超声波波束合成方法、装置、超声设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开超声波波束合成方法、装置、超声设备及存储介质。该方法包括：获取目标像素点对应的原始信息矩阵；采用K个方向偏转滤波器，对目标像素点对应的原始信息矩阵进行方向滤波，获取K个方向响应特征矩阵；根据K个方向响应特征矩阵，确定K个目标响应特征矩阵和对应的关联响应特征矩阵；根据K个目标响应特征矩阵和对应的关联响应特征矩阵，获取K个方向置信度；根据目标像素点对应的K个方向置信度和K个目标响应特征矩阵，获取目标回波信号；对目标回波信号进行相干叠加，获取目标像素点对应的合成回波信号。该合成回波信号为有效滤除杂波后获取到包含更多真实有效信息的信号，有助于保障最终成像的超声图像的信噪比和分辨率。

【技术实现步骤摘要】
超声波波束合成方法、装置、超声设备及存储介质
本专利技术涉及超声成像
，尤其涉及一种超声波波束合成方法、装置、超声设备及存储介质。
技术介绍
超声成像广泛应用于多科室的医学实践中，用于辅助医生进行诊断以及治疗。一般来说，现代医学超声成像系统的基础均为DelayAndSum(DAS)的波束合成成像法，其基本原理在于，首先通过超声探头向人体组织发射超声波，随后超声探头的各阵元接收不同时间的回波信号，通过对各阵元的回波信号作延时校正后，再进行相干叠加，获得高分辨率的超声图像。在这一过程中，超声探头的阵元数量对于最终图像的效果影响比较大，因为每个阵元都能获得组织的信息，阵元越多，信息越丰富，则超声图像质量越好。另外，由于超声波的干涉特性，在相干叠加时，如果各阵元的延时不准确，则会使超声图像的信噪比显著降低。由于延时不准确的原因主要是系统设计和真实情况存在差异所导致的，超声设备设计时往往是基于一系列基本假设，如组织均匀且只考虑主瓣，但在实际超声成像时，真实组织显然是非均匀的，并且真实的超声探头发射时旁瓣不可忽略。这些系统设计与真实情况所存在的差异，导致超声图像中含有大量不可忽略的杂波，从而使得图像劣化。为了提高超声图像的质量，抑制杂波的影响，现有DAS的杂波抑制思路主要包括如下两类：第一类，在多通道数据合成阶段进行杂波抑制，具体为，基于多通道波束数据计算一个杂波因子，作为多通道波束数据相干叠加时的加权系数，从而能够有效提高相干叠加后的超声图像的信噪比。第二类，在多通道数据合成阶段之后进行杂波抑制，具体为，在多通道波束数据相干叠加后，基于多次发射接收的超声图像，计算多通道波束数据合成的加权系数矩阵，从而使得多通道波束数据后的超声图像具有更高的信噪比。当前多通道数据合成阶段进行杂波抑制时，基于多通道波束数据计算出的杂波因子，利用杂波因子进行加权处理过程的处理过程，主要是利用杂波因子压低杂波较大的位置信号，不能真正去除杂波。也即现有采用杂波因子进行加权处理的过程，相当于粗暴的对比度拉伸，不仅将杂波低压，也可能会将真实有效信号压低，不能呈现较多的图像细节，使得最终成像的超声图像分辨率较低。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种超声波波束合成方法、装置、超声设备及存储介质，以解决现有超声波波束合成过程中无法有效过滤到杂波，使得最终成像的超声图像的分辨率较低的问题。一种超声波波束合成方法，包括：获取目标像素点对应的原始信息矩阵，所述原始信息矩阵包括M*N个原始回波信号，N为叠加次数，M为通道数；采用K个方向偏转滤波器，对所述目标像素点对应的所述原始信息矩阵进行方向滤波，获取所述目标像素点对应的K个方向响应特征矩阵；根据K个所述方向响应特征矩阵，确定所述目标像素点对应的K个目标响应特征矩阵和每一所述目标响应特征矩阵对应的关联响应特征矩阵；根据K个所述目标响应特征矩阵和每一所述目标响应特征矩阵对应的关联响应特征矩阵，获取所述目标像素点对应的K个方向置信度；根据所述目标像素点对应的K个所述方向置信度和K个所述目标响应特征矩阵，获取所述目标像素点对应的目标回波信号；对所述目标像素点对应的目标回波信号进行相干叠加，获取所述目标像素点对应的合成回波信号。一种超声波波束合成装置，包括：原始信息矩阵获取模块，用于获取目标像素点对应的原始信息矩阵，所述原始信息矩阵包括M*N个原始回波信号，N为叠加次数，M为通道数；方向响应特征矩阵获取模块，用于采用K个方向偏转滤波器，对所述目标像素点对应的所述原始信息矩阵进行方向滤波，获取所述目标像素点对应的K个方向响应特征矩阵；目标响应特征矩阵确定模块，用于根据K个所述方向响应特征矩阵，确定所述目标像素点对应的K个目标响应特征矩阵和每一所述目标响应特征矩阵对应的关联响应特征矩阵；方向置信度获取模块，用于根据K个所述目标响应特征矩阵和每一所述目标响应特征矩阵对应的关联响应特征矩阵，获取所述目标像素点对应的K个方向置信度；目标回波信号获取模块，用于根据所述目标像素点对应的K个所述方向置信度和K个所述目标响应特征矩阵，获取所述目标像素点对应的目标回波信号；合成回波信号获取模块，用于对所述目标像素点对应的目标回波信号进行相干叠加，获取所述目标像素点对应的合成回波信号。一种超声设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述超声波波束合成方法。一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述超声波波束合成方法。上述超声波波束合成方法、装置、超声设备及存储介质，采用K个特定方向对应的方向偏转滤波器，对目标像素点的原始信息矩阵进行方向滤波，可使获取到K个方向响应特征矩阵，可清晰显示K个特定方向的信息，使得最终获取到的合成回波信号可包含更多图像信息，有助于保障最终成像的超声图像的信噪比和分辨率。先根据K个方向响应特征矩阵，确定K个目标响应特征矩阵和和K个方向置信度，再根据所述目标像素点对应的K个所述方向置信度和K个所述目标响应特征矩阵，获取所述目标像素点对应的目标回波信号，以实现有效滤除各个方向上的杂波，保留基于人体组织反射或散热的真实有效信号，使得基于所述目标回波信号进行相干叠加后获取到的合成回波信号，可有效滤除杂波，且包含更多真实有效信息，有助于保障最终成像的超声图像的信噪比和分辨率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一实施例中超声图像的一示意图；图2是现有技术中超声波波束合成的一示意图；图3是本专利技术一实施例中超声波波束合成方法的一流程图；图4是本专利技术一实施例中超声波波束合成方法的另一流程图；图5是本专利技术一实施例中超声波波束合成方法的另一流程图；图6是本专利技术一实施例中超声波波束合成方法的另一流程图；图7是本专利技术一实施例中超声波波束合成方法的另一流程图；图8是本专利技术一实施例中超声波波束合成装置的一示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供的超声波波束合成方法，该超声波波束合成方法可应用如图1所示的超声设备中，超声设备包括主控制器和与主控制器相连的超声探头、波束合成处理器、图像处理器和显示屏。主控制器为超声设备的控制器，主控制器与超声设备中的其他功能模块相连，包括但不限于超声探头、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波波束合成方法，其特征在于，包括：/n获取目标像素点对应的原始信息矩阵，所述原始信息矩阵包括M*N个原始回波信号，N为叠加次数，M为通道数；/n采用K个方向偏转滤波器，对所述目标像素点对应的所述原始信息矩阵进行方向滤波，获取所述目标像素点对应的K个方向响应特征矩阵；/n根据K个所述方向响应特征矩阵，确定所述目标像素点对应的K个目标响应特征矩阵和每一所述目标响应特征矩阵对应的关联响应特征矩阵；/n根据K个所述目标响应特征矩阵和每一所述目标响应特征矩阵对应的关联响应特征矩阵，获取所述目标像素点对应的K个方向置信度；/n根据所述目标像素点对应的K个所述方向置信度和K个所述目标响应特征矩阵，获取所述目标像素点对应的目标回波信号；/n对所述目标像素点对应的目标回波信号进行相干叠加，获取所述目标像素点对应的合成回波信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声波波束合成方法，其特征在于，包括：
获取目标像素点对应的原始信息矩阵，所述原始信息矩阵包括M*N个原始回波信号，N为叠加次数，M为通道数；
采用K个方向偏转滤波器，对所述目标像素点对应的所述原始信息矩阵进行方向滤波，获取所述目标像素点对应的K个方向响应特征矩阵；
根据K个所述方向响应特征矩阵，确定所述目标像素点对应的K个目标响应特征矩阵和每一所述目标响应特征矩阵对应的关联响应特征矩阵；
根据K个所述目标响应特征矩阵和每一所述目标响应特征矩阵对应的关联响应特征矩阵，获取所述目标像素点对应的K个方向置信度；
根据所述目标像素点对应的K个所述方向置信度和K个所述目标响应特征矩阵，获取所述目标像素点对应的目标回波信号；
对所述目标像素点对应的目标回波信号进行相干叠加，获取所述目标像素点对应的合成回波信号。


2.如权利要求1所述的超声波波束合成方法，其特征在于，所述获取目标像素点对应的原始信息矩阵，包括：
接收超声探头发送的数字回波信号；
对所述数字回波信号进行延时校正处理，获取所述数字回波信号对应的校正回波信号；
基于所述校正回波信号，获取目标像素点对应的原始信息矩阵。


3.如权利要求1所述的超声波波束合成方法，其特征在于，所述采用K个方向偏转滤波器，对所述目标像素点对应的所述原始信息矩阵进行方向滤波，获取所述目标像素点对应的K个方向响应特征矩阵，包括：
采用K个方向偏转滤波器对应的方向性滤波核，对所述目标像素点对应的原始信息矩阵进行处理，获取K个方向响应强度矩阵；
采用K个所述方向响应强度矩阵，对所述目标像素点对应的所述原始信息矩阵进行处理，获取所述目标像素点对应的K个方向响应特征矩阵。


4.如权利要求1所述的超声波波束合成方法，其特征在于，所述根据K个所述方向响应特征矩阵，确定所述目标像素点对应的K个目标响应特征矩阵和每一所述目标响应特征矩阵对应的关联响应特征矩阵，包括：
获取所述目标像素点对应的邻近区域，所述邻近区域包括L个邻域像素点，每一所述邻域像素点对应的K个所述方向响应特征矩阵；
根据L个所述邻域像素点对应的K*L个所述方向响应特征矩阵，获取所述目标像素点对应的K个邻域响应特征矩阵；
依次将所述目标像素点对应的K个所述邻域响应特征矩阵中的任一个确定为目标响应特征矩阵，其余K-1个所述邻域响应特征矩阵确定为关联响应特征矩阵。


5.如权利要求1所述的超声波波束合成方法，其特征在于，所述根据K个所述目标响应特征矩阵和每一所述目标响应特征矩阵对应的关联响应特征矩阵，获取所述目标像素点对应的K个方向置信度，包括：
将所述目标响应特征矩阵，分别与K-1个所述关联响应特征矩阵进行互相关计算，获取所述目标响应特征矩阵对应的K-1个互相关矩阵；
对所述目标响应特征矩阵对应的K-1个互相关矩阵进行求和，获取所述目标响应特征矩阵对应的方向置信度；
基于K个目标响应特征矩阵对应的方向置信度，获取所述目标像素点对应的K个方向置信度。


6.如权利要求1所述的超声波波束合成方法，其特征在于，所述根据所述目标像素点对应的K个所述方向置信度和K个所述目标响应特征矩阵，获取所述目标像素点对应的目标回波信号，包括：
采用目标回波信号公式，对所述目标像素点对应的K个所述方向置信度和K个所述目标响应特征矩阵进行加权处理，获取所述目标像素点对应的目标回波信号；
所述目标回波信号公式为；
其中，为所述目标像素点在第次超声波发射时，第个通道对应的目标回波信号；为第个目标响应特征矩阵对应的方向置信度；为第个目标响应特征矩阵。


7.一种超声波波束合成装置，其特征在于，包括：
原始信息矩阵获取模块，用于获取目标像素点对应的原始信息矩阵，所述原始信息矩阵包括M*N个原始回波信号，N为叠加次数，M为通道数；
方向响应特征矩阵获取模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄灿，
申请(专利权)人：深圳华声医疗技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44