一種基于相位相干信息的自適應變跡方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于相位相干信息自適應變跡方法，其步驟包括：對各路通道信號做希爾伯特變化獲得相位信息；根據(jù)初步的相位估計與各個通道相位信息的偏差；通過一定的自適應處理方式獲得各個通道的動態(tài)加權值；最后進行波束合成。為提高這種自適應處理方式的魯棒性，動態(tài)加權值的計算過程引入相位方差敏感閾值，以及相位差與加權值間多種幾何映射關系曲線。本發(fā)明利用波束合成時接收多通道數(shù)據(jù)內(nèi)在的相位分集，對旁瓣和柵瓣信號進行抑制，同時縮小主波束寬度，提高了圖像橫向分辨力。
【專利說明】一種基于相位相干信息的自適應變跡方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種信號分析方法，具體是一種醫(yī)療超聲信號基于相位相干信息的自適應變跡方法。
【背景技術】
[0002]超聲成像具有廉價、安全性系數(shù)高等優(yōu)點，在醫(yī)療領域被視為一種有效的診斷手段。超聲成像通常采用發(fā)射脈沖波接收回波的信號，再通過接收的回波信號進行經(jīng)典模數(shù)轉(zhuǎn)換、起始延遲、動態(tài)聚焦等步驟的波束合成方法進行成像。
[0003]早期傳統(tǒng)的波束合成方法是通過對各個探頭陣元收到的信號進行延遲和動態(tài)聚焦，用來彌補聚焦點與陣元之間的聲傳播距離差，并求和，得到聚焦點的信號能量。在理想的聚焦環(huán)境下，各路通道回波數(shù)據(jù)的相位應該是相同的，而旁瓣和柵瓣處的反射信號使通道間的相位變得彌散而不統(tǒng)一。但是在各個通道信號的合成過程中不可避免地會引入軸外的旁瓣和柵瓣信號，這些信號會影響圖像的對比度和對小目標的檢測能力。傳統(tǒng)技術通常采用孔徑變跡的方法對旁瓣和柵瓣信號進行抑制，例如:對發(fā)射孔徑和接收孔徑采用漢明窗、海明窗等方法對數(shù)據(jù)進行加權。由于這些加權函數(shù)是隨著波束掃查深度而變化，而與孔徑接收數(shù)據(jù)沒有關聯(lián)，從而會導致主波束寬度的變寬，造成圖像橫向分辨率下降；同時也降低了對比分辨率。
[0004]為了避免上述孔徑變跡帶來的問題，現(xiàn)有一些技術方案采用了一些通過自適應的方法來抑制旁瓣和柵瓣，減少對主波束寬度的影響。例如，中國專利號ZL200810063966.4公布了一種基于相關性分析的超聲成像系統(tǒng)自適應波束形成器，利用通道間的相關性系數(shù)對通道權重作動態(tài)調(diào)整，來進行相位差的控制，再合成最終的波束輸出。美國專利號:US7744532公布了一種基于孔徑接收數(shù)據(jù)的相干因子計算方法，以提高圖像的對比分辨力，動態(tài)范圍等。類似的技術方案`都是基于接收孔徑數(shù)據(jù)的幅度信息和固定加權值來自適應計算變跡系數(shù)，主要存在三個問題:①對于基元間距較大的探頭，圖像處理效果較差，適應性存在一定缺陷；②變跡系數(shù)計算過程較復雜變跡系數(shù)過程中加權值是非實時變化的，與接收數(shù)據(jù)沒有關聯(lián)，造成了圖像橫向分辨率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種基于相位相干信息的自適應變跡方法，克服了傳統(tǒng)超聲成像信號處理過程中軸外信號的干擾、計算復雜、加權值不與接收數(shù)據(jù)關聯(lián)的問題。
[0006]根據(jù)本發(fā)明提供的技術方案，一種基于相位相干信息的自適應變跡方法，包括以下步驟:
[0007]步驟1:將從各個通道獲得的超聲信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；
[0008]步驟2:對經(jīng)過步驟I處理獲得的信號進行起始延遲、動態(tài)聚焦處理，得到處理后的各個通道信號I」，I < i < N，N是通道數(shù)；同時將每路信號延遲若干時鐘拍，等待自適應變跡系數(shù)獲??；[0009]步驟3:將步驟2輸入的信號做希爾伯特變換，通過CORDIC算法獲取各個通道的相應相位信息Phase」；
[0010]步驟4:對步驟3獲得的通道相位信息進行求平均
【權利要求】
1.一種基于相位相干信息的自適應變跡方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟1:將從各個通道獲得的超聲信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；步驟2:對經(jīng)過步驟I處理獲得的信號進行起始延遲、動態(tài)聚焦處理，得到處理后的各個通道信號I」，I < i < N，N是通道數(shù)；同時將每路信號延遲若干時鐘拍，等待自適應變跡系數(shù)獲??；步驟3:將步驟2輸入的信號做希爾伯特變換，通過CORDIC算法獲取各個通道的相應相位信息Phase」；步驟4:對步驟3獲得的通道相位信息進行求平均
2.如權利要求1所述的基于相位相干信息的自適應變跡方法，其特征在于，步驟2中的各路通道信號I」做多頻率子帶分解，得到各路通道信號的子帶信號I ^ j ^ Μ,其中M是信號分解頻率的個數(shù)，表示第i路通道信號的第j個子帶分量；然后將頻率相同的子帶信號歸類為M個集合，再輸入到步驟3。
3.如權利要求1所述的基于相位相干信息的自適應變跡方法，其特征在于，步驟6所述的幾何映射運算為高斯函數(shù)或者冪函數(shù)，高斯函數(shù)公式為:
【文檔編號】A61B8/00GK103584886SQ201310586596
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權日:2013年11月20日
【發(fā)明者】嚴凱, 張勇, 莫善玨 申請人:無錫祥生醫(yī)學影像有限責任公司