field2的用法

1、MatLab聲場仿真軟件工具聲場仿真軟件工具Field II在在醫(yī)學(xué)超聲儀器研究中的應(yīng)用醫(yī)學(xué)超聲儀器研究中的應(yīng)用 Field II是一個基于線性聲學(xué)，能仿真超聲探頭所發(fā)出的聲場以及探頭接收聲場轉(zhuǎn)化電信號成為圖像的過程的一款工具包。開發(fā)者為丹麥理工大學(xué)（Technical University of Demark）的J.A.延森（Jorgen Arendt Jenson）。該程序能夠模擬各種不同超聲換能器在以脈沖或者連續(xù)波工作方式下的脈沖發(fā)射和回波的情況。同時可以模擬出與人體組織真實圖像一樣的線性圖像。也就是說仿真所有類型的超聲換能器和相關(guān)圖像，也可以動態(tài)控制換能器的聚焦和變跡，所以，F(xiàn)ield

2、II 可以仿真所有類型的超聲成像系統(tǒng)。而且，最新版本還可用于合成孔徑成像。使用方法使用方法 將軟件包解壓到相應(yīng)文件夾中，打開Matlab,設(shè)置工作路徑（path）為Field II的根目錄，使用之前要對軟件初始化，在matlab中輸入field_init命令，稍等片刻，待系統(tǒng)提示已完成初始化，即可調(diào)用Field II庫中的函數(shù)。所有函數(shù)命令可以分為四類：通用命令、換能器命令、陣元控制命令陣元控制命令、聲場計算命令。換能器命令都是以xdc_開頭，陣元控制命令都是以ele_開頭，聲場計算命令都是以calc_開頭，很好區(qū)分。MATLAB過程描述過程描述函數(shù)名函數(shù)名作用作用field_debug調(diào)試初

3、始化field_end終止Field II軟件系統(tǒng)并釋放內(nèi)存field_guide顯示Field II用戶手冊（pdf文檔）field_info顯示Field II軟件系統(tǒng)信息field_init初始化Field II軟件系統(tǒng)set_sampling設(shè)置系統(tǒng)采樣頻率set_field設(shè)置程序不同仿真參數(shù)通用命令（通用命令（General commands）換能器命令（換能器命令（Transducer commands）函數(shù)名函數(shù)名作用作用xdc_apodization創(chuàng)建一個換能器孔徑的變跡時間線xdc_baffle設(shè)置孔徑的背襯條件xdc_center_focus設(shè)置動態(tài)聚焦線的原點xdc_

4、concave定義凹型孔徑xdc_convert將矩形描述轉(zhuǎn)換為三角形描述xdc_convex_array創(chuàng)建凸型陣列換能器xdc_convex_focused_array創(chuàng)建垂直聚焦凸型陣列換能器xdc_convex_focused_multirow創(chuàng)建垂直聚焦的凸型多行換能器xdc_dynamic_focus采用動態(tài)孔徑聚焦xdc_excitation設(shè)置孔徑的激勵脈沖函數(shù)名函數(shù)名作用作用xdc_focus創(chuàng)建孔徑的聚焦時間線xdc_focused_array創(chuàng)建垂直方向聚焦的線陣換能器xdc_focused_multirow創(chuàng)建一個垂直方向聚焦的多行線陣換能器xdc_focused_ti

5、mes創(chuàng)建用戶定義延遲時間的孔徑聚焦時間線xdc_free釋放孔徑占用內(nèi)存xdc_get獲得孔徑信息xdc_impulse設(shè)置孔徑的脈沖響應(yīng)xdc_linear_array創(chuàng)建一個線陣換能器xdc_linear_multirow創(chuàng)建一個多行線陣換能器xdc_lines創(chuàng)建一個由線定義的孔徑xdc_piston定義一個圓形扁平孔徑xdc_quantization量化相位延遲xdc_rectangles創(chuàng)建由矩形組成的孔徑xdc_show顯示孔徑信息xdc_times_focus創(chuàng)建一個由用戶定義延時值的孔徑聚焦時間線xdc_triangles設(shè)置一個包含三角形陣元的多元孔徑xdc_2d_arra

6、y創(chuàng)建2D陣列換能器返回陣元控制命令陣元控制命令（Element manipulation commands）函數(shù)名函數(shù)名作用作用ele_apodization設(shè)置單個模型陣元的變跡ele_delay設(shè)置單個模型陣元的延遲ele_waveform設(shè)置單個物理陣元的波形聲場計算命令聲場計算命令（Field calculation commands）函數(shù)名函數(shù)名作用作用calc_h計算空間脈沖響應(yīng)calc_hhp計算脈沖回聲場calc_hp計算發(fā)射聲場calc_scat計算散射粒子集的接收信號calc_scat_all計算孔徑中所有發(fā)射、接收陣元的散射粒子集的接收信號calc_scat_multi

7、計算孔徑中所有陣元的散射粒子集的接收信號聲場初始化過程聲場初始化過程 field_init 作用：對Field II軟件系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置，是調(diào)用該系統(tǒng)的必須的第一步。 調(diào)用方法：field_init（縮寫值） 輸入：縮寫值，輸入0可以抑制初始聲場屏幕的顯示。如果輸入-1，沒有ACII碼輸出，如果設(shè)置了field_debug過程，則將會顯示調(diào)試信息和錯誤信息。 輸出：無 程序初始化時默認(rèn)采用矩形描述孔徑，所有的參數(shù)值可以通過set_field過程改變。 field_end 作用：終止Field II軟件系統(tǒng)并釋放內(nèi)存 調(diào)用方法：field_end 輸入：無 輸出：無 如果調(diào)用了field_in

8、it過程，則程序會采用下表列出的初始值：聲場初始值聲場初始值表5.5變量變量代表意義代表意義取值取值c聲速1540m/sfs采樣頻率100.106Hzshow_time是否顯示計算時間1（是）debug是否顯示調(diào)試信息0（否）use_att是否考慮衰減0（否）att非頻率依賴性衰減0.0dB/mfreq_att中心頻率對應(yīng)的頻率依賴性衰減0.0dB/m Hzatt_f0中心頻率衰減Hzuse_rectangles是否采用矩形描述孔徑1（是）use_triangles是否采用三角形描述孔徑0（否）use_lines是否采用線條描述孔徑0（否）no_ascii_output是否輸出ASCII碼0（

9、否）fast_integration是否使用邊界線條和三角形的快速積分0（否 set_sampling 作用：設(shè)置系統(tǒng)的采樣頻率，注意：所有孔徑采用的脈沖都必須重置采樣頻率！ 調(diào)用方法：set_sampling（fs） 輸入：fs，新的采樣頻率 輸出：無 7. set_field 作用：設(shè)置仿真程序的不同參數(shù)（見表5.5） 調(diào)用方法：set_field（option_name, value） 輸入：表5.5中參數(shù) 輸出：無例一：計算凹型換能器的點擴展函數(shù) 在例1當(dāng)中用到fieldII軟件當(dāng)中的函數(shù)： xdc_concave（定義凹型孔徑） xdc_impulse（設(shè)置孔徑的脈沖響應(yīng)） xdc_

10、excitation（設(shè)置孔徑的激勵脈沖） xdc_free（釋放孔徑占用內(nèi)存）例一例二：計算多幅點擴展函數(shù)，主要觀察聚焦和聲學(xué)變跡的效果 在例2當(dāng)中用到fieldII軟件當(dāng)中的函數(shù)： xdc_linear_array（創(chuàng)建一個線陣換能器） xdc_show（顯示孔徑信息） xdc_impulse（設(shè)置孔徑的脈沖響應(yīng)） xdc_excitation（設(shè)置孔徑的激勵脈沖） 先運行主函數(shù)pnt_img.m，調(diào)用其它函數(shù)如pts_pha.m生成不同的聚焦和變跡方案。例二：計算多幅點擴展函數(shù)，主要觀察聚焦和聲學(xué)變跡的效果不同聚焦效果不同變跡效果例三：仿真胎兒與心臟數(shù)據(jù).計算沿聲軸的強度分布 在例3當(dāng)中

11、用到fieldII軟件當(dāng)中的函數(shù)： set_sampling（設(shè)置系統(tǒng)采樣頻率） set_field（設(shè)置程序不同仿真參數(shù)） xdc_linear_array（創(chuàng)建一個線陣換能器） xdc_focused_array（創(chuàng)建垂直方向聚焦的線陣換能器） xdc_excitation（設(shè)置孔徑的激勵脈沖） xdc_impulse（設(shè)置孔徑的脈沖響應(yīng)） xdc_free（釋放孔徑占用內(nèi)存）例三：仿真胎兒與心臟數(shù)據(jù).計算沿聲軸的強度分布例四：計算線性陣列仿體圖像 在例4當(dāng)中用到fieldII軟件當(dāng)中的函數(shù)： xdc_linear_array（創(chuàng)建一個線陣換能器） xdc_impulse（設(shè)置孔徑的脈沖響

12、應(yīng)） xdc_excitation（設(shè)置孔徑的激勵脈沖） xdc_focus（創(chuàng)建孔徑的聚焦時間線） xdc_center_focus（設(shè)置動態(tài)聚焦線的原點） xdc_apodization（創(chuàng)建一個換能器孔徑的變跡時間線） xdc_free（釋放孔徑占用內(nèi)存） 第一步：先運行mk_pht.m，生成仿體數(shù)據(jù)。第二步：運行sim_img.m，生成50條聲線數(shù)據(jù)。第三步：運行make_image.m，顯示生成的圖像。例四：計算線性陣列仿體圖像例五：腎臟圖像仿真 在例5當(dāng)中用到fieldII軟件當(dāng)中的函數(shù)： set_sampling（設(shè)置系統(tǒng)采樣頻率） set_field（設(shè)置程序不同仿真參數(shù)） x

13、dc_linear_array（創(chuàng)建一個線陣換能器） xdc_impulse（設(shè)置孔徑的脈沖響應(yīng)） xdc_excitation（設(shè)置孔徑的激勵脈沖） xdc_apodization（創(chuàng)建一個換能器孔徑的變跡時間線） xdc_focus（創(chuàng)建孔徑的聚焦時間線） xdc_free（釋放孔徑占用內(nèi)存） 第一步：運行make_scatterers.m，程序會調(diào)用human_kidney-_phantom.m，生成仿體數(shù)據(jù)。第二步：運行sim_kidney.m，對每條聲線進(jìn)行變跡和插值。第三步：運行make_polar.m顯示圖像。例五：腎臟圖像仿真例六：胎兒圖像仿真 在例6當(dāng)中用到fieldII軟件當(dāng)中的函數(shù)： set_sampling（設(shè)置系統(tǒng)采樣頻率） xdc_linear_array（創(chuàng)建一個線陣換能器） xdc_impulse（設(shè)置孔徑的脈沖響應(yīng)） xdc_excitation（設(shè)置孔徑的激勵脈沖） xdc_apodization（創(chuàng)建一個換能器孔徑的變跡時間線） xdc_focus（創(chuàng)建孔徑的聚焦時間線） xdc_fre