本发明专利技术实施例公开了一种多波束p次根压缩相干滤波波束合成方法及装置，所述方法包括：发射控制步骤：定点聚焦发射一次超声波；延时计算步骤：动态聚焦，多波束接收，延时计算得到多波束各通道的数据；相干因子计算步骤：依次计算每条波束的广义相干因子；第一次波束合成步骤：进行p次根号压缩波束合成运算得到第一次波束合成信号；带通滤波步骤：进行带通滤波；求积步骤：相干因子进行加权；重复步骤：重复发射控制步骤到求积步骤，得到一帧图像所需的多波束信号；第二次波束合成步骤：进行二次变迹，然后对多波束进行相干叠加得到第二次波束合成信号。本发明专利技术有效地提高了波束合成的质量，进而改善了图像的对比度分辨率、空间分辨率和帧率。帧率。帧率。
【技术实现步骤摘要】
多波束p次根压缩相干滤波波束合成方法及装置
[0001]本专利技术涉及超声成像
，尤其涉及一种多波束p次根压缩相干滤波波束合成方法及装置。
技术介绍
[0002]超声成像因其具有安全、实时、便携、无创及成本低等优势，被广泛应用于临床医学诊断。
[0003]超声成像图像质量与对比度分辨率、空间分辨率，帧率等相关，传统的延时叠加(DelayAnd Sum,DAS)波束合成，其所形成的波束具有较高的旁瓣和较宽的主瓣；而传统的变迹技术虽然可以降低旁瓣，但是却增大了主瓣的宽度，降低了图像的空间分辨率。虽然传统的技术简单易于实现，但并没有有效的改善图像的质量。
[0004]加权因子通常是利用幅度的相干性或相位的相干性构造的系数，并与信号进行加权平均，从而达到抑制旁瓣，加强主瓣的目的，例如利用幅度信息构造的相干因子(Coherence Factor,CF)，广义相干因子(Generalized Coherence Factor,GCF)，采用相位构造的相位相干因子(Phase Coherence Factor,PCF)，利用信号符号信息构造的符号相干因子(Sign Coherence Factor,SCF)等，但是采用相干因子的方法通常会产生伪像。一般都会帧率，横向分辨率，空间对比度三者较难同时兼得，平面波具有较高的帧率，相干复合可以提高对比度和分辨率，但破穿透力不足；多波束接收虽具有足够的穿透力，但旁瓣同样未有效的得到抑制，因此需要一种方法能同时兼顾帧率，横向分辨率和空间对比度。
[0005]目前，现有的相关技术如下：
[0006]《一种超声图像增强方法、装置和计算机设备》，申请人：青岛海信医疗设备股份有限公司。该专利首先获取每个成像点的相干系数用于调整该成像点的波束合成数据的增益的系数，相干系数采用CF、GCF、SCF、GSCF、STF其中一种计算法方式，然后根据相干系数确定每个成像点的像素值的置信度，并根据置信度，对所述超声图像进行增强处理。该方法更多的是通过后端图像增强的方法来改善图像质量。
[0007]《一种空时平滑相干因子类自适应超声成像方式》，申请人：华中科技大学，该专利是根据波束合成过程的接收信号，计算空时平滑相干因子类相干因子值，利用该相关因子值接收信号进行相干和加权处理，其中相干因子包含空时平滑相干因子(StS_CF),以及空时平滑符号相干因子(StS_SCF)，而相干加权采用最小方差(minimum variance,MV)的方法。该方法采用MV技术，计算相对复杂，实现困难。
[0008]《一种基于改进DMAS算法的超声平面波成像方法》，申请人：东北大学，该专利采用平面波，并融合了延时乘累加波束合成算法与广义相干系数。该专利虽然解决了平面波空间复合成像图像质量与成像与帧频不能兼得的问题，但是平面波穿透力不足。
[0009]《一种基于相位相干信息的自适应变迹方法》，申请人：无锡祥生医学影像有限责任公司，该专利利用希尔伯特变换和cordic算法获得波束合成过程中各通道的相位信息，结合自适应的方式获得各通道的动态加权值，对旁瓣和栅瓣进行抑制。该专利采用希尔伯
特变换和cordic运算处理各通道数据，获得相位信息，提高了波束合成的复杂度，运算较复杂。
[0010]《超声图像的相干滤波方法和装置》，申请人：通用电气公司，该专利是采用数据相关滤波来改善图像质量，根据接收信号的相干程度来区分活组织的种类，通过接收相干信号幅度的和与非相干的比值计算得到相干因子，并对相干因子进行空间滤波，减小斑点噪声的影响。该方法需要对硬件做改变。
[0011]《平面波相关点相干自适应波束合成成像方法》，申请人：西安交通大学，该方法联合平面波多角度复合成像、自适应波束合成、相关点影响下的最小方差无失真相应等技术，利用相关点和目标采样点的相对位置确定相干系数。同样具有穿透力不足，运算复杂度度高为问题。
[0012]《一种基于自适应加权的双聚焦波束合成方法》，申请书：重庆大学，该方法将幅度变迹技术、虚拟阵元技术、自适应加权方法引入到超声系统，结合动态聚焦技术，利用2次延时叠加实现自适应变加权双聚焦波束合成。
[0013]以上相关专利，均存在帧率、穿透力、横向分辨率和空间对比度不能兼得的问题。
技术实现思路
[0014]本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种多波束p次根压缩相干滤波波束合成方法及装置，以改善图像的对比度分辨率、空间分辨率和帧率。
[0015]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提出了一种多波束p次根压缩相干滤波波束合成方法，包括：
[0016]发射控制步骤：定点聚焦发射一次超声波；
[0017]延时计算步骤：进行动态聚焦并采用多波束接收，延时计算得到多波束各通道的数据其中，1≤n≤N，N为通道数，τ
n
为第n个阵元施加的延时，r/c为超声波从场点到传感器阵元坐标原点的传播时间，c是软组织平均声速，r为场点到传感器阵元的距离；
[0018]相干因子计算步骤：根据延时计算结果取得多波束的通道数据s(t)，依次计算每条波束的广义相干因子；
[0019]第一次波束合成步骤：对多波束的各个通道的数据s
n
(t)分别乘以汉宁窗变迹系数w
n
，然后进行p次根号压缩波束合成运算，得到各通道压缩和累加和结果y
p
_DAS(t)，再得到第一次波束合成信号y
p
_DAS；
[0020]带通滤波步骤：通过带通滤波器对y
p
_DAS信号进行带通滤波，得到y
p
_fDAS；
[0021]求积步骤：将y
p
_fDAS与相干因子进行加权得到y
p
_fDAS_GCF信号；
[0022]重复步骤：重复发射控制步骤到求积步骤，得到一帧图像所需的多波束信号；
[0023]第二次波束合成步骤：将y
p
_fDAS_GCF信号进行二次变迹，然后对多波束进行相干叠加得到第二次波束合成信号，输出第二次波束合成信号进行显示。
[0024]相应地，本专利技术实施例还提供了一种多波束p次根压缩相干滤波波束合成装置，包括：
[0025]发射控制模块：定点聚焦发射一次超声波；
[0026]延时计算模块：进行动态聚焦并采用多波束接收，延时计算得到多波束各通道的数据其中，1≤n≤N，N为通道数，τ
n
为第n个阵元施加的延时，r/c为超声波从场点到传感器阵元坐标原点的传播时间，c是软组织平均声速，r为场点到传感器阵元的距离；
[0027]相干因子计算模块：根据延时计算结果取得多波束的通道数据s(t)，依次计算每条波束的广义相干因子；
[0028]第一次波束合成模块：对多波束的各个通道的数据s
n
(t)分别乘以汉宁窗变迹系数w
n
，然后进行p次根号压缩波束合成运算，得到各通道压缩本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多波束p次根压缩相干滤波波束合成方法，其特征在于，包括：发射控制步骤：定点聚焦发射一次超声波；延时计算步骤：进行动态聚焦并采用多波束接收，延时计算得到多波束各通道的数据其中，1≤n≤N，N为通道数，τ
n
为第n个阵元施加的延时，r/c为超声波从场点到传感器阵元坐标原点的传播时间，c是软组织平均声速，r为场点到传感器阵元的距离；相干因子计算步骤：根据延时计算结果取得多波束的通道数据s(t)，依次计算每条波束的广义相干因子；第一次波束合成步骤：对多波束的各个通道的数据s
n
(t)分别乘以汉宁窗变迹系数w
n
，然后进行p次根号压缩波束合成运算，得到各通道压缩和累加和结果y
p
_DAS(t)，再得到第一次波束合成信号y
p
_DAS；带通滤波步骤：通过带通滤波器对y
p
_DAS信号进行带通滤波，得到y
p
_fDAS；求积步骤：将y
p
_fDAS与相干因子进行加权得到y
p
_fDAS_GCF信号；重复步骤：重复发射控制步骤到求积步骤，得到一帧图像所需的多波束信号；第二次波束合成步骤：将y
p
_fDAS_GCF信号进行二次变迹，然后对多波束进行相干叠加得到第二次波束合成信号，输出第二次波束合成信号进行显示。2.如权利要求1所述的多波束p次根压缩相干滤波波束合成方法，其特征在于，相干因子计算步骤中，采用下式计算相干因子：其中，S(k)为s
n
(t)的频域表达方式，S(k)＝FFT(s
n
(t))，k为频率，范围1<＝k<＝N，M0为低频成分调节参数。3.如权利要求2所述的多波束p次根压缩相干滤波波束合成方法，其特征在于，M0≤3。4.如权利要求1所述的多波束p次根压缩相干滤波波束合成方法，其特征在于，第一次波束合成步骤中，采用下式计算y
p
_DAS：其中，s
p
(t)为各通道p次方根压缩后信号，sign(.)为符号函数，大于0为1，小于0为
‑
1，5.如权利要求1所述的多波束p次根压缩相干滤波波束合成方法，其特征在于，带通滤波步骤中，带通滤波器截止频率上限为4.7MHz，下限为2.3MHz，滤波器阶数为64。6.一种多波束p次根压缩相干滤波波束合成装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙丽，孙瑞超，陈晶，丁浩，
申请(专利权)人：深圳蓝韵医学影像有限公司，
类型：发明
国别省市：
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