متن کامل خبر


 
جلسه دفاع از پایان‏ نامه: علی محدث دیلمی، گروه مهندسی پزشکی

خلاصه خبر: شکل دهی پرتو وفقی با پیچیدگی محاسباتی کم در تصویربرداری فراصوت پزشکی

  • عنوان: شکل دهی پرتو وفقی با پیچیدگی محاسباتی کم در تصویربرداری فراصوت پزشکی
  • ارائه‌کننده: علی محدث دیلمی
  • استاد راهنما: دکتر بابک محمدزاده اصل
  • استاد ناظر داخلی اول: دکتر احمدرضا شرافت، دکتر علی محلوجی فر
  • استاد ناظر خارجی اول: دکتر حمید ابریشمی مقدم (دانشگاه خواجه نصیر)، دکتر حمید بهنام ( دانشگاه علم و صنعت ایران)
  • مکان: ساختمان دانشکده برق و کامپیوتر، طبقه چهارم، اتاق شورا
  • تاریخ: 96/06/28
  • ساعت: 8:30

چکیده: شکل‌دهنده‌های پرتو وفقی، با تکنیک‌های پردازش سیگنال‌های آرایه‌ای، امکان بهبود کیفیت تصاویر فراصوت پزشکی از نقطه نظر رزولوشن و کنتراست را میسر می‌کنند. یکی از اصلی‌ترین شکل‌دهنده‌های پرتو وفقی که در حوزه تصویربرداری فراصوت پزشکی مورد توجه است، شکل‌دهنده پرتو مینیمم واریانس است. این شکل‌دهنده پرتو، توان سیگنال خروجی را با فرض اینکه سیگنال مطلوب دستخوش تغییری نشود، کاهش می‌دهد و در نتیجه توان سیگنال به توان تداخلات بعلاوه نویز افزایش می‌یابد و کیفیت تصویر بهبود می‌یابد. این دست آوردها بدون اعمال هزینه‌های جانبی دیگر است و تنها تکنیک‌های پردازش سیگنال‌های آرایه‌ای، بدون اینکه هیچ تغییری در سخت‌افزارهای به کار رفته ایجاد شود، مد نظر قرار گرفته است. مشکل اصلی میزان محاسبات لازم برای محاسبه بردار وزن در شکل‌دهنده پرتو مینیمم واریانس است. در حالی که شکل‌دهنده پرتو تأخیر و حاصل‌جمع که متداول‌ترین شکل‌دهنده پرتو غیر وفقی است، سیگنال‌ها را بعد از اعمال تأخیرهای مناسب تنها در یک بردار وزن ثابت ضرب و سپس جمع می‌کند، مینیمم واریانس باید ماتریس کوواریانس سیگنال‌های دریافت شده را تخمین زده و برای محاسبه بردار وزن، معکوس آن را نیز محاسبه کند که این امر بار محاسباتی زیادی به دنبال خواهد داشت. این امر امکان پیاده سازی‌های عملی شکل‌دهنده پرتو مینیمم واریانس را با محدودیت‌های جدی روبرو می‌کند. چرا که برای پیاده سازی یک چنین الگوریتمی، یا باید از سخت‌افزارهای گران استفاده کرد، یا داده‌ها را به صورت آفلاین تحلیل کرده و تصویر ساخت که هر دوی این‌ها مغایر با ویژگی‌ اصلی تصویربرداری فراصوت که ارزانی و بلادرنگ بودن است، می‌باشند. در این رساله، چهار روش برای نیل به هدف مطرح شده پیشنهاد شده است. در ابتدا پیشنهاد شد که از آنجا که بار اصلی محاسبات بر روی تخمین و محاسبه معکوس ماتریس کوواریانس است، با کاهش ابعاد ماتریس کوواریانس، از میزان محاسبات لازم کاسته شود. در ادامه و در روش دوم، پیشنهاد شد که کاهش ابعاد بر روی سیگنال‌های دریافت شده و پیش از محاسبه ماتریس کوواریانس با نگاشت سیگنال‌ها به فضایی با ابعاد پایین‌تر اعمال شود. در ادامه و در روش سوم از تکنیک بیان شده در روش دوم به همراه یک ساختار متفاوت برای شکل‌دهنده پرتو مینیمم واریانس، شکل‌دهنده پرتویی پیشنهاد شد که علاوه بر اینکه میزان محاسبات آن بسیار کم است، می تواند رزولوشن آن را نیز در حدود 6 برابر بهبود ببخشد. در روش چهارم از تکنیک مینیمم واریانس تکراری استفاده شده است. به این ترتیب که از آنجا که تغییرات سیگنال دریافت شده در نقاط تصویر سازی نزدیک به یکدیگر زیاد نیست به جای حل مستقیم مسئله بهینه سازی، بردار وزن به صورت تکراری از روی بردار وزن بدست آمده از نقطه قبلی و همین طور سیگنال دریافت شده از آن نقطه به صورت تکراری محاسبه می‌شود.
 

25 شهریور 1396 / تعداد نمایش : 249