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近些年,自适应波束形成技术得到广泛研究,新技术层出不穷,为提高医学超声成像质量创造了新的可能性。其中,特征空间最小方差波束形成器(eigenspace-based minimum variance beamformer, ESBMV)拥有良好的成像分辨率与对比度,在医学超声成像中有较大的移植潜力。ESBMV波束形成器构造出两个相互正交的信号子空间与噪声子空间,通过将回波信号往信号子空间投影,可以降低噪声的能量,得到更准确的信号估计。然而,ESBMV波束形成器存在三个主要的缺点,限制了其实际应用。本论文针对特征空间最小方差波束形成器的这三个缺点进行了研究,并提出了三种改进的方法：1.针对ESBMV波束形成器相比最小方差波束形成器(minimum variance beamformer, MV)成像分辨率提升不明显的问题,提出了结合维纳后置滤波(Wiener postfilter)的ESBMV波束形成器。该方法通过Wiener后置波束系数优化波束形成器的输出结果,使波束形成器的输出能量更接近于真实信号能量。对于噪声较大的成像点,该方法可以大幅度抑制噪声影响,改善波束形成器成像质量。通过对点状散射子与吸声包囊进行成像实验,结果表明：该方法在基本不增加运算量的情况下,改善了ESBMV波束形成器成像分辨率与对比度。此外,通过不同声速误差下的点状散射子进行成像实验,结果表明：该方法对声速误差具有良好的鲁棒性。2.针对ESBMV波束形成器计算复杂度过高的问题,提出了波束域ESBMV波束形成器。该方法将阵元域信号转换为波束域信号,利用波束域信号代替阵元域信号进行波束形成。通过构造合适的转换方法,波束域信号可以实现能量的集中。通过保留高能量的部分波束进行波束形成,可以降低参与运算的协方差矩阵的维度,从而降低波束形成器的计算复杂度。通过对点状散射子与吸声包囊进行成像实验,结果表明：该方法可以在基本维持ESBMV波束形成器性能的前提下,大幅度降低波束形成器的运行时间。3.针对ESBMV波束形成器在强散射点附近出现“暗区”失真的问题,研究了特征值以及特征向量与导向矢量的相关性因素对波束形成器的输出影响,提出了目标识别ESBMV波束形成器。该方法改进了ESBMV波束形成器对信号子空间的构造方法,通过向传统的信号子空间中加入部分与导向矢量相关性大的特征向量,构造出更加准确的信号子空间。通过对点状散射子与吸声包囊进行成像实验,结果表明：该方法可以有效消除强散射子附近区域的“暗区”失真。