基于随机噪声信号的超声成像方法、超声设备和存储介质技术

本申请涉及超声图像处理技术领域，公开了一种基于随机噪声信号的超声成像方法、超声设备和存储介质，用以解决相关技术中编码成像的缺陷导致超声成像效果不好的问题。首先，生成指定脉宽的随机噪声信号，然后基于探头的带宽对随机噪声信号进行滤波，得到目标带宽的激励信号；再将激励信号发射到目标对象，接收经目标对象反射的回波信号；并将回波信号与解码信号进行脉冲压缩处理，得到脉冲压缩信号；最终，基于脉冲压缩信号，得到目标对象的超声图像。综上，本申请实施例通过编码生成随机噪声信号，并调整该随机噪声信号的脉宽和带宽，实现在提升超声图像纵向分辨率的同时提升穿透力，并且通过带宽调整降低距离旁瓣强度，使得成像效果更好。效果更好。效果更好。

【技术实现步骤摘要】
基于随机噪声信号的超声成像方法、超声设备和存储介质


[0001]本申请涉及超声成像
，尤其涉及基于随机噪声信号的超声成像方法、超声设备和存储介质。

技术介绍

[0002]目前，超声基础图像是通过探头发射和接受超声波来得到，接收到的超声波在前端经过滤波放大后通过波束合成即可得到原始图像。拥有更高带宽的窄脉冲具备更高的距离分辨率，但穿透力不足。相较于窄脉冲，更宽的脉冲可以带来穿透力的提升，但代价是距离分辨率的下降。
[0003]相关技术中，主要应用编码成像的方式来解决上述问题，编码方式包括有巴克码，格雷码，调频编码以及M序列。但其各自都具有一定的缺陷，如格雷码需要两次发射因此图像的帧率会有下降，巴克码的最长码长有限因此脉冲压缩的信噪比不足，且旁瓣水平较高，调频编码的及M序列的距离旁瓣水平均偏大。
[0004]因此，如何提高超声成像效果成为业界关注的问题。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种基于随机噪声信号的超声成像方法、超声设备和存储介质，以至少解决相关技术中编码成像的缺陷导致超声成像效果不好的问题。
[0006]本申请的技术方案如下：
[0007]根据本申请实施例的第一方面，提供一种基于随机噪声信号的超声成像方法，所述方法包括：
[0008]生成指定脉宽的随机噪声信号；
[0009]基于探头的带宽对所述随机噪声信号进行滤波，得到目标带宽的激励信号；
[0010]基于所述激励信号发射超声波信号到目标对象，并接收经所述目标对象反射的回波信号；
[0011]将所述回波信号与解码信号进行脉冲压缩处理，得到脉冲压缩信号；
[0012]基于所述脉冲压缩信号，得到所述目标对象的超声图像。
[0013]在一种可能的实施例中，所述基于探头的带宽对所述随机噪声信号进行滤波，得到目标带宽的激励信号，具体包括：
[0014]从所述探头的规格书中获取所述探头的带宽；
[0015]基于所述探头的带宽，利用快速傅里叶逆变换确定滤波器系数，得到目标滤波器；
[0016]采用所述目标滤波器与所述随机噪声信号进行卷积操作，得到目标带宽的激励信号。
[0017]在一种可能的实施例中，所述方法还包括：
[0018]基于所述激励信号，确定所述解码信号。
[0019]在一种可能的实施例中，所述基于所述激励信号，确定所述解码信号，具体包括：
[0020]采用以下公式确定所述解码信号：
[0021][0022]其中，a为常数，S(f)为所述激励信号的频谱，H(f)为所述解码信号的频谱。
[0023]在一种可能的实施例中，所述将所述回波信号与解码信号进行脉冲压缩处理之前，所述方法还包括：
[0024]采用以下校正公式对所述解码信号进行校正：
[0025]x(t)＝x
base
(t)
×
e
‑
j*2*Πf(d)
*coef(d)
[0026]其中，x(t)表示解码信号的校正结果、x
base
(t)表示所述解码信号、t表示时间变量、d表示所述回波信号对应的扫描深度、f(d)表示d扫描深度对应的频率衰减量，coef(d)表示d扫描深度对应的解码信号的带宽。
[0027]在一种可能的实施例中，所述将所述回波信号与解码信号进行脉冲压缩处理，得到脉冲压缩信号，具体包括：
[0028]采用以下频域的匹配滤波方法将所述回波信号与解码信号进行脉冲压缩处理：
[0029]R
corr
(τ)＝IFFT(FFT(X1)*CONJ(FFT(X2)))
[0030]其中，X1表示所述回波信号，X2表示所述解码信号，R
corr
(τ)表示所述脉冲压缩信号，CONJ表示共轭、FFT()表示傅里叶变换、IFFT()表示傅里叶逆变换。
[0031]在一种可能的实施例中，在将所述回波信号与解码信号进行脉冲压缩处理之前，所述方法还包括：
[0032]基于所述回波信号的长度对所述解码信号进行补0操作。
[0033]在一种可能的实施例中，所述目标带宽等于所述探头的带宽。
[0034]根据本申请实施例的第二方面，提供一种超声设备，包括：处理器、存储器、显示单元和探头；
[0035]探头，用于发射超声信号；
[0036]显示单元，用于显示超声图像；
[0037]处理器，分别与所述探头以及所述显示单元相连接，被配置为执行如本申请实施例第一方面中任一项所述的基于随机噪声信号的超声成像方法。
[0038]根据本申请实施例的第三方面，本申请一实施例还提供了一种计算机可读存储介质，当所述计算机可读存储介质中的指令由超声设备的处理器执行时，使得超声设备能够执行如本申请实施例第一方面中任一项所述的基于随机噪声信号的超声成像方法的步骤。
[0039]根据本申请实施例的第四方面，提供一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在超声设备上运行时，使得所述超声设备执行实现本申请实施例上述第一方面以及第一方面中任一项所述的基于随机噪声信号的超声成像方法的步骤。
[0040]本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：首先，通过编码生成指定脉宽的随机噪声信号，并调整该随机噪声信号的带宽以适配探头的带宽，使得该随机噪声信号的脉宽以及带宽都可以灵活调整，进而可以生成较宽带宽的激励信号，从而实现在提升超声图像纵向分辨率的同时可有效提升穿透力；其次，本申请可通过对该随机噪声信号进行滤波实现通过带宽调整的方式降低距离旁瓣强度。而且使用随机噪声进行脉冲压缩对干扰信号有显著的抑制效果。故此，本申请提供的方法设计完整，流程简洁，克服了相关
技术中编码成像的缺陷，提高了工作效率且成像效果更好。
[0041]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0042]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理，并不构成对本申请的不当限定。
[0043]图1为根据一示例性实施例示出的超声设备的框架示意图；
[0044]图2为根据一示例性实施例示出的超声设备实现超声图像的原理示意图；
[0045]图3是根据一示例性实施例示出的相关技术中超声成像方法和本申请提供的超声成像方法的流程对比示意图；
[0046]图4是根据一示例性实施例示出的一种基于随机噪声信号的超声成像方法的整体流程示意图；
[0047]图5是根据一示例性实施例示出的对随机噪声信号进行滤波的流程示意图；
[0048]图6是根据一示例性实施例示出的相关技术中和本申请对回波信号进行处理的流程对比示意图；
[0049]图7是根据一示例性实施例示出的脉冲压缩的流程示意图。
具体实施方式
[0050]为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于随机噪声信号的超声成像方法，其特征在于，所述方法包括：生成指定脉宽的随机噪声信号；基于探头的带宽对所述随机噪声信号进行滤波，得到目标带宽的激励信号；基于所述激励信号发射超声波信号到目标对象，并接收经所述目标对象反射的回波信号；将所述回波信号与解码信号进行脉冲压缩处理，得到脉冲压缩信号；基于所述脉冲压缩信号，得到所述目标对象的超声图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于探头的带宽对所述随机噪声信号进行滤波，得到目标带宽的激励信号，具体包括：基于所述探头的带宽，利用快速傅里叶逆变换确定滤波器系数，得到目标滤波器；采用所述目标滤波器与所述随机噪声信号进行卷积操作，得到目标带宽的激励信号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于所述激励信号，确定所述解码信号。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述激励信号，确定所述解码信号，具体包括：采用以下公式确定所述解码信号：其中，a为常数，S(f)为所述激励信号的频谱，H(f)为所述解码信号的频谱。5.根据权利要求4中所述的方法，其特征在于，所述将所述回波信号与解码信号进行脉冲压缩处理之前，所述方法还包括：采用以下校正公式对所述解码信号进行校正：x(t)＝x
base
(t)
×
e
‑
j*2*Πf(d)
*coef(d)其中，x(t)表示解码信号的校正结果、x
base
(t)表示所述解码信号、t表示时间变量、d表示所述回波...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋昊，马克涛，金阳，
申请(专利权)人：青岛海信医疗设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：