专利名称：最小方差波束形成与基于最小方差相干系数融合的方法
技术领域：
本发明涉及诊断用的超声成像，特别涉及一种最小方差波束形成与基于最小方差相干系数融合的方法。
背景技术：
最小方差波束形成(MV)最早是由Capon在1969年提出的，其基本思想是使噪声以及来自非信源方向上的任何干扰所贡献的功率最小，同时保持信源方向上的信号功率不变。但是这种波束形成方法只适用于远场、窄带非相关信号，而超声数据具有近场、宽带和很强的相关性等特点，限制了它在医学超声成像中的应用。针对这些问题，Synnevag等采用空间平滑法，不仅去除了回波信号的相关性，并且获得一个良好的协方差矩阵估计[8]。Li等利用对角加载技术提高MV算法的稳健性。MV算法虽然能有效地提高成像空间分辨率，但对比度却没有改善。 如何能够进一步提高分辨率和对比度成为业界的热点问题，但是，目前还没有一种成型的将最小方差波束形成与基于最小方差相干系数融合的医学超声成像方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种最小方差波束形成与基于最小方差相干系数融合的方法，与现有的方法相比，该方法能够更好的提高图像的分辨率，对比度以及鲁棒性。本发明的目的是通过以下技术方案实现的该最小方差波束形成与基于最小方差相干系数融合的方法，是利用传统的波束形成器输出的一组最大值对应的方向向量构造最小方差约束方阵，通过最小方差波束形成算法得到MV波束形成的输出，将MV波束形成的输出代替相干系数的相干部分，形成一个高分辨率相干系数，将得到的高分辨率相干系数与最小方差波束形成的输出进行加权，最终得到波束形成的输出模型；所述最小方差波束形成算法包括以下步骤I)在保持用户期望方向增益不变的条件下，使阵列的输出能量最小化，其数学表达式为
「00091w HRi+ w, subject to wB a=l
W,其中，其中，Ri+n是MXM干扰加噪声的协方差矩阵，a为取全I方向向量，w为待求的最优加权值，/是w的共轭转置，minwuRi+ w, subject to WH a = I w即当满足wHa = I约束条件时,使wHRi+nw为最小时的w ；2)利用拉格朗日乘数法，解得最佳加权向量为
权利要求
1.最小方差波束形成与基于最小方差相干系数融合的方法，其特征在于利用传统的波束形成器输出的一组最大值对应的方向向量构造最小方差约束方阵，通过最小方差波束形成算法得到MV波束形成的输出，将MV波束形成的输出代替相干系数的相干部分，形成一个高分辨率相干系数，将得到的高分辨率相干系数与最小方差波束形成的输出进行加权，最终得到波束形成的输出模型； 所述最小方差波束形成算法包括以下步骤 1)在保持用户期望方向增益不变的条件下，使阵列的输出能量最小化，其数学表达式为
2.根据权利要求I所述的最小方差波束形成与基于最小方差相干系数融合的方法，其特征在于将L设定为等于M/4，并设置对角加载Λ = I/(IOL)。
全文摘要
本发明公开了一种最小方差波束形成与基于最小方差相干系数融合的方法，该方法利用传统的波束形成器输出的一组最大值对应的方向向量构造最小方差约束方阵，通过最小方差波束形成算法得到MV波束形成的输出，将MV波束形成的输出代替相干系数的相干部分，形成一个高分辨率相干系数，将得到的高分辨率相干系数与最小方差波束形成的输出进行加权，最终得到波束形成的输出模型；本发明通过利用MV的高分辨率，用最小方差波束形成的输出代替CF的相干部分形成一个高分辨率相干系数，并与最小方差波束形成的输出进行加权融合，通过点散射目标和吸声目标的仿真结果验证表明与现有的方法相比，本发明的方法能够更好的提高图像的分辨率，对比度以及鲁棒性。
文档编号A61B8/00GK102835975SQ20121034891
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月19日 优先权日2012年9月19日
发明者王平, 蒋辉, 唐英勇 申请人:重庆博恩克医疗设备有限公司