超声基础•散斑噪音(Speckle)

2021
06/17

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华斌的超声世界
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组织谐波成像是目前主流超声仪器都配备的基本功能和技术,这一技术对减少“散斑噪音”有十分可靠的价值。

       斑点噪音(Speckle noise)又翻译做散斑噪音。

       散斑实际上是一种波的干涉现象,散斑干涉是一种颗粒干涉,它固有地存在于有源雷达、合成孔径雷达、医学超声和光相干中,并降低了断层扫描图像的质量。

      实际上,绝大多数的物体表面或者说内部界面,在波长的尺度上都是极其粗糙的。激光、雷达和超声波等相干成像系统从这些结构获得的图像中,大量的散射体之间的信号波间就一定会相互发生干涉形象,进而必然会产生散斑。如果我们将反射率函数模型化为一组散射体,就可以看出这种现象的起因于干涉的影响。

      由于分辨率有限,我们在任何时候都会接收到分辨率单元内的大量分布的散射体的散射信号。这些散射信号相干相加,或者说它们根据每个散射波形的相对相位进行相加叠加和相消叠加。图像中就出现亮点和暗点不规则相间分布的信号,被称为“散斑噪声”。

     光线通过雾气所显示的景象,影影绰绰的,就可以看做气溶胶构成的散射界面对光的一种“散斑噪音”。

图1 雾与“散斑噪音”



     在超声成像中,散斑噪音广泛存在。肥胖患者的皮下脂肪中脂肪与间质构成的界面形成了大量强散射体,而且这些散射体的分布是极其不规则的,这些散射体会进而形成大量的“散斑噪音”,这也是我们在扫查肥胖患者时,后方图像总是感觉“雾蒙蒙”的基本原因。大量的小气泡也会产生类似的效果。


图2 肥胖患者的“散斑噪音”导致图像呈现为“舞蒙蒙”状。


      除了我们提到的余辉和帧平均处理后能够改善“散斑噪音”外,不同产商还提供了很多新的技术来减少“散斑噪音”对图像的干扰。这些技术涉及到到超声成像过程中声束形成、信号处理、图像处理等各个方面。组织谐波成像是目前主流超声仪器都配备的基本功能和技术,这一技术对减少“散斑噪音”有十分可靠的价值。

本文由作者自行上传,并且作者对本文图文涉及知识产权负全部责任。如有侵权请及时联系(邮箱:nanxingjun@hmkx.cn
关键词:
散射体,分辨率,噪音,超声,散斑

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