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數字超聲成像原理和架構體系設計

作者：何為//王平//羅曉華|責編:張海娜
出版社：科學
ISBN：9787030401632

出版日期：2014/03/01
裝幀：平裝
頁數：269

人民幣：RMB 150 元售價：元

內容大鋼

本書在超聲成像的硬體和體系構架設計基礎上，以B型超聲成像系統為主要分析對象，詳細介紹了數字超聲成像中寬頻帶感測器、高速前端AD轉換、數字波束合成、回波信號的處理技術、圖像顯示處理、可控波形編碼發射、線性調頻波、Golay互補碼和Barker碼等編碼技術的設計要點，以及合成孔徑成像等方面的研究內容，重點介紹了數字聲束合成技術。針對超聲傳播的獨特性，本書還涉及聲傳播的基礎理論和超聲彈性成像方面的內容。
本書可供從事超聲儀器開發的工程技術人員、超聲設備的檢修與操作人員以及使用技術人員參考，也可作為高等院校、研究所超聲學相關專業的研究生和本科生的教學參考書。

作者介紹

何為//王平//羅曉華|責編:張海娜

前言
第1章  緒論
  1.1  超聲成像的背景與意義
  1.2  超聲成像方法的現狀
  1.3  波束形成技術
  參考文獻
第2章  數字超聲的基礎理論與成像原理
  2.1  數字B型超聲成像系統原理
  2.2  超聲成像基礎理論
    2.2.1  超聲波產生與接收原理
    2.2.2  超聲波信號的特性
    2.2.3  超聲波的反射、折射和散射
    2.2.4  超聲波的衰減
    2.2.5  超聲波聲場特性
  2.3  高速採樣的AD轉換
  2.4  時間增益控制
  2.5  超聲成像質量的評價標準
    2.5.1  軸向解析度
    2.5.2  橫向解析度
    2.5.3  對比度
    2.5.4  時間解析度
    2.5.5  動態範圍
  參考文獻
第3章  數字超聲硬體系統的設計與研究
  3.1  數字B型超聲系統的原理
  3.2  超聲發射電路
  3.3  超聲掃描線的生成
    3.3.1  超聲掃查的原理
    3.3.2  間隔掃查方法
    3.3.3  收發交叉掃杏方法
    3.3.4  收發間隔交叉掃查方法
    3.3.5  飛越掃查方法
  3.4  發射陣列開關
    3.4.1  發射陣列
    3.4.2  超聲發射信號的整序網路
    3.4.3  超聲發射信號的產生
  3.5  TR接收電路
  3.6  時間增益控制電路
    3.6.1  時間增益控制原理
    3.6.2  時間增益控制電路的設計
  3.7  高速AD轉換
  3.8  接收整序網路
  參考文獻
第4章  數字波束合成技術
  4.1  延時疊加波束形成
  4.2  聚焦技術
    4.2.1  聚焦技術的實現過程
    4.2.2  聲場分佈的計算
    4.2.3  凸陣探頭的模擬
    4.2.4  超聲圖像的模擬

  4.3  動態聚焦的工程實現方法
  4.4  非均勻採樣法動態聚焦
  4.5  均勻採樣內插法動態聚焦
    4.5.1  聚焦延時參數實時修正的產生方法
    4.5.2  聚焦延時參數的壓縮存儲與實時生成方法
    4.5.3  逐點聚焦演算法的FPGA實現
    4.5.4  改進聚焦演算法的性能分析與討論
  4.6  數字多波束逐點聚焦技術
  4.7  幅度變跡技術
    4.7.1  單一幅度變跡
    4.7.2  分段動態變跡技術的研究
    4.7.3  動態幅度變跡技術的實現方法
  4.8  動態孔徑技術
    4.8.1  動態孔徑的優點
    4.8.2  動態孔徑的原理及實現演算法
    4.8.3  模擬成像
  4.9  動態孔徑與動態聚焦延時參數的融合設計
    4.9.1  聚焦延時的計算
    4.9.2  動態孔徑控制方法
    4.9.3  融合動態孔徑聚焦延時參數的壓縮
    4.9.4  Geabr0實驗數據集成像
  參考文獻
第5章  超聲回波信號的處理技術
  5.1  動態濾波技術
    5.1.1  數字濾波器
    5.1.2  動態濾波器設計
    5.1.3  動態濾波器的FPGA實現
  5.2  包絡檢測技術
  5.3  對數壓縮技術
  參考文獻
第6章  超聲的數字圖像處理技術
  6.1  數字掃描變換技術
    6.1.1  坐標變換
    6.1.2  線性插值
  6.2  圖像的幀相關
  參考文獻
第7章  基於虛擬陣元的超聲成像雙聚焦波束合成
  7.1  基於虛擬陣元的雙聚焦波束合成方法
  7.2  波束合成器BF1的延遲參數計算
  7.3  波束合成器BF2的延遲參數計算
  7.4  模擬結果及討論
  參考文獻
第8章  自適應波束合成演算法
  8.1  標準的最小方差波束合成演算法
  8.2  穩健的自適應加權波束合成演算法
    8.2.1  對角載入法
    8.2.2  空間平滑法
    8.2.3  特徵空間法
    8.2.4  廣義相干係數
  8.3  最小方差波束合成與基於最小方差相干係數融合的超聲成像方法

  8.4  基於特徵空間的前後向最小方差波束合成
  8.5  模擬結果及討論
    8.5.1  傳統延時疊加成像
    8.5.2  最小方差波束合成與基於最小方差相干係數融合的成像
    8.5.3  基於特徵空間的前後向最小方差波束合成的成像
  參考文獻
第9章  Chirp碼與自適應加權融合的魯棒雙聚焦超聲波束合成
  9.1  Chirp編碼信號
  9.2  匹配濾波器與脈衝壓縮
  9.3  基於Chirp碼與自適應加權的魯棒超聲雙聚焦波束合成
  9.4  模擬結果及討論
  參考文獻
第10章  數字超聲系統設計中的若干問題與解決方法
  10.1  控制策略與性價比的問題
    10.1.1  分吋復用的四波束控制策略
    10.1.2  數據碼流的降頻處理問題
  10.2  超聲硬體系統設計的雜訊問題
    10.2.1  超聲硬體拓撲結構布局問題
    10.2.2  超聲電路的元器件參數選擇問題
    10.2.3  超聲電路中的電源波動引入雜訊問題
    10.2.4  超聲電路中信號傳輸阻抗匹配問題
    10.2.5  超聲電路中的信號串擾問題
    10.2.6  超聲回波信號的屏蔽問題
    10.2.7  超聲電路中的信號隔離與共地問題
  10.3  高速AD轉換器的時鐘設計
    10.3.1  AD轉換器時鐘的抖動問題
    10.3.2  抑制AD轉換器時鐘的抖動
    10.3.3  多路AD轉換器同步時鐘的設計
  10.4  高速LVDS串列介面
    10.4.1  AFE5805的LVDS數據連接
    10.4.2  LVDS數據線的匹配設計
    10.4.3  LVDS數據的串列接收
    10.4.4  LVDS數據的測試與分析
  參考文獻
第11章  超聲彈性成像基本原理和成像關鍵方程
  11.1  彈性成像的形成背景
    11.1.1  超聲彈性成像的原理和方法
    11.1.2  彈性圖與聲像圖的區別
    11.1.3  與超聲彈性圖質量有關的重要參數及理論方面的進展
    11.1.4  演算法方面的進展
  11.2  彈性波與物質相互作用及超聲彈性成像的物理基礎
    11.2.1  彈性波在生物組織中傳播的物理方程
    11.2.2  波動方程的導出
    11.2.3  非齊次波動方程的Fredholm解
    11.2.4  聲波與生物組織相互作用
  參考文獻
第12章  聲波與聲子晶體
  12.1  背景
  12.2  聲子晶體
    12.2.1  聲子晶體的帶隙形成機制

    12.2.2  聲子晶體的研究方法
    12.2.3  聲子晶體的缺陷態
    12.2.4  聲子晶體的應用
  12.3  轉移矩陣方法與一維聲子晶體的帶結構
    12.3.1  運動方程
    12.3.2  轉移矩陣方法
  12.4  折射率呈餘弦變化的一維光子晶體帶結構
    12.4.1  彈性波波動方程
    12.4.2  電磁波動方程
  參考文獻
第13章  彈性波在介質中的傳播成像及NCB法正則參數的選擇
  13.1  彈性波
  13.2  Fredholm方程的離散化
  13.3  逆散射成像中的正則化方法
    13.3.1  Tikhonov方法
    13.3.2  截斷奇異值方法
    13.3.3  L曲線法
  13.4  Burg譜估計與K-S檢驗
  13.5  求正則參數的歸一化累積頻譜Burg法
  參考文獻
第14章  NCB正則化Lanczos超聲反卷積大規模逆成像
  14.1  超聲解卷面臨的問題
  14.2  LanczoS-NCB混合法解卷
    14.2.1  卷積問題的離散化
    14.2.2  Lanczos混合法求解大規模逆問題
    14.2.3  正則NCB方法
  14.3  演算法實現與模擬
  參考文獻
第15章  基於光流的超聲心動圖心肌運動與變形分析
  15.1  光流的基本概念
    15.1.1  光流
    15.1.2  運動場與光流
    15.1.3  光流的梯度約束方程
    15.1.4  孔徑問題
  15.2  光流法
  15.3  不同模型光滑項選擇
  15.4  中值公式
    15.4.1  以TV模型為基礎的中值公式計算
    15.4.2  圖像離散的中值公式計算
  15.5  經典HOrn-SChunck魯棒性ポ函數光流估計
  15.6  離散中值濾波高階TV模型的計算
    15.6.1  ポ函數光流估計的全變差中值濾波離散方程
    15.6.2  階梯效應的消除
    15.6.3  改進的ポ函數光流估計與中值公式的計算
    15.6.4  對高階項模型的改進方式
  15.7  實驗結論與數值計算
  參考文獻

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