁瓣。多目标情况下，距离旁瓣的影响不能忽略。分析发现这种距离旁瓣干扰可以作为系统性干扰对待通过扣除这种系统性干扰，可以完全消除距离旁瓣的干扰。     

基于网络综合法脉冲压缩信号的旁瓣抑制

脉冲压缩信号在雷达系统中有着广泛应用,而一直以来旁瓣抑制问题也备受关注。通常,时宽带宽积(BT)较大的线性调频信号可通过单一加窗实现较低旁瓣,但对于其它脉冲压缩信号效果甚微,文中提出的基于网络综合的旁瓣抑制的频域设计方法则适用于各种脉冲压缩信号。线性调频和二相编码混合信号兼备线性调频和相位编码信号的特点,因此文中以此信号为例进行了仿真,分析表明采用网络综合法进行旁瓣抑制,旁瓣效果理想且对多普勒频移不敏感。     

基于脉冲压缩的距离超分辨技术

利用高分辨阵列处理算法实现重叠回波时延超分辨是扩展雷达距离分辨率的有效方法,而降低这类算法适用的信噪比(SNR)门限是其能否实用的关键。本文针对大时宽带宽积(TB)信号压缩后能量集中,峰值SNR提高的特点,提出了一种低SNR下大TB信号距离超分辨新方法.即利用脉压和旁瓣抑制技术对大TB信号进行预处理,结合噪声的预白化,对截取的脉压输出主瓣进行超分辨处理。计算机模拟表明该方法可以在低SNR下实现多目标的距离超分辨估计,并大大降低数据存储量和计算量.     

编码激励技术在医学超声内窥镜中的实现

为了提高医学超声内窥镜系统的探测深度和成像质量,将广泛应用于雷达系统的编码激励技术引入到超声成像系统中,采用编码脉冲信号激励超声换能器,以增加超声发射功率,提高回波信号信噪比.在分析编码激励原理和超声换能器暂态工作特性的基础上,设计并实现了超声信号的4 bit Barker编码脉冲发射.实验中,激发电路输出的编码激励信号与超声换能器的暂态工作特性吻合;玻璃杯壁的反射超声回波信号,具备编码特征,与Matlab仿真结果相同,且幅度较强.     

基于SEEDS的医学超声图像分割算法

针对高强度聚焦超声(HIFU)治疗过程中肿瘤的快速识别与自动定位问题,提出了一种基于SEEDS超像素的自动分割方法,能够为医生快速、准确地定位肿瘤提供帮助,大大减少医生的工作量。该方法基于分裂合并的思想,先利用SEEDS将图像分裂成超像素,再提取超像素的纹理和边界信息,使用纹理边界编码压缩算法完成超像素合并,最后在先验信息的限制下实现肿瘤的自动分割。实验结果表明,该方法可以应对图像质量低、背景复杂等不同情况下的肿瘤分割问题,分割结果比较准确。     

运用仿射变换技术的医学图像编码方法

本文将目前分形图像编码中采用的分场面仿射变换技术用于医学图像的压缩编码中，提出了一种新的医学图像编码方法。由于将对图像的直接编码映射对仿射为对仿射参数的编码，因此可使编码的压缩率得到显著的提高。实验结果证明了该方法的正确性。     

基于FPGA的数字脉冲压缩技术

简述了脉冲压缩技术的原理以及APEX20KE系列FPGA的特点,给出了基于FPGA实现FFT的结构框图。在此基础上实现实时脉冲压缩的频域算法。该方法具有快速稳定、结构简单、性能价格比较高等特点。     

混沌二相编码的雷达脉冲压缩信号

二相编码信号是一种常用的雷达脉冲压缩信号,其相位编码是具有良好的自相关特性的二元伪随机序列.针对目前常用的伪随机编码的缺点,分析了混沌序列作为二相编码序列的可行性和优越性,并给出了混沌二相编码信号的生成方案.仿真实验证明,混沌二相编码信号具有良好的自相关特性和大时宽带宽积,是一种理想的雷达脉冲压缩信号.最后,提出了用Lyapunov指数作为准则优选混沌编码序列.     

混沌二相编码的雷达脉冲压缩信号

二相编码信号是一种常用的雷达脉冲压缩信号,其相位编码是具有良好的自相关特性的二元伪随机序列。针对目前常用的伪随机编码的缺点,分析了混沌序列作为二相编码序列的可行性和优越性,并给出了混沌二相编码信号的生成方案。仿真实验证明,混沌二相编码信号具有良好的自相关特性和大时宽带宽积,是一种理想的雷达脉冲压缩信号。最后,提出了用Lyapunov指数作为准则优选混沌编码序列。     

基于预失真编码激励与最小方差波束形成的超声成像算法

为了提高医学超声成像的轴向分辨力,文中提出一种基于预失真编码激励与改进最小方差自适应波束相结合的成像方法。该方法一方面对编码激励信号进行预失真和旁瓣抑制处理,补偿探头对信号的影响,提高发射端的分辨率与成像对比度;另一方面对接收数据采用改进的最小方差波束形成,有效提高了医学超声成像过程中的分辨率并改善自适应算法的鲁棒性。仿真结果表明,相对于恒包络信号与传统的延时叠加波束形成算法,文中算法从信号源和接收数据两方面提高了成像的对比度和分辨力,为实现高质量的超声成像系统提供了理论依据。     

光纤脉冲压缩技术及其进展

本文系统地综述了基于单模光纤的脉冲压缩方法、原理及其进展，介绍了我们最近的研究结果，讨论了实现高效率脉冲压缩的途径。     

气象雷达的脉冲压缩技术研究

结合气象目标物的特性介绍了适用于气象雷达的脉冲压缩技术;选择巴克码作为脉压编码波形,能获得较高的距离分辨率和最大可能探测距离,能够实现降水的三维快速扫描,增加短驻留时间内的独立采样数.以13位巴克码为例,研究其频域特性及模糊图,采用时域综合法设计了一种新的副瓣抑制滤波器,能得到近50 dB的主副瓣比,较好地满足了气象雷达的要求,并给出了滤波器的仿真输出波形.     

光纤阵列编码成像激光雷达系统

提出了一种基于光纤阵列的编码成像激光雷达,该系统采用光纤阵列代替传统成像激光雷达中的多像元光电探测器阵列。该设计通过编码、合波形探测、解码使用少探测器实现高分辨率成像,避免了高像素光电探测器阵列的研制难题。同时,对系统解码信号进行了进一步的去噪算法,仿真结果表明在低信噪比条件下小波去噪算法可以获得比较好的成像效果。     

一种基于平面波技术的三维超声成像方法研究

三维超声成像能提供直观和真实感的组织信息,便于医生对医学体进行观察和分析,已广泛应用于疾病诊断、手术规划和导航中。针对现有超声技术在采集速度和图像质量上的不足,该文采用一种新型的多角度平面波技术获得超声回波信号,并通过USB3.0高速端口传输到PC端,然后进行平面波相干合成、对数压缩、超声序列存储及三维重建等操作,搭建了实验平台并进行测试,研究表明该文方法具有采集速度高,成像效果好的优势。     

超声线性调频信号脉冲压缩的旁瓣特性研究

在超声成像中,峰值旁瓣过高形成伪像,影响超声成像质量。针对超声换能器的特性,研究线性调频信号激励超声换能器后的带宽、扫描时间与脉冲压缩峰值旁瓣水平相关性,设计相应的调制/滤波方案抑制超声成像峰值旁瓣水平。理论分析和实验结果表明,线性调频信号激励换能器脉冲压缩后的峰值旁瓣水平分别随着线性调频信号带宽和扫描时间的增加而降低,通过比对分析理论与实验的差值,得到误差函数erf(B)、erf(T);与tukey窗函数和Dolph-Chebyshev窗函数调制/滤波方案相比,kaiser窗函数调制/滤波方案更好地解决了脉冲压缩分辨率和峰值旁瓣水平的折衷问题,为最佳调制/滤波方案。     

基于LASSO的雷达脉压压缩方法

雷达抗干扰性能是衡量一部雷达优劣的重要指标,直接决定着雷达作战效能的发挥。常见的抗干扰措施有副瓣对消、脉冲压缩、动目标检测、恒虚警处理等。文中结合LASSO回归算法,提出了一种基于LASSO的脉冲压缩抗干扰措施。该方法利用LASSO回归具有稀疏性的特质,结合雷达回波信号设置匹配字典,使用冗余预测变量构造数据集,并使用交叉验证构造LASSO模型,拟合识别预测变量,实现了目标检测。将该方法与脉冲压缩方法对比,仿真实验证明采用LASSO算法不仅不需要考虑旁瓣的影响,还获得了更好的目标分辨能力,并且在较小信噪比条件下目标检测效果也比较好。