field2的用法

1、MatLab聲場(chǎng)仿真軟件工具聲場(chǎng)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(gè)基于線性聲學(xué)，能仿真超聲探頭所發(fā)出的聲場(chǎng)以及探頭接收聲場(chǎng)轉(zhuǎn)化電信號(hào)成為圖像的過(guò)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(shí)可以模擬出與人體組織真實(shí)圖像一樣的線性圖像。也就是說(shuō)仿真所有類型的超聲換能器和相關(guān)圖像，也可以動(dòng)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(duì)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(kù)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(chǎng)計(jì)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(chǎng)計(jì)算命令都是以calc_開頭，很好區(qū)分。MATLAB過(guò)程描述過(guò)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(cè)（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(gè)換能器孔徑的變跡時(shí)間線xdc_baffle設(shè)置孔徑的背襯條件xdc_center_focus設(shè)置動(dòng)態(tài)聚焦線的原點(diǎn)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(dòng)態(tài)孔徑聚焦xdc_excitation設(shè)置孔徑的激勵(lì)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(shí)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(gè)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(shí)間的孔徑聚焦時(shí)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(gè)線陣換能器xdc_linear_multirow創(chuàng)建一個(gè)多行線陣換能器xdc_lines創(chuàng)建一個(gè)由線定義的孔徑xdc_piston定義一個(gè)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(gè)由用戶定義延時(shí)值的孔徑聚焦時(shí)間線xdc_triangles設(shè)置一個(gè)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(gè)模型陣元的變跡ele_delay設(shè)置單個(gè)模型陣元的延遲ele_waveform設(shè)置單個(gè)物理陣元的波形聲場(chǎng)計(jì)算命令聲場(chǎng)計(jì)算命令（Field calculation commands）函數(shù)名函數(shù)名作用作用calc_h計(jì)算空間脈沖響應(yīng)calc_hhp計(jì)算脈沖回聲場(chǎng)calc_hp計(jì)算發(fā)射聲場(chǎng)calc_scat計(jì)算散射粒子集的接收信號(hào)calc_scat_all計(jì)算孔徑中所有發(fā)射、接收陣元的散射粒子集的接收信號(hào)calc_scat_multi

7、計(jì)算孔徑中所有陣元的散射粒子集的接收信號(hào)聲場(chǎng)初始化過(guò)程聲場(chǎng)初始化過(guò)程 field_init 作用：對(duì)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(chǎng)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(guò)程，則將會(huì)顯示調(diào)試信息和錯(cuò)誤信息。 輸出：無(wú) 程序初始化時(shí)默認(rèn)采用矩形描述孔徑，所有的參數(shù)值可以通過(guò)set_field過(guò)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(wú) 輸出：無(wú) 如果調(diào)用了field_in

8、it過(guò)程，則程序會(huì)采用下表列出的初始值：聲場(chǎng)初始值聲場(chǎng)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(jì)算時(shí)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(duì)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(wú) 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(wú)例一：計(jì)算凹型換能器的點(diǎn)擴(kuò)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(lì)脈沖） xdc_free（釋放孔徑占用內(nèi)存）例一例二：計(jì)算多幅點(diǎn)擴(kuò)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(gè)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(lì)脈沖） 先運(yùn)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(jì)算多幅點(diǎn)擴(kuò)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(jì)算沿聲軸的強(qiáng)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(gè)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(lì)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(jì)算沿聲軸的強(qiáng)度分布例四：計(jì)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(gè)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(lì)脈沖） xdc_focus（創(chuàng)建孔徑的聚焦時(shí)間線） xdc_center_focus（設(shè)置動(dòng)態(tài)聚焦線的原點(diǎn)） xdc_apodization（創(chuàng)建一個(gè)換能器孔徑的變跡時(shí)間線） xdc_free（釋放孔徑占用內(nèi)存） 第一步：先運(yùn)行mk_pht.m，生成仿體數(shù)據(jù)。第二步：運(yùn)行sim_img.m，生成50條聲線數(shù)據(jù)。第三步：運(yùn)行make_image.m，顯示生成的圖像。例四：計(jì)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(gè)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(lì)脈沖） xdc_apodization（創(chuàng)建一個(gè)換能器孔徑的變跡時(shí)間線） xdc_focus（創(chuàng)建孔徑的聚焦時(shí)間線） xdc_free（釋放孔徑占用內(nèi)存） 第一步：運(yùn)行make_scatterers.m，程序會(huì)調(diào)用human_kidney-_phantom.m，生成仿體數(shù)據(jù)。第二步：運(yùn)行sim_kidney.m，對(duì)每條聲線進(jìn)行變跡和插值。第三步：運(yùn)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(gè)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(lì)脈沖） xdc_apodization（創(chuàng)建一個(gè)換能器孔徑的變跡時(shí)間線） xdc_focus（創(chuàng)建孔徑的聚焦時(shí)間線） xdc_fre