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mh-skjelvareid / synaptus

版本1.0.0.0 (86.1 MB) 马丁Skjelvareid
合成孔径超声成像的Matlab/Octave工具箱

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更新2022年3月28日

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SYNAPTUS -一个Matlab/Octave工具箱合成孔径超声成像
这个工具箱最初是由Martin H. Skjelvareid编写的,是他作为博士候选人工作期间开发的算法的集合(请参阅“docs”文件夹中的博士论文)。与许多事情一样,当涉及到合成孔径算法的实际实现时,“细节决定成败”。该工具箱旨在帮助该领域的新手,并希望实现已发布的算法。工具箱中包含的数据集有望在开发类似测量几何的新算法时有用。工具箱还可以表示一组参考方法,新算法可以与这些方法进行比较。

工具箱的名称是“合成孔径超声”的缩写。

算法
该算法主要研究超声数据的傅立叶域合成孔径处理。傅里叶域处理在合成孔径雷达和声纳中非常常见,但在超声领域,时域“延迟和”方法仍占主导地位。通过傅里叶域处理,可以在空间和时间上外推采样的脉冲回波波场(“波场迁移”)。这种方法的一个主要优点是可以很容易地在不同波速的介质之间推断波场,从而实现多层成像(与浸没超声成像非常相关)。

相移迁移(PSM)算法通过小步迁移记录的波场,并在每个深度(使用“爆炸反射器模型”)创建聚焦图像线/平面来工作。从处理的角度来看,这种方法并不是最优的,因为每一步都必须将完整的波场频谱矩阵与相位因子矩阵相乘。但是,由于矩阵乘法在Matlab/Octave中运算速度非常快,因此该方法在实际应用中是相当快的。

MULOK算法是被称为Stolt迁移、omega-k聚焦、f-k聚焦等方法的多层版本(同一种方法存在多个名称)。在PSM中使用的波场外推也用于MULOK中,以外推具有不同波速的层之间的波场。然而,每一层都是通过波场频谱的重新采样“同时”聚焦的。这通常是一种相当高效的方法,但实际性能在很大程度上取决于所使用的插值方法的效率(Octave/Matlab中interp1函数的线性插值模式只有中等速度)。

CPSM算法是PSM算法对圆柱形成像几何(换能器从圆柱形扫描表面指向外)的适应。波动方程万博 尤文图斯在圆柱几何中的解是汉克尔函数。这些可以用来推断波场,但通常计算起来非常耗时。该算法还包括两个近似但速度快得多的替代传递函数。

组织
工具箱被组织成以下文件夹:
'core'包含合成光圈聚焦功能。每个文件代表一个单独的算法。
-“datasets”包含。mat格式的数据集,用于测试/演示算法
'test'包含算法的测试脚本
-“misc”包含各种用于帮助处理和绘制结果的函数。
“learn”包含工具箱中(一些)算法的简化版本,在中间步骤中有额外的数据图,以帮助理解。
-“文档”包含相关文档(博士论文++)

贡献
欢迎对工具箱做出贡献;Bug报告、修改建议、新算法——任何你认为相关的东西。

ACKOWLEDGEMENTS:
1.0.0版本,2016年1月发布:
-工具箱的主要元素是由m.h. Skjelvareid开发的,他是挪威特罗姆瑟Breivoll Inspection Technologies (BIT)的工业博士。这项工作由BIT和挪威研究委员会提供同等部分的资金。
- M. H. Skjelvareid非常感谢Tomas Olofsson,他向他介绍了相移迁移,并与他合作了多篇出版物,感谢Yngve Birkelund和Yngvar Larsen,他们是他的博士导师和合著者。

引用作为

Martin Skjelvareid(2022)。mh-skjelvareid / synaptusGitHub (https://github.com/mh-skjelvareid/synaptus)。检索

MATLAB版本兼容性
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