本发明专利技术公开了一种基于自适应加权的双聚焦波束合成方法，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成像系统，结合动态聚焦技术，利用2次延时叠加实现自适应加权双聚焦波束合成的超声成像；首先利用虚拟阵元技术实现多个重叠声场有效信息的提取；其次在第一次聚焦时，对提取的信息进行幅度变迹后，再进行定点聚焦，然后根据第一次聚焦的合成信号，利用自适应波束合成算法产生自适应加权系数，再次对第一次聚焦的合成信号进行自适应加权波束合成聚焦，从而得到最终成像的扫描线数据；该方法有效消除了传统的基于虚拟阵元的双聚焦方法在近场区域伪像严重的缺点，使超声成像效果显著提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医学超声成像领域，特别涉及。
技术介绍
在医学超声成像中，非信源方向上的回波信号引入了广泛的图像杂波，导致了图像质量的下降。目前，一般采用传统延时叠加方法减弱非信源方向上信号的干扰，提高信源方向上信号的强度。该方法对不同通道接收到的数据施以不同的延时，再将其相加，得到期望聚焦点的幅值。单次延时叠加算法简单，易实现，但其抗噪声能力弱，空间分辨率较低，成像对比度较差。近年来，虚拟阵元的概念以及自适应波束合成技术已广泛应用于军事、民用通信以及雷达天线探测系统等阵列信号处理领域。虚拟阵元技术的基本思想是在保持真实阵 元数目不变的情况下，应用虚拟阵元技术使得阵元数目在虚拟上得到增加，从而减小波束宽度，提高分辨率，增加探测深度。然而，目前在国内超声成像领域，将虚拟阵元技术直接应用于超声成像，将使得超声成像在近场的伪像特别严重，这是虚拟阵元应用于超声成像的一个固有缺点。自适应波束合成的基本思想是在无失真约束条件下在指定方位或频率上获得最小方差，进而推导出最优加权向量。由于自适应波束合成方法只适用于远场、窄带非相关信号，而超声数据具有近场、宽带和强相关性等特点都限制了自适应波束合成算法在医学超声成像中的应用。随着临床诊断需求的不断增加，对超声成像系统的成像质量提出了更高的要求。因此急需一种能够同时提高超声成像分辨率和增加探测深度的波束合成方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够同时提高超声成像分辨率和增加探测深度的聚焦波束合成方法。本专利技术的目的是研究出一种高质量的基于自适应加权的双聚焦波束合成方法，通过抑制旁瓣伪像，提高波束合成质量，从而全面提高超声图像的质量。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的本专利技术提供的，包括以下步骤SI :利用单一固定焦点进行发射和接收超声波；S2 :利用Hanning窗加权函数对回波数据进行加权，第一次聚焦采用了定点的延时叠加波束合成聚焦；S3:利用虚拟阵元方法根据第一次聚焦形成的数据来计算第二次动态聚焦的相关延时参数；S4:利用最小方差自适应算法根据第一次聚焦形成的聚焦数据计算自适应加权系数；S5:根据聚焦延时参数以及相应的动态自适应加权系数进行第二次延时叠加波束合成聚焦，得到最终成像的扫描线回波数据。进一步,所述第一次波束合成采用单一固定发射接收焦点，采用Hanning窗对回波信号进行加权后聚焦，形成的数据存储于缓存器FIFO中，第二次波束合成采用第一次的聚焦结果，对FIFO中的数据利用自适应加权的方法进行动态波束合成，形成超声图像的扫描线。进一步，所述第一次聚焦包括以下步骤S21 :通过以下公式来计算滑动子孔径中第i个虚拟阵元的位置Xi为 权利要求1.，其特征在于包括以下步骤 Si:利用单一固定焦点进行发射和接收超声波； S2 :利用Hanning窗加权函数对回波数据进行幅度变迹，然后采用了定点的延时叠加波束合成聚焦； S3:利用虚拟阵元方法根据第一次聚焦形成的数据来计算第二次动态聚焦的相关延时参数； S4:利用最小方差自适应算法根据第一次聚焦形成的波束合成数据计算动态自适应加权系数； S5:根据聚焦延时参数以及相应的动态自适应加权系数进行第二次延时叠加波束合成聚焦，得到最终成像的扫描线回波数据。2.根据权利要求I所述的基于自适应加权的双聚焦波束合成方法，其特征在于所述第一次波束合成采用单一固定发射接收焦点，采用Hanning窗对回波信号进行加权后定点聚焦，形成的数据存储于缓存器FIFO中，第二次波束合成采用第一次的聚焦结果，对FIFO中的数据利用最小方差的动态自适应加权的方法进行动态波束合成，形成超声图像的扫描线。3.根据权利要求2所述的基于自适应加权的双聚焦波束合成方法，其特征在于所述第一次聚焦具体包括以下步骤 521:通过以下公式(I)来计算滑动子孔径中第i个虚拟阵元的位置Xi为4.根据权利要求2所述的基于自适应加权的双聚焦波束合成方法，其特征在于所述第二次聚焦包括以下步骤 S41 :读取缓存器FIFO中的数据，并通过以下公式(4)判断数据样本点是否为有效样本全文摘要本专利技术公开了，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成像系统，结合动态聚焦技术，利用2次延时叠加实现自适应加权双聚焦波束合成的超声成像；首先利用虚拟阵元技术实现多个重叠声场有效信息的提取；其次在第一次聚焦时，对提取的信息进行幅度变迹后，再进行定点聚焦，然后根据第一次聚焦的合成信号，利用自适应波束合成算法产生自适应加权系数，再次对第一次聚焦的合成信号进行自适应加权波束合成聚焦，从而得到最终成像的扫描线数据；该方法有效消除了传统的基于虚拟阵元的双聚焦方法在近场区域伪像严重的缺点，使超声成像效果显著提高。文档编号A61B8/00GK102895000SQ201210438358公开日2013年1月30日 申请日期2012年11月6日 优先权日2012年11月6日专利技术者王平, 高阳, 王林泓, 邹强鑫, 张莉, 王思奇, 汪金刚 申请人:重庆大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于自适应加权的双聚焦波束合成方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：利用单一固定焦点进行发射和接收超声波；S2：利用Hanning窗加权函数对回波数据进行幅度变迹，然后采用了定点的延时叠加波束合成聚焦；S3：利用虚拟阵元方法根据第一次聚焦形成的数据来计算第二次动态聚焦的相关延时参数；S4：利用最小方差自适应算法根据第一次聚焦形成的波束合成数据计算动态自适应加权系数；S5：根据聚焦延时参数以及相应的动态自适应加权系数进行第二次延时叠加波束合成聚焦，得到最终成像的扫描线回波数据。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王平，高阳，王林泓，邹强鑫，张莉，王思奇，汪金刚，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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