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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4945| Título: | Implementação de beamformer adaptativo combinado com generalized sidelobe canceler e filtros para geração de imagens de ultrassom com ondas planas |
| Título(s) alternativo(s): | Implementation of adaptive beamformer combined with generalized sidelobe canceler and filters for generating plane wave ultrasound images |
| Autor(es): | Neves, Larissa Comar |
| Orientador(es): | Maia, Joaquim Miguel |
| Palavras-chave: | Processamento de imagens - Técnicas digitais Diagnóstico por ultrassom Ultrassonografia Reconstrução de imagens Processamento de sinais Image processing - Digital techniques Diagnostic ultrasonic imaging Ultrasonic imaging Image reconstruction Signal processing |
| Data do documento: | 28-Fev-2020 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | NEVES, Larissa Comar. Implementação de beamformer adaptativo combinado com generalized sidelobe canceler e filtros para geração de imagens de ultrassom com ondas planas. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020. |
| Resumo: | Os métodos de beamformers adaptativos vieram para aprimorar os processamentos de imagens pelo método Delay and Sum (DAS), apresentando resultados positivos na melhora de resolução e contraste. Mesmo assim, o método de Mínima Variância (MV) tem muito a ser melhorado. Com isso, novas técnicas de beamformer adaptativo foram estudadas, uma delas é o Generalized Sidelobe Canceler (GSC) que pode melhorar consideravelmente a resolução lateral das imagens médicas de ultrassom, pois ajuda a reduzir os lóbulos secundários. Outra técnica é o beamformer Eigenspace baseado em Mínima Variância (EBMV), que é um beamformer adaptativo que pode suprimir grande parte do ruído e fornecer imagens com maior contraste e resolução em comparação com o método DAS e o método MV. Filtros também podem ser aplicados após o processamento de imagem a fim de reduzir sinais de speckle presentes nas imagens de ultrassom, como os filtros Wiener, Lee e Kuan. Neste trabalho foi combinado o método de beamformer adaptativo EBMV com Generalized Sidelobe Canceler (EBGSC) e filtros adaptativos para geração de imagens de ultrassom com ondas planas. Todos os dados in vivo, em phantom e simulados foram obtidos no site do Plane Wave Challenge in Medical Ultrasound Imaging (PICMUS). Os dados foram adquiridos usando um equipamento Verasonics Vantage 128 com um transdutor modelo L11-4v de 128 elementos. Os resultados foram comparados com os métodos bases DAS e MV. O método EBGSC-Kuan não apresentou grandes melhorias em relação às outras técnicas, já a técnica EBGSC-Lee, apresentou boas melhorias de contraste e redução de lóbulos laterais, sendo um indicativo para realizar mais pesquisas com esta técnica. O método EBGSC-Wiener foi o que apresentou melhores resultados nos aspectos de contraste, promovendo um aumento de 81% em relação ao método DAS e de 67% em relação ao método EBGSC. Também, apresentou redução de lóbulo lateral de 59,72 dB e 33,28 dB, comparado com as técnicas DAS e EBGSC. O método EBGSC-Wiener também foi o que apresentou melhor Razão de Distorção Geométrica (RDG), próxima de 1, o que representa menor distorção, sendo considerado uma boa opção para o processamento de imagens de ultrassom com ondas planas. |
| Abstract: | Adaptive beamformer methods have been improving image processing by the Delay and Sum (DAS) method, with increasing resolution and contrast. Even so, the Minimum Variance (MV) method has much to be improved. Thus, new adaptive beamformer techniques have been studied, one of which is Generalized Sidelobe Canceler (GSC) which can considerably improve the lateral resolution of the medical ultrasound images, but the image contrast is not satisfactory. Another technique is the beamformer Eigenspace based on Minimum Variance (EBMV), which is an adaptive beamformer that can suppress much of the noise and provide images with higher contrast and resolution compared to the DAS and the MV methods. Filters can also be applied after image processing to reduce speckle signals present in ultrasound images such as the Wiener, Lee and Kuan. In this work we combined the beamformer adaptive EBMV method with Generalized Sidelobe Canceler and adaptive filters for plane wave ultrasound imaging. All the simulated, in phantom and in vivo data were obtained from Plane Wave Challenge in Medical Ultrasound Imaging (PICMUS) website. The data were acquired using a Verasonics Vantage 128 equipment using a L11-4v 128 elements transducer. The results were compared with DAS and MV. The EBGSC-Kuan method did not show great improvements comparing to the other techniques, whereas the EBGSC-Lee technique, presented good improvements in contrast and reduction of lateral lobes, being an indication to carry out more research with this technique. The EBGSC-Wiener method showed the best improvements in contrast aspects, promoting an improvement of 81% in relation to the DAS method and 67% in relation to the EBGSC method. Also, it presented a reduction of lateral lobe of -59.72 dB and -33.28 dB, compared with DAS and EBGSC techniques, respectively. The EBGSC-Wiener method was the one that best presented Geometric Distortion Ratio (RDG), close to 1, which represents less distortion, being considered a good option to work in the plane wave ultrasound imaging. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4945 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial |
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