【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超声成像，特别是涉及一种基于幅度加权的超声成像方法、设备、介质及产品。
技术介绍
1、超声成像以其安全性、实时性和低成本等优势在医学临床诊断中被广泛使用。数字波束形成在整个超声成像系统中处于核心位置。超声成像中应用最为广泛的，也是最简单的波束形成技术即延时叠加算法(delayand sum，das)，它是根据阵元通道几何位置关系对所接收的回波信号进行延时量的计算，然后对延时后的数据对齐叠加。传统das算法复杂度低，成像速度快，但由于其采用固定窗函数加权导致主瓣宽度增加，分辨率较低。
2、最小方差无失真波束形成器(minimum variance，mv)能够有效提高成像图像分辨率，通过干扰信号和期望信号的方向性差异对干扰及噪声信号进行滤除。然而，mv涉及大量复杂的矩阵运算和数据处理，导致计算复杂度极高，实时成像具有挑战性。尽管大多数自适应波束形成算法可以提高性能，但也大大增加了计算复杂度，无法满足超声成像的实时性要求。因此，研究计算效率高、性能优异的波束成形算法已成为当前波束形成领域中一个重要而富有挑战性的课题。
3、综上所述，目前亟需一种既能保持高分辨率性能，又能提高成像对比度且具有低复杂度的波束形成算法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于幅度加权的超声成像方法、设备、介质及产品，本专利技术能够获得更好的成像对比度和接近mv的横向分辨率性能，同时避免了协方差矩阵反演，使其适用于实时成像系统。
2、为实现上述目的，本专
3、第一方面，本专利技术提供了一种基于幅度加权的超声成像方法，包括：
4、对超声阵元接收的回波信号进行第一转换处理，得到超声回波数据；所述第一转换处理包括放大处理、ad转换处理以及延时聚焦处理。
5、将希尔伯特变换应用于所述超声回波数据，得到希尔伯特变换之后的各阵元延时信号。
6、将构造的函数值为1的接收幅度加权函数应用于所述希尔伯特变换之后的各阵元延时信号，得到延时叠加波束形成的输出信号。
7、将构造的前半部分函数值为1和后半部分函数值为-1的接收幅度加权函数应用于所述希尔伯特变换之后的各阵元延时信号，得到波束形成输出信号。
8、根据所述波束形成输出信号，确定与所述波束形成输出信号完全相反趋势的取反系数。
9、将构造的m对互补的函数值为1的接收幅度加权函数应用于所述希尔伯特变换之后的各阵元延时信号，得到m个波束形成信号组。
10、分别计算每一个波束形成信号组之间的相似程度，生成m个归一化互相关系数；m为大于1的正整数。
11、对所述m个归一化互相关系数进行第二转换处理，得到中值滤波后的互相关系数；所述第二转换处理包括阈值化处理、取平均值处理以及中值滤波处理。
12、将所述取反系数与所述中值滤波后的互相关系数进行融合，得到新的加权矩阵。
13、将所述新的加权矩阵对所述延时叠加波束形成的输出信号进行加权，得到最终的波束形成输出信号。
14、可选地，所述波束形成输出信号的表达式为：
15、
16、其中，xn(k)为第n个阵元对应的延时回波信号，k为采样时刻，ysub(k)为一列扫描线信号的第k个采样时刻下的波束形成信号，apod_subn为第n个阵元对应的前半部分函数值为1和后半部分函数值为-1的接收幅度加权函数的值，为大于1的正整数。
17、可选地，所述取反系数的表达式为：
18、
19、其中，wsub(k,h)为取反系数，ρ'sub(k,h)为阈值化处理后的波束形成输出信号，ρsub(k,h)为成像区域中第h列扫描线信号的第k个采样时刻下的波束形成信号的绝对值归一化后的波束形成输出信号。
20、可选地，所述波束形成信号组的表达式为：
21、
22、其中，bf1r(k)为一列扫描线信号的第k个采样时刻下的第一自适应波束信号，bf2r(k)为一列扫描线信号的第k个采样时刻下的第二自适应波束信号，xn(k)为第n个阵元对应的延时回波信号，k为采样时刻，为第一子幅度加权函数，为第二子幅度加权函数，r＝1,2...m，n为大于1的正整数。
23、可选地，所述归一化互相关系数的表达式为：
24、
25、其中，ρr(k,h)为归一化互相关系数，k为采样时刻，a为第k个采样时刻分别向上或向下取的样本长度，bf1r(p,h)为成像区域中第h列扫描线信号的第p个采样时刻下的第一自适应波束信号，bf2r(p,h)为成像区域中第h列扫描线信号的第p个采样时刻下的第二自适应波束信号。
26、可选地，所述新的加权矩阵的表达式为：
27、
28、其中，wlch(k,h)为新的加权矩阵，wsub(k,h)为取反系数，为中值滤波后的互相关系数。
29、可选地，所述最终的波束形成输出信号的表达式为：
30、ylch(k,h)＝wlch(k,h)·ydas(k,h)；
31、其中，ylch(k,h)为最终的波束形成输出信号，ydas(k,h)为成像区域中第h列扫描线信号的第k个采样时刻下的波束形成信号，ydas(k,h)为ydas(k)的二维表现形式，ydas(k)为一列扫描线信号的第k个采样时刻下的波束形成信号，apod_dasn为第n个阵元对应的接收幅度加权函数的值，apod_dasn＝1,1≤n≤n，n为大于1的正整数，xn(k)为第n个阵元对应的延时回波信号，k为采样时刻，wlch(k,h)为新的加权矩阵。
32、第二方面，本专利技术提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器以存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现第一方面所述基于幅度加权的超声成像方法的步骤。
33、第三方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述基于幅度加权的超声成像方法的步骤。
34、第四方面，本专利技术提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述基于幅度加权的超声成像方法的步骤。
35、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
36、本专利技术提供了一种基于幅度加权的超声成像方法、设备、介质及产品，本专利技术相比于现有的波束形成算法，能够以极低复杂度实现接近mv算法的高分辨率，同时提高成像对比度性能。本专利技术可以显著抑制吸声斑中存在的伪影，能够克服图像高分辨率、高对比度、保持背景质量和低复杂度之间的权衡困难。
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1.一种基于幅度加权的超声成像方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于幅度加权的超声成像方法，其特征在于，所述波束形成输出信号的表达式为：
3.根据权利要求1所述的一种基于幅度加权的超声成像方法，其特征在于，所述取反系数的表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种基于幅度加权的超声成像方法，其特征在于，所述波束形成信号组的表达式为：
5.根据权利要求1所述的一种基于幅度加权的超声成像方法，其特征在于，所述归一化互相关系数的表达式为：
6.根据权利要求1所述的一种基于幅度加权的超声成像方法，其特征在于，所述新的加权矩阵的表达式为：
7.根据权利要求1所述的一种基于幅度加权的超声成像方法，其特征在于，所述最终的波束形成输出信号的表达式为：
8.一种计算机设备，包括：存储器、处理器以存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-7中任一项所述基于幅度加权的超声成像方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述基于幅度加权的超声成像方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于幅度加权的超声成像方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于幅度加权的超声成像方法，其特征在于，所述波束形成输出信号的表达式为：
3.根据权利要求1所述的一种基于幅度加权的超声成像方法，其特征在于，所述取反系数的表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种基于幅度加权的超声成像方法，其特征在于，所述波束形成信号组的表达式为：
5.根据权利要求1所述的一种基于幅度加权的超声成像方法，其特征在于，所述归一化互相关系数的表达式为：
6.根据权利要求1所述的一种基于幅度加权的超声成像方法，其特征在于，所述新的加权矩阵的表达式为：
7.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈悦，王平，陈靖翰，李倩文，童林，曾静雅，王金杰，张小波，钟西扬，乔昊，朱金婵，林波，王鹏，王坤林，陈植羽，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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