超声零差K分布模型仿真研究

摘要：

目的 零差K分布模型是最具有物理意义的超声背向散射信号包络统计分布模型,主要参数包括k(相干散射与弥漫散射的比值)和μ(有效散射子个数),但目前尚缺乏k、μ参数估计算法的系统对比研究,本文系统阐述零差K模型及其参数估算方法,并通过计算机仿真对比研究各类估算算法的性能.方法 利用蒙特卡洛仿真产生独立同分布的超声背向散射信号包络样本,利用零差K模型参数估算算法对k和μ参数进行估计,包括偶数阶矩法(Dutt-Greenleaf法和Prager-Berman法)、小数阶矩法、RSK法和XU统计法;最后,进行10组仿真实验,每组进行1000次仿真,对比分析各类估计算法的性能,包括排除次数、估算误差和运行时间等参数.结果 Dutt-Greenleaf法、Prager-Berman法、小数阶矩法、RSK法和XU统计法的平均排除次数分别为474、915、672、0、0;参数k平均估算误差分别为31.2％、55.8％、122.2％、12.8％、20.6％;参数μ平均估算误差分别为23.2％、41.9％、16.3％、6.8％、3.0％;平均运行时间分别为0.72 s、0.85 s、1.38 s、298.34 s、109.53 s.结论 在零差K分布模型参数估计方法中,(1)Dutt-Greenleaf法、Prager-Berman法和小数阶矩法的排除次数较高,RSK法和XU统计法基本无排除;(2)RSK法的k平均估算误差最小,XU统计法的 μ 平均估算误差最小;(3)Dutt-Greenleaf法、Prager-Berman法、小数阶矩法的平均运行时间远少于RSK法和XU统计法.

关键词：零差K分布模型、参数估计、超声背向散射信号、包络统计、蒙特卡洛仿真

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分类号：R318.6;TP391(医用一般科学)

资助基金：北京市自然科学基金4184081;朝阳区博士后科研经费2017ZZ-01-03;北京工业大学基础研究基金

在线出版日期：2019-06-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：119-125