Application of adaptive postfilters to minimum variance and eigenspace beamformers for ultrasound imaging using the plane wave technique
| Autor: | Ribas, Felipe Meira |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Maia, Joaquim Miguel, Valente, Solivan Arantes, Zimbico, Acacio Jose, Assef, Amauri Amorin |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2021 |
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| Zdroj: | Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) instacron:UTFPR |
| Popis: | Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná Recentemente, novos métodos de beamformers adaptativos usando a técnica de ondas planas foram propostos por diversos autores com o intuito de melhorar a qualidade das imagens médicas formadas por ultrassom. Muitos desses métodos, apesar de promissores, são relativamente novos tendo espaço para novos estudos e desenvolvimento. O objetivo principal deste trabalho foi de combinar os beamformers Mínima Variância Generalized Sidelobe Canceller (MVGSC) e Eigenspace-based Generalized Sidelobe Canceller (EBGSC) com os pós-filtros adaptativos Frost, Frost Modificado, Gamma Map, Lee, Kuan e suas formas aprimoradas para melhorar a qualidade das imagens de ultrassom utilizando ondas planas. Todos os dados simulados para o desenvolvimento deste trabalho foram obtidos do site Plane Wave Challenge in Medical Ultrasound Imaging. Os resultados foram comparados com o método de Delay-and-Sum, por ser o mais difundido e com os próprios beamformers sem a utilização dos filtros. Os métodos MVGSC-Frost e EBGSC-Frost se destacaram em relação ao contraste tendo um desempenho superior aos outros métodos, porém gerando imagens menos precisas. O MVGSC-Frost Modificado e EBGSC-Frost Modificado apresentaram desempenho similar em relação ao contraste quando comparado aos métodos MVGSC e EBGSC, destacando-se desses métodos em relação contraste/ruído e resolução. O pós-filtro Frost Aprimorado aliado às técnicas de beamformer gerou ruído indesejado nas imagens, mostrandose não promissor. Os métodos MVGSC-Gamma MAP, MVGSC-Kuan, MVGSC-Kuan Aprimorado, MVGSC-Lee, MVGSC-Lee Aprimorado, EBGSC-Gamma MAP, EBGSC-Kuan, EBGSC-Kuan Aprimorado, EBGSC-Lee e EBGSC-Lee Aprimorado se mostraram promissores para a formação de imagens de ultrassom por diminuírem o ruído nas imagens. Alguns dos métodos aplicados neste trabalho ajudaram a melhorar as imagens médicas de ultrassom, com destaque as técnicas MVGSC-Frost, EBGSC-Frost, MVGSC-Frost Modificado e EBGSC-Frost Modificado que geraram imagens com alto contraste utilizando menos recurso computacional. Recently, new adaptive beamformers methods using the plane wave technique have been proposed by several authors in order to improve the quality of medical images formed by ultrasound. Many of these methods, although promising, are relatively new and have room for further studies and development. The main objective of this work was to combine the Minimum Variance Generalized Sidelobe Canceller (MVGSC) and Eigenspace Generalized Sidelobe Canceller (EBGSC) beamformers with the adaptive post-filters Frost, Modified Frost, Gamma Map, Lee, Kuan and their updated shapes to improve the quality of ultrasound images using flat. All simulated data for the development of this work were obtained from the Plane Wave Challenge in Medical Ultrasound Imaging website. The results were compared with the Delayand-Sum method, as it is the most widespread, and with the beamformers themselves without the use of filters. The MVGSC-Frost and EBGSC-Frost methods stood out in relation to contrast, having a better performance than the other methods, but generating less accurate images. The modified MVGSC-Frost and modified EBGSC-Frost performed similarly in relation to contrast when compared to the MVGSC and EBGSC methods, with these methods standing out in relation to contrast/noise and resolution. The Enhanced Frost post-filter combined with beamformer techniques generated unwanted noise in the images, proving to be unpromising. The MVGSC-Gamma MAP, MVGSC-Kuan, Enhanced MVGSC-Kuan, MVGSC-Lee, Enhanced MVGSC-Lee, EBGSC-Gamma MAP, EBGSC-Kuan, Enhanced EBGSC-Kuan, Enhanced EBGSC-Lee for EBGSC-Lee methods the formation of ultrasound images by decreasing the noise in the images. Some of the methods in this work helped to improve medical ultrasound images, with emphasis on the techniques MVGSC-Frost, EBGSCFrost, Modified MVGSC-Frost and Modified EBGSC-Frost that generated images with high contrast using less computational resources. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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