基于MATLAB的超声波信号仿真与B模式成像系统

资 源 简 介

该项目利用MATLAB模拟超声波从发射到接收的全物理过程，支持自定义介质声速与衰减参数，通过数值仿真生成虚拟探测信号并实现B模式超声成像，适用于超声原理教学与成像算法研究。

详 情 说 明

超声波信号仿真与成像系统

项目介绍

本项目是一个用于模拟超声波物理过程并进行成像的数值仿真系统。系统基于物理原理，模拟超声波从发射、在介质中传播、遇到目标反射，再到被接收的全过程。通过有限差分法和射线追踪算法，计算超声波在非均匀介质中的传播特性，并最终合成B模式超声图像，为超声成像算法的研究、教学和系统性能评估提供仿真工具。

功能特性

• 物理过程仿真：完整模拟超声波的发射、传播、反射及接收过程。
• 参数化建模：支持自定义介质声学参数（声速、密度、衰减系数）、探头发射参数（频率、带宽）和扫描配置。
• 数值模拟方法：采用有限差分法进行精确的声波传播数值模拟。
• 回波信号合成：结合射线追踪算法，模拟目标反射并合成接收换能器收到的射频信号。
• B超图像生成：对射频信号进行包络检测、对数压缩等处理，通过扫描转换生成二维灰度超声图像。
• 声场可视化：可输出显示超声波在介质中传播的瞬态声场分布图。

使用方法

1. 准备输入参数：根据需要仿真的场景，配置介质参数矩阵、探头发射参数、扫描配置和目标模型。
2. 运行主程序：执行系统主程序，启动仿真流程。
3. 获取输出结果：仿真完成后，系统将生成射频信号、包络信号、B超图像和声场分布图等结果，可供后续分析和可视化。

系统要求

• 操作系统: Windows / Linux / macOS
• 软件环境: MATLAB (推荐 R2018a 或更高版本)

文件说明

项目主入口文件集成了系统的核心功能流程，主要承担整个仿真任务的调度与执行。其功能包括：初始化仿真环境与参数设置、调用有限差分求解器计算声波场、运行射线追踪模块合成回波信号、对信号进行包络提取与成像处理以生成B超图像，并最终对关键结果进行可视化展示。