用于处理波束成形数据的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于处理介质的波束成形数据的方法。所述波束成形数据包括与第一空间区域关联的第一组波束成形数据和与第二空间区域关联的第二组波束成形数据，其中，所述方法包括：估计(f)所述第一组处由所述第二空间区域所导致的杂波。区域所导致的杂波。区域所导致的杂波。

【技术实现步骤摘要】
Using the EM Algorithm”，IEEE Transactions On Acoustics,Speech,And Signal Processing 1988中描述了一种基于估计最大化(EM)算法且在计算上能够高效估计叠加信号的参数的算法。该算法将观察到的数据分解成它们的信号分量，然后分别地估计每个信号分量的参数。该算法反复迭代，使用当前参数估计值来更好地分解观察到的数据，由此提高接下来的参数估计值的似然性。考虑了将该算法应用于多路径时间延迟和多源位置估计问题。
[0009]在Feder和Weinstein提出的算法中，将延迟求和DAS波束成形器作为在对应于波束成形图像的某像素的位置处的反向散射信号的最大似然估计。DAS波束成形仅适用于单个散射体。在该情况中对于反向散射信号的最大似然估计的直接方法在数字上不易于处理。为了解决该问题，Feder提出使用E
‑
M算法。已知该方案具有足够的汇聚特性，并已经在解决这样的问题中显示出了其效率。
[0010]在例如声纳的被动成像方法的情况中描述了Feder和Weinstein的算法。

技术实现思路

[0011]目前，仍期望克服上述问题，尤其是提供用于处理介质的波束成形数据的方法和系统，尤其是对选择的(第一)波束成形数据组处的杂波进行补偿和/或估计。因此，期望提供可以以高计算效率的方式改善波束成形数据的质量的方法和系统，例如用于便利图像分析、辅助设定诊断、使得诊断更加可靠，和/或改善医学诊断。
[0012]因此，本专利技术涉及一种用于处理介质的波束成形数据的方法。波束成形数据包括与第一空间区域关联的第一组波束成形数据和与第二空间区域关联的第二组波束成形数据。该方法包括：估计(f)第一组处由第二空间区域导致的杂波。
[0013]在一个示例中，可将换能器设备用于获取介质的信号数据，基于信号数据可获得波束成形数据。
[0014]通过提供这样的方法，使得能够估计由第二空间区域在第一组处导致的杂波，所述第一组由与其相关联的第一组波束成形数据所代表。特别地，该方法可有利地导致更加可靠并且计算上更不复杂的估计技术。
[0015]在这种情况下，要指出的是，不同的波束成形技术，例如DAS(延迟求和)波束成形，对于杂波是敏感的。所提出的方法旨在减少杂波的同时保持与实时成像或数据处理兼容的处理时间。
[0016]此外，所述方法可保留散斑统计特征。
[0017]而且，所述方法不要求在波束成形数据和(例如通过换能器设备获取的)信号数据之间反复迭代。相反地，所述方法可仅处理波束成形数据。相应地，所述方法在计算上更不复杂，这是因为它不要求将波束成形数据反向映射到信号数据，即反转波束成形过程，然后再次对信号数据进行波束成形。在所述方法多次迭代执行的情况下，避免这些计算操作在计算上更加有利。因此，例如可以实时或几乎实时地估计杂波。此外，由于所述方法可以在计算上成本更低，所述方法可能还要求更少的处理能力和/或能量和/或计算时间。
[0018]所述方法可以以IQ或RF波束成形数据(IQ即同相正交，和/或RF即射频波束成形数据)来运作。作为另一后果，所述方法有利地不要求对获取波束成形数据的波束成形器(例如DAS波束成形器)做任何改动。
[0019]杂波可指可测量的量，例如接收到的波的幅度或能量。例如，杂波可以是一个或多个实数数值，或(例如在所述方法处理IQ波束成形数据的情况中)一个或多个复数数值。
[0020]杂波可指例如寄生杂散信号(英文parasitic stray signal)。杂波一般指电子系统中，尤其是换能器设备中的不想要的回波。
[0021]所述方法可以还包括：选择(d)第一组，并根据所关联的第二空间区域的位置，确定(e)第二组。在一个示例中，第二空间区域可以位于使得第一组可能会受到第二空间区域处生成的杂波影响的位置。
[0022]附加地或替代地，所述方法可以还包括：选择(d
’
)第二组，并根据所关联的第一空间区域的位置，确定(e
’
)第一组。例如，第一空间区域可位于使得第一组可能会受到第二空间区域处生成的杂波影响的位置。
[0023]换句话说，能够基于所选择的第一组确定一个或多个第二组，和/或基于所选择的第二组确定一个或多个第一组。相应地，第一组和第二组两者都可以是用于确定第一组和第二组中另一个的起点。所述方法可包括操作(d)和(e)，或操作(d
’
)和(e
’
)，或其组合。在后一情况中，例如使用操作(d)和(e)处理在一些第一组(例如图像像素的)处的杂波估计，而对于其它第一组(例如同一图像或其它图像的图像像素的)，则用操作(d
’
)和(e
’
)来处理。
[0024]可以预先地，即在处理具体介质的波束成形数据之前，预先确定操作(d)和(e)(和/或分别的，操作(d
’
)和(e
’
))。例如，可根据换能器设备的特征和/或入射波束的形状，来预先确定操作(d)和(e)(和/或分别的，操作(d
’
)和(e
’
))。分别确定的计算可以(预先)存储(例如在查询表中或任何类型的映射函数中，如下所述)。换句话说，操作(d)和(e)(和/或分别的，操作(d
’
)和(e
’
))可以仅取决于所使用的换能器设备的预定特征，而不是取决于具体介质。仅操作(f)可能取决于介质。
[0025]因此，与现有技术相比，可以更快速地执行所述方法，这是因为可以从数据存储读取操作(d)和(e)(和/或分别的，操作(d
’
)和(e
’
))的计算。由此，例如可以实时或几乎实时地估计杂波。此外，所述方法可以在计算上成本更低，并由此可能会要求更少的计算能力和/或能量和/或计算时间。
[0026]在所述方法中，待处理的波束成形数据一般可包括第一组和第二组。换句话说，波束成形数据可包括多个波束成形数据组，其中，每个组与各自的空间区域关联。
[0027]波束成形数据组(例如第一组、第二组等)可指或可构成波束成形数据中的一个或多个像素和/或体素。像素和/或体素可以由二维图像数据或更高维的图像数据来表示，或由二维或更高维的图像数据的时间序列(即任意维度的视频数据)来表示。波束成形数据组还可指或可构成像素或体素的集合或集群。
[0028]要指出的是，波束成形数据组的编号“第一”、“第二”等仅用于区分其在本专利技术的方法中的功能。一个给定组可以在所述方法的一个实施例或迭代中具有第一组的作用，而在所述方法的另一实施例或迭代中具有第二组的作用。例如，假设这些组构成图像的像素，期望是估计每个像素处的杂波。然而，给定像素处的杂波是根据同一图像的其它像素来估计的。因此，相同的像素在所述方法的一个实施例或迭代中可以是“第一组”，而在所述方法的另一实施例或迭代中可以是“第二组”。由此，“第一组”和“第二组”这些术语本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于处理介质的波束成形数据的方法，所述波束成形数据包括与第一空间区域关联的第一组波束成形数据和与第二空间区域关联的第二组波束成形数据，其中，所述方法包括：估计(f)所述第一组处由所述第二空间区域所导致的杂波。2.如权利要求1所述的方法，该方法还包括：选择(d)所述第一组，并根据所关联的第二空间区域的位置，确定(e)所述第二组，其中，所述第二空间区域位于使得所述第一组可能会受到所述第二空间区域处生成的杂波影响的位置，和/或选择(d
’
)所述第二组，并根据所关联的第一空间区域的位置，确定(e
’
)所述第一组，其中，所述第一空间区域位于使得所述第一组可能会受到所述第二空间区域处生成的杂波影响的位置，和/或补偿(g)所估计的所述第一组处的杂波；和/或去除(g
’
)所述第一组处的杂波。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，根据所述第一空间区域的位置和/或所述第二空间区域的位置，估计所述杂波，和/或根据所述第二组和/或所述第二组的幅度，估计所述杂波，和/或在所述第二组的幅度超过预定阈值的情况下，考虑所述第二组以估计所述杂波。4.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二组波束成形数据与这样的从所述介质接收的信号数据关联：该信号数据与从所述介质接收的且与所述第一组关联的信号数据同步。5.如上述权利要求2至6中任一项所述的方法，其中，确定(e)所述第二组波束成形数据包括：确定(e)分别与多个第二空间区域关联的多个第二组波束成形数据，所述多个第二空间区域位于使得所述第一组可能会受到所述第二空间区域处生成的杂波影响的位置，和估计(f)所述第一组处的杂波包括：估计(f)分别与所述第二组关联的多个杂波贡献，所述第一组处的杂波是所述多个杂波贡献的函数。6.如上述权利要求所述的方法，其中，通过所述第一空间区域处多个杂波贡献的线性组合，来估计所述第一空间区域处的杂波。7.如上述权利要求中任一项所述的方法，在选择(d、d
’
)所述第一组和/或所述第二组之前，所述方法还包括：处理(c)所述介质的超声信号数据，以获得所述波束成形数据。8.如上述权利要求所述的方法，在处理(c)超声信号数据或选择(d)波束成形数据之前，所述方法还包括：将超声波(We)的发射序列(ES)传输(a...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：声科影像有限公司，
类型：发明
国别省市：