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《數字超聲成像原理和架構體系設計》在超聲成像的硬件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傳感器、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。
《數字超聲成像原理和架構體系設計》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。本書由何為、王平、羅曉華著。
《數字超聲成像原理和架構體系設計》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。本書由何為、王平、羅曉華著。
名人/編輯推薦
《數字超聲成像原理和架構體系設計》在作者多年對數字超聲成像技術較為全面的研究基礎上，總結了作者在寬頻帶傳感器、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碼等編碼技術的應用，以及對組織彈性成像、合成孔徑成像、波束形成技術等方面的研究內容，力求全面描述發展迅速的數字超聲成像的理論與實際設計方法。本書還提供了大量實例和電路供讀者參考。本書由何為、王平、羅曉華著。
目次
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8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高速采樣的AD轉換
2.4時問增益控制
2.5超聲成像質量的評價標準
2.5.t軸向分辨率
2.5.2橫向分辨率
2.5.3對比度
2.5.4時間分辨率
2.5.5動態范圍
參考文獻
第3章數字超聲硬件系統的設計與研究
3.1數字8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收發交叉掃查方法
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絡
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接收整序網絡
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聲場分布的計算
4.2.3凸陣探頭的仿真
4.2.4超聲圖像的仿真
4.3動態聚焦的工程實現方法
4.4非均勻采樣法動態聚焦
4.5均勻采樣內插法動態聚焦
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逐點聚焦算法的FPGA實現
4.5.4改進聚焦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動態孑L徑的優點
4.8.2動態孔徑的原理及實現算法
4.8.3仿真成像
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 Geabm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章基于虛擬陣元的超聲成像雙聚焦波束合成
7.1基于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仿真結果及討論
參考文獻
第8章 自適應波束合成算法
8.1標準的最小方差波束合成算法
8.2穩健的自適應加權波束合成算法
8.2.1對角加載法
8.2.2空間平滑法
8.2.3特征空間法
8.2.4廣義相干系數
8.3最小方差波束合成與基于最小方差相干系數融合的超聲成像方法
8.4基于特征空間的前后向最小方差波束合成
8.5仿真結果及討論
8.5.1傳統延時疊加成像
8.5.2最小方差波束合成與基于最小方差相干系數融合的成像
8.5.3基于特征空間的前后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匹配濾波器與脈沖壓縮
9.3基于Chirp碼與自適應加權的魯棒超聲雙聚焦波束合成
9.4仿真結果及討論
參考文獻
第l0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分時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超聲硬件系統設計的噪聲問題
10.2.1超聲硬件拓撲結構布局問題
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噪聲問題
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Al）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串行接口
10.4.1 AFE5805的I.VDS數據連接
10.4.2 1.VDS數據線的匹配設計
10.4.3 LVDS數據的串行接收
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
第12章聲波與聲子晶體
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
第14章NCB正則化Lanczos超聲反卷積大規模逆成像
第15章基于光流的超聲心動圖心肌運動與變形分析
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8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高速采樣的AD轉換
2.4時問增益控制
2.5超聲成像質量的評價標準
2.5.t軸向分辨率
2.5.2橫向分辨率
2.5.3對比度
2.5.4時間分辨率
2.5.5動態范圍
參考文獻
第3章數字超聲硬件系統的設計與研究
3.1數字8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收發交叉掃查方法
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絡
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接收整序網絡
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聲場分布的計算
4.2.3凸陣探頭的仿真
4.2.4超聲圖像的仿真
4.3動態聚焦的工程實現方法
4.4非均勻采樣法動態聚焦
4.5均勻采樣內插法動態聚焦
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逐點聚焦算法的FPGA實現
4.5.4改進聚焦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動態孑L徑的優點
4.8.2動態孔徑的原理及實現算法
4.8.3仿真成像
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 Geabm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章基于虛擬陣元的超聲成像雙聚焦波束合成
7.1基于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仿真結果及討論
參考文獻
第8章 自適應波束合成算法
8.1標準的最小方差波束合成算法
8.2穩健的自適應加權波束合成算法
8.2.1對角加載法
8.2.2空間平滑法
8.2.3特征空間法
8.2.4廣義相干系數
8.3最小方差波束合成與基于最小方差相干系數融合的超聲成像方法
8.4基于特征空間的前后向最小方差波束合成
8.5仿真結果及討論
8.5.1傳統延時疊加成像
8.5.2最小方差波束合成與基于最小方差相干系數融合的成像
8.5.3基于特征空間的前后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匹配濾波器與脈沖壓縮
9.3基于Chirp碼與自適應加權的魯棒超聲雙聚焦波束合成
9.4仿真結果及討論
參考文獻
第l0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分時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超聲硬件系統設計的噪聲問題
10.2.1超聲硬件拓撲結構布局問題
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噪聲問題
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Al）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串行接口
10.4.1 AFE5805的I.VDS數據連接
10.4.2 1.VDS數據線的匹配設計
10.4.3 LVDS數據的串行接收
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
第12章聲波與聲子晶體
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
第14章NCB正則化Lanczos超聲反卷積大規模逆成像
第15章基于光流的超聲心動圖心肌運動與變形分析
書摘/試閱
需要指出的是：采用數字正交解調法進行包絡檢測，在求模運算之前的信號LPF[Z（t）]包含了彩超成像所需要的血流信息，這就是數字彩超為什么需要采用數字正交計算包絡的原因所在。
從圖5.11中可以看出，取模運算需要對實部、虛部分別進行平方求和運算，然后是開方。平方運算通過乘法器易于實現，開方運算相對來說比較麻煩，可以采用逐次逼近的方法進行開方運算，也可直接調用Quartus II中的altsqrt模塊進行開方運算。
5.3對數壓縮技術
當超聲回波信號經過包絡檢波之后，所得到的包絡信號具有較低的頻率，而過高的數據速率將導致大量重復冗余的數據，這時可以降低包絡信號數據的速率。一般來說，包絡信號的數據速率可以降低到5MHz左右，甚至更低。
因為超聲反射和折射的系數將在很大范圍內變化，可以達到50～60dB，所以超聲信號的幅度包絡線是不能直接進行顯示的，因為普通CRT顯示器的動態范圍只有24～40dB。目前超聲成像系統常用顯示器的顯像等級一般為E0，255]。因此，需要將包絡線原始的取值區間映射到超聲成像顯示器的顯像區間。使用對數壓縮方式可以有效加強非強聚焦區域反射回波信號的成像，圖5.14（a）、（b）分別為使用線性方式和對數壓縮方式下的超聲成像示意圖。圖5.14采用的是定點聚焦方式，發射和接收焦點為40mm深度，3個反射點深度依次為40mm、50mm、60mm。從圖5.14中可以明顯看出，使用對數壓縮后得到的超聲圖像雖然橫向分辨率有所降低，但整體效果優于線性方式。
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