一種超聲系統發射信號的復合、成像方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發明實施例公開了一種超聲系統發射信號的復合、成像方法及裝置，其中，所述聲系統發射信號的復合方法包括：在所述超聲系統的探頭的帶寬范圍內，篩選得到每個發射信號的中心頻率；對于每個發射信號，根據所述發射信號的中心頻率得到的頻帶范圍對所述發射信號進行編碼；對所有發射信號的進行混合，生成混合發射信號。可以充分利用探頭的帶寬，且不需要多次發射，從而有效解決了當前技術中存在的由于發射頻帶過窄導致的效果不明顯的缺點和多次發射導致的時間分辨率下降的缺陷。
【專利說明】
一種超聲系統發射信號的復合、成像方法及裝置
技術領域
[0001]本發明涉及超聲波醫療成像技術領域，尤其涉及一種超聲系統發射信號的復合、 成像方法及裝置。【背景技術】
[0002]在超聲醫療成像系統中，人體組織對不同頻率的超聲波成分具有不同程度的衰減，高頻圖像雖然圖像較細膩，但由于衰減較快，穿透受到很大的限制，低頻圖像能獲得較好的穿透，但其分辨率較差。頻率復合成像技術就是利用這一特性，將不同頻帶的信號進行疊加復合，來提高和增強超聲圖像的空間分辨率及整體圖像的均勻一致性。
[0003]頻率復合成像技術一般通過發射具有幾種頻率的基波信號，同時采集不同頻率帶寬的超聲回波信號，然后將這些不同頻帶的信號進行疊加，在保證時間分辨率的同時，從而提尚圖像質量。
[0004]當前現有的頻率復合成像技術中，按其實現方式可分為兩種，第一種實現方式為: 在設定的物理掃描線位置發射一次具有一定帶寬超聲波，然后在同樣位置接收該次的超聲回波信號，將接收到回波信號經過不同的時間頻率曲線的解調和濾波處理得到不同的I/Q 信號，最后把這些I/Q信號進行線性疊加，從而得到頻率復合的圖像信號。這種頻率復合成像的方法保證了超聲圖像的時間分辨率，但其復合的頻率成分由于受到發射波形的限制， 通常局限于一定的窄帶范圍內，不能有效的利用探頭帶寬，頻率復合后得到的超聲圖像的空間分辨率及整體圖像的均勻一致性沒有得到顯著的改善。第二種實現方式為:在設定的同一物理掃描線位置發射多次超聲波，每次發射的超聲波頻率不同，此后，在該物理掃描線位置也進行相應的多次超聲回波信號的接收，并把接收到的不同回波信號經過與之相對應的時間頻率曲線的解調和濾波處理得到不同的I/Q信號，最后把這些I/Q信號進行線性疊加，從而得到頻率復合的圖像信號。這種頻率復合成像的方法雖然能較好地改善超聲圖像的空間分辨率及整體圖像的均勻一致性，卻犧牲了超聲圖像的時間分辨率，對心臟等運動較快的臟器不能適用。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明實施例提供一種超聲系統發射信號的復合、成像方法及裝置，以解決現有技術中超聲波成像無法同時保證空間分辨率和時間分辨率的技術問題。
[0006]第一方面，本發明實施例提供了一種超聲系統信號的復合方法，包括:[〇〇〇7]在所述超聲系統的探頭的帶寬范圍內，篩選得到每個發射信號的中心頻率；
[0008]對于每個發射信號，根據所述發射信號的中心頻率對所述發射信號進行編碼；
[0009]對所有發射信號的進行混合，生成混合發射信號。
[0010]第二方面，本發明實施例還提供了一種超聲系統復合信號的成像方法，包括:[〇〇11]接收超聲波復合信號的回波信號，并將所述超聲波編碼復合信號的回波信號轉換為數字信號將所述數字信號進行波束合成，生成射頻信號；
[0012]對所述射頻信號去混疊和解碼處理，并通過正交調制解調，生成同相正交信號；
[0013]根據正交調制解調后的信號進行成像處理，生成超聲波圖像。
[0014]第三方面，本發明實施例還提供了一種超聲系統信號的復合裝置，包括:
[0015]中心頻率篩選模塊，用于在所述超聲系統的探頭的帶寬范圍內，篩選得到每個發射信號的中心頻率；
[0016]編碼模塊，用于對于每個發射信號，根據所述發射信號的中心頻率得到的頻帶范圍對所述發射信號進行編碼；
[0017]混合模塊，用于對所有發射信號的進行混合，生成混合發射信號。
[0018]第四方面，本發明實施例還提供了一種超聲系統復合信號的成像裝置，包括:
[0019]轉換模塊，接收超聲波復合信號的回波信號，并將所述超聲波編碼復合信號的回波信號轉換為數字信號；
[0020]射頻信號生成模塊，用于將所述數字信號進行波束合成，生成射頻信號；
[0021]正交信號生成模塊，用于對所述射頻信號去混疊和解碼處理，并通過正交調制解調，生成同相正交信號；
[0022]成像模塊，用于將正交調制解調后的信號進行復合后進行成像處理，生成超聲波圖像。
[0023]本發明實施例提供的超聲系統發射信號的復合、成像方法及裝置，通過對不同發射頻帶的發射信號進行不同的編碼，然后將其混合后通過超聲換能器發射，對接收到的回波信號進行去多通道去混疊處理，再對去混疊后的多路信號進行解碼。可以充分利用探頭的帶寬，且不需要多次發射，從而有效解決了當前技術中存在的由于發射頻帶過窄導致的效果不明顯的缺點和多次發射導致的時間分辨率下降的缺陷。【附圖說明】[〇〇24]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:
[0025]圖1是本發明實施例一提供的超聲系統信號的復合方法的流程示意圖；
[0026]圖2是本發明實施例二提供的超聲系統信號的復合方法的流程示意圖；[〇〇27]圖3是本發明實施例三提供的超聲系統信號的復合方法的流程示意圖
[0028]圖4是本發明實施例四提供的超聲系統復合信號的成像方法的流程示意圖；
[0029]圖5是本發明實施例五提供的超聲系統復合信號的成像方法的流程示意圖；
[0030]圖6是本發明實施例六提供的超聲系統復合信號的成像方法的流程示意圖；[0031 ]圖7是本發明實施例七提供的超聲系統信號的復合裝置的結構示意圖；
[0032]圖8是本發明實施例八提供的超聲系統復合信號的成像裝置的結構示意圖。【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發明相關的部分而非全部內容。[〇〇34] 實施例一
[0035]圖1為本發明實施例一提供的超聲系統信號的復合方法的流程示意圖，本實施例可適用于對超聲波系統發射的掃查信號進行復合的情況，該方法可以由超聲系統信號的復合裝置來執行，該裝置可由軟件/硬件方式實現，并可集成于相應的超聲波檢測系統中。
[0036]參見圖1，所述超聲系統信號的復合方法，包括:
[0037]S110,在所述超聲系統的探頭的帶寬范圍內，篩選得到每個發射信號的中心頻率。
[0038]在傳統的單脈沖激勵超聲成像系統中，探頭的換能器晶片受脈沖激勵發射超聲波，圖像的軸向分辨率取決于換能器的脈沖響應。所發射的可以為一個較長時間的長脈沖信號。而在編碼超聲成像系統系統中，激勵信號可以是一定持續時間的連續信號。激勵信號的持續時間遠長于換能器的脈沖響應時間，因而可以增加信號攜帶的能量，提高超聲信號的平均功率。示例性的，采用基礎序列調制復合信號。在本實施例中，根據超聲波探頭的帶寬內，可以選取調制帶寬分別為(BW0，BW1，…，BW(N-l))，調制時長分別為(T0，T1，…，T(N-1))。根據上述探頭的技術指標特征，可以篩選得到每個發射信號的中心頻率。[〇〇39]S120,對于每個發射信號，根據所述發射信號的中心頻率得到的頻帶范圍對所述發射信號進行編碼。
[0040]示例性的，可以采用相位編碼方式對每個發射信號進行編碼，相位編碼方式又稱為二進制編碼方式。它是通過發射正負脈沖，調制發射波形的相位的方式來實現編碼的。在本實施例中，可以通過如下方式實現對發射信號的編碼:[0041 ] base_excitat1n(i)=cos(2*pi*(fstart(i)*t+BW(i)/2/Time0fFM*t?~2));其中，base_excitat1n(i)為編碼波形，i為發射信號序號，fstart(i)為每個發射信號的起始頻率，BW( i)為發射信號的調制帶寬，TimeOfFM為編碼信號的調制時長，t = (0，……，1 /Tx_ fs，2/Tx_fs，……TimeOfFM) 〇
[0042]S130,對所有發射信號的進行混合，生成混合發射信號。
[0043]示例性的，可以采用波形疊加的方式，實現對發射信號的混合。例如，采用如下方式混合發射信號的波形:
[0044]WaveForm = excitat1n(kl) + excitat1n(k2) +…+excitat1n(Kn)，其中 eXCitat1n(ki)為發射信號序號對應的發射信號波形。
[0045]本實施例提供的超聲系統信號的復合方法，通過對不同發射頻帶的發射信號進行不同的編碼。可以充分利用探頭的帶寬，且不需要多次發射，從而有效解決了當前技術中存在的由于發射頻帶過窄導致的效果不明顯的缺點和多次發射導致的時間分辨率下降的缺陷。
[0046]在本實施例的一個可選實施方式中，將所述對于每個發射信號，根據所述發射信號的中心頻率對所述發射信號進行編碼，具體優化為:根據所述發射信號的中心頻率確定所述發射信號的波形;對所述發射信號的波形進行加窗處理。根據頻率可以對每個發射信號進行編碼，生成發射信號的波形。由于發射信號的波形為脈沖波形，不一定適合探頭發射。在本實施例中，通過加窗函數對發射信號的波形進行處理，將脈沖信號處理正弦或者余弦波形，以更符合探頭的發射需求。[〇〇47] 實施例二
[0048]圖2是本發明實施例二提供的超聲系統信號的復合方法的流程示意圖。本實施例以上述實施例為基礎，將所述在所述超聲系統的探頭的帶寬范圍內，篩選得到每個發射信號的中心頻率，具體優化為:根據調制帶寬確定分數傅里葉變換域的能量最佳聚集的旋轉角度;根根據所述旋轉角度根據所述旋轉角度因子計算所述每個發射信號的帶寬范圍。
[0049]相應的，本實施例所提供的超聲系統信號的復合方法，具體包括:
[0050]S210,根據調制帶寬確定分數傅里葉變換域的能量最佳聚集的旋轉角度。
[0051]超聲波系統所發射的多個脈沖信號，可以看做為周期信號，對于該周期信號，具有如下特性:隨著信號的分數階域逐漸增大，信號能量逐漸聚集，到頻域表現為沖擊函數。基于此特性，可以根據分數階傅里葉變換，確定唯一的影響因子旋轉角度因子。
[0052]具體的，可以通過如下公式計算得到旋轉角度因子:
[0053]aifa= l_2/pi*atan(Tx_fs/BandWidth0fFM);其中，aifa為旋轉角度因子；Tx_fs 表示系統發射的采樣頻率;BandWidthOfFM表示編碼信號的調制帶寬。[〇〇54]S220,根據所述旋轉角度根據所述旋轉角度因子計算所述每個發射信號的帶寬范圍。
[0055]對于任意一個超聲波系統的探頭，其驅動頻率根據不同的診斷目的可以設定為不同的頻率。并且驅動頻率在設定的中心頻率時，工作效率最高。掃查信號集合中每個掃查信號的頻率應該在探頭的中心頻率的一定范圍內。并可根據掃查信號集合中每個掃查信號的相對頻率和探頭的中心頻率計算得到掃查信號集合中每個掃查信號的頻率。具體的，可以通過如下公式計算得到:
[0056]對于掃查信號集合在時域頻域平面可以顯示為若干個過0點的線段圖像，其中每個過〇點的線段都代表了掃查信號集合中每個掃查信號的相對頻率。[〇〇57]具體的，可以通過如下公式計算:
[0058]Bw_tx(i) = 4*nZ*abs(sin(aifa*pi/2) )/Ti ;nZ為常數，一般取 1，Ti為調制時長；
[0059]在fi為探頭中心頻率時，發射信號在分數傅里葉變換域的最低頻率為14)(1)=行-Bw_tx (i) /2，最高頻率為 Hp (i) = f i+Bw_tx (i) /2。
[0060]S230,對于每個發射信號，根據所述發射信號的中心頻率得到的頻帶范圍對所述發射信號進行編碼。
[0061]S240,對所有發射信號的進行混合，生成混合發射信號。
[0062]本實施例通過將根據調制帶寬確定分數傅里葉變換域的能量最佳聚集的旋轉角度;根據所述旋轉角度根據所述旋轉角度因子計算所述每個發射信號的帶寬范圍。可以根據探頭發射的發射信號確定每個發射信號的帶寬范圍。[〇〇63] 實施例三
[0064]圖3是本發明實施例三提供的超聲系統信號的復合方法的流程示意圖。本實施例以上述實施例為基礎，將根據所述發射信號的中心頻率得到的頻帶范圍對所述發射信號進行編碼，具體優化為:根據相鄰發射信號之間的帶寬范圍與衰減系數的差值選取發射信號的中心頻率，并對選取的發射信號進行編碼。
[0065]相應的，本實施例所提供的超聲系統信號的復合方法，具體包括:
[0066]S310,根據調制帶寬確定分數傅里葉變換域的能量最佳聚集的旋轉角度。
[0067]S320,根據所述旋轉角度根據所述旋轉角度因子計算所述每個發射信號的的帶寬范圍。[〇〇68]S330,根據相鄰發射信號之間的帶寬范圍與衰減系數的差值選取發射信號的中心頻率，并對選取的發射信號進行編碼。
[0069]對于相鄰的發射信號，下一個發射信號的最高頻率與上一個發射信號的最低頻率之間應該設有一個頻帶范圍，防止相鄰的發射信號頻率產生交疊，保證。在本實施例中，通過根據相鄰發射信號之間的帶寬范圍與衰減系數的差值之間的關系選取合適的發射信號。 示例性的，當分數傅里葉變換的旋轉因子為aifa(i)時，可以求出相鄰的第1-1個頻率成分發射信號的最高頻率和第i+1個頻率的最低頻率:
[0070]當aifa(i_l) = =aifa(i)時:Hp(i_l) = f( i_l )+2*nZ*abs(sin(aifa( i)*pi/2))/ T(1-l)〇[0071 ]當 aifa(i_l)!=aifa(i)時:Hp(1-l) = f(1-l) + (BW(1-l)/sin(aifa(i_l)*pi/2)* 3匕8(8；[11(&11^(；[-1)*卩；[/2-&11^(；〇*卩；[/2)))/2;其中&匕8()表示取絕對值。
[0072]當aifa(i+l) = =aifa(i)時:Lp(i+1) = f( i+1 )_2*nZ*abs(sin(aifa( i)*pi/2))/ T(i+l)〇
[0073]當 aifa(i+l)!=aifa(i)時:Lp(i+l) = f(i+l)_(BW(i+l)/sin(aifa(i+l)*pi/2)* abs(sin(aifa(i+1)*pi/2-aifa(i)*pi/2)))/2 ；[〇〇74]為了保證在分數傅里葉變換域能提取出來，必須滿足以下兩個條件:
[0075]Hp(i)〈 = Lp(i+l)_Lp(i+l)*D*f_Atten;
[0076]Lp(i)-Lp(i)*D*f_Atten> = Hp(i_l)
[0077]D表示當前的掃查深度，f_Atten表示頻率隨深度變化的衰減系數。
[0078]選取符合上面條件的中心頻率的發射信號，進行編碼發射;對于不符合上面條件的中心頻率的發射信號，不進行編碼發射。[〇〇79]本實施例通過將根據所述發射信號的中心頻率得到的頻帶范圍對所述發射信號進行編碼，具體優化為:根據相鄰發射信號之間的帶寬范圍與衰減系數的差值選取發射信號的中心頻率，并對選取的發射信號進行編碼。可以避免相鄰發射信號的交疊，能夠從分數階傅里葉變化域中提取出來。
[0080]實施例四
[0081]圖4為本發明實施例四提供的超聲系統復合信號的成像方法的流程示意圖，本實施例可適用于對超聲波系統復合掃查信號成像的情況，該方法可以由超聲系統復合信號的成像來執行，該裝置可由軟件/硬件方式實現，并可集成于相應的超聲波檢測系統中。
[0082]參見圖4,所述超聲系統復合信號，包括:
[0083]S410,接收超聲波編碼回波信號，并將所述超聲波編碼回波信號轉換為數字信號。
[0084]超聲波系統中的超聲波探頭用于發射超聲波和接收超聲波回波。并通過波回波的放大、濾波和模擬數字轉換，得到數字化超聲波回波;所述接收裝置可以包括順序連接的低噪聲放大電路、抗混疊濾波電路和數字模擬轉換電路。所述低噪聲放大電路與所述超聲波探頭連接。[〇〇85]S420,將所述數字信號進行波束合成，生成射頻信號。
[0086]波束合成是指將一定集合形狀排列的多元基陣中各振元的輸出經過延遲、加權和求和等出來后，使輸出具有空間指向性。示例性的，可以采用延遲疊加的方法，獲得超聲波射頻數據。[〇〇87]S430,對所述射頻信號去混疊和解碼處理，并通過正交解調，生成同相正交信號。
[0088]示例性的，可以采用抗混濾波去器，在采樣頻率不變的前提下，通過設定好頻率的低通濾波器濾掉不需出現的頻率成分。由于輸入的信號包括I/Q兩部分，需要通過正交解調，以生成同相的正交信號。[〇〇89]S440,將正交調制解調后的信號進行復合后進行成像處理，生成超聲波圖像。[〇〇9〇]將不同鏈路輸出的信號進行復合。示例性的，可采用如下方式計算:
[0091]Sig_Comp = aO*Sig_IQ(0)+al*Sig_IQ(l)+…+a(N-l)*Sig_IQ(N-l)，其中，a(i)表示加權系數。
[0092]本實施例通過對接收到的超聲波信號進行去混疊和解碼處理，將接收到的編碼信號處理，生成同相正交信號，可以實現對復合信號的成像，在改善超聲圖像的空間分辨率及整體圖像的均勻一致性的同時，保證了超聲圖像的時間分辨率。[〇〇93]實施例五
[0094]圖5是本發明實施例五提供的超聲系統復合信號的成像方法的流程示意圖。本實施例以上述實施例為基礎，將射頻信號去混疊，具體優化為:對所述射頻信號進行所述旋轉角度因子的分數階傅里葉變換;對濾波后的射頻信號進行逆分數階傅里葉變換。根據所述分數階傅里葉變換的旋轉角度因子設定對應的帶通濾波器的截止頻率，并采用所述對應的帶通濾波器過濾所述分數階傅里葉變換后的射頻信號;對濾波后的射頻信號進行逆分數階傅里葉變換。
[0095]參見圖5,所述超聲系統復合信號的成像方法，包括:
[0096]S510,接收超聲波編碼回波信號，并將所述超聲波編碼回波信號轉換為數字信號。
[0097]S520,將所述數字信號進行波束合成，生成射頻信號。
[0098]S530,根據接收信號的采樣頻率和發送的發射信號的帶寬確定所述發射信號的分數階傅里葉變換的旋轉角度因子。
[0099]示例性的，可以采用如下公式計算:[〇1〇〇]aifa_rx(i) = l_2/pi*atan(Rx_fs/BW(i))，其中Rx_fs表示接收信號的采樣頻率，BW(i)為構成射頻信號的第i個發射信號對應的回波信號的調制帶寬。
[0101]S540,對所述射頻信號進行所述旋轉角度因子的分數階傅里葉變換。[〇1〇2]示例性的，采用ig_frft(i) =frft(sig，aifa_rx(i))對射頻信號進行分數階傅里葉變換，frft(.)表示分數階傅里葉變換。[〇1〇3]S550,根據所述分數階傅里葉變換的旋轉角度因子設定對應的帶通濾波器的截止頻率，并采用所述對應的帶通濾波器過濾所述分數階傅里葉變換后的射頻信號。
[0104]對于射頻信號sig，可以送入多個中心頻率不同的帶通濾波器。對于帶通濾波器的截止根據接收信號的采樣頻率和每個發射信號的帶寬確定可以根據如下方式進行計算:
[0105]對于第i個帶通濾波器，確定該帶通濾波器可通過信號的分數階傅里葉變換的旋轉角度因子，示例性的，可以采用如下公式計算:
[0106]aifa_rx(i) = l_2/pi*atan(Rx_f s/BW( i))，其中，Rx_f s表示接收信號的采樣頻率，BW(i)為構成射頻信號的第i個發射信號對應的回波信號的調制帶寬。
[0107]相應的，相應的分數傅里葉變換后第nZ個過0帶寬為:
[0108]Bw_Sig_rx( i) = 4*nZ*abs(sin(aifa_rx(i )*pi/2) )/Ti ;其中，nZ nZ為常數，一般取l，Ti為調制時長；
[0109]相應的，對應的帶通濾波器Hi的上下截止頻率分別為:
[0110]Bandfilter_lowFreq = f_bp_i_Bw_Sig_rx(i)/2-D*f_Atten*(f_bp_i_Bw_Sig_rx ⑴/2);
[0111]Bandf i11er_h i ghFre q = f_bp_i+Bw_S i g_rx(i)/2；
[0112]其中，f_bp」帶通濾波器Hi的中心頻率;為D表示最大掃查深度;f_Atten表示頻率隨深度變化的衰減系數;可以根據上述截止頻率設計多個FIR或者IIR濾波器，并將轉換后的射頻信號輸入按照上述要求設計的帶通濾波器進行濾波。
[0113]S560，對濾波后的射頻信號進行逆分數階傅里葉變換。
[0114]示例性的，對濾波后的射頻信號進行逆分數階傅里葉變換，使濾波后的射頻信號恢復至原有的頻率。
[0115]S570,對去混疊后的信號解碼處理，并通過正交解調，生成同相正交信號。[〇116]S580,將正交調制解調后的信號進行復合后進行成像處理，生成超聲波圖像。[〇117]本實施例通過將射頻信號去混疊，具體優化為:對所述射頻信號進行所述旋轉角度因子的分數階傅里葉變換;根據所述分數階傅里葉變換的旋轉角度因子設定對應的帶通濾波器的截止頻率，并采用所述對應的帶通濾波器過濾所述分數階傅里葉變換后的射頻信號;對濾波后的射頻信號進行逆分數階傅里葉變換。通過設定相應的帶通濾波器能夠對射頻信號進行過濾，去除雜波，提高復合信號的成像質量。[〇118]實施例六
[0119]圖6是本發明實施例五提供的超聲系統復合信號的成像方法的流程示意圖。本實施例以上述實施例為基礎，將射頻信號去混疊，具體優化為:對根據接收信號的采樣頻率和發送的發射信號的帶寬確定所述發射信號的分數階傅里葉變換的旋轉角度因子;計算帶通濾波器的系統函數;將所述射頻信號與帶通濾波器的系統函數進行分數階圓周卷積運算， 獲取去混疊后的輸出信號。
[0120]參見圖6,所述超聲系統復合信號的成像方法，包括:
[0121]S610,接收超聲波復合信號的回波信號，并將所述超聲波編碼復合信號的回波信號轉換為數字信號。
[0122]S620,將所述數字信號進行波束合成，生成射頻信號。
[0123]S630,根據接收信號的采樣頻率和發送的發射信號的帶寬確定所述發射信號的分數階傅里葉變換的旋轉角度因子。
[0124]S640,計算帶通濾波器的系統函數。
[0125]在本實施例中，帶通濾波器是按照程序計算信號，達到濾波的目的。通過對數字濾波器的存儲器編寫程序，就可以實現各種濾波功能。數字濾波器是一個離散時間系統(按預定的算法，將輸入離散時間信號(對應數字頻率)轉換為所要求的輸出離散時間信號的特定功能裝置)。需要根據設計要求將技術指標轉換為相應的系統函數。示例性的，可以通過如下方式計算得到:
[0126]對 Bp_filter( i)點乘以exp(_j*cot (aifa_rx(k) )*i ~2*(Rx_fs/M) ~2)，其中k = (0,1，…M-l)，M為濾波器Bp_filter(i)，并對相乘后的結果做-aifa_rx(i)的分數傅里葉變換，得到濾波器相應C(i);
[0127]S650,將所述射頻信號與帶通濾波器的系統函數進行分數階圓周卷積運算，得到去混疊后的輸出信號。
[0128]示例性的，可以將信號Sig與濾波器C(i)進行aifa_rx(i)階的分數階圓周卷積，獲得輸出信號Sig_out(i)。
[0129]本實施例通過將射頻信號去混疊，具體優化為:對根據接收信號的采樣頻率和發送的發射信號的帶寬確定所述發射信號的分數階傅里葉變換的旋轉角度因子;計算帶通濾波器的系統函數;將所述射頻信號與帶通濾波器的系統函數進行分數階圓周卷積運算，獲取去混疊后的輸出信號。利用分數階圓周卷積定理，根據連續線性調頻信號的卷積關系對接收到的信號進行去混疊處理，可以準確的得到去混疊的信號。
[0130]實施例七
[0131]圖7是本發明實施例七提供的超聲系統信號的復合裝置的結構示意圖，如圖7所示，所述裝置包括:
[0132]中心頻率篩選模塊710,用于在所述超聲系統的探頭的帶寬范圍內，篩選得到每個發射信號的中心頻率；
[0133]編碼模塊720,用于對于每個發射信號，根據所述發射信號的中心頻率得到的頻帶范圍對所述發射信號進行編碼；
[0134]混合模塊730，用于對所有發射信號的進行混合，生成混合發射信號。
[0135]本實施例提供的超聲系統信號的復合裝置，通過對不同發射頻帶的發射信號進行不同的編碼。可以充分利用探頭的帶寬，且不需要多次發射，從而有效解決了當前技術中存在的由于發射頻帶過窄導致的效果不明顯的缺點和多次發射導致的時間分辨率下降的缺陷。
[0136]在上述各實施例的基礎上，所述中心頻率篩選模塊用于:
[0137]根據調制帶寬確定分數傅里葉變換域的能量最佳聚集的旋轉角度；
[0138]根據所述旋轉角度根據所述旋轉角度因子計算所述每個發射信號的帶寬范圍。
[0139]在上述各實施例的基礎上，所述編碼模塊用于:[〇14〇]根據相鄰發射信號之間的帶寬范圍與衰減系數的差值選取發射信號的中心頻率， 并對選取的發射信號進行編碼。
[0141]在上述各實施例的基礎上，所述編碼裝置用于:
[0142]根據所述發射信號的中心頻率確定所述發射信號的波形；
[0143]對所述發射信號的波形進行加窗處理。
[0144]本發明實施例所提供的超聲系統信號的復合裝置可用于執行本發明任意實施例提供的高超聲系統信號的復合方法，具備相應的功能模塊，實現相同的有益效果。
[0145]實施例八
[0146]圖8是本發明實施例八提供的超聲系統復合信號的成像裝置的結構示意圖，如圖8 所示，所述裝置包括:
[0147]轉換模塊810,用于接收超聲波復合信號的回波信號，并將所述超聲波編碼復合信號的回波信號轉換為數字信號；[〇148]射頻信號生成模塊820,用于將所述數字信號進行波束合成，生成射頻信號；
[0149]正交信號生成模塊830,用于對所述射頻信號去混疊和解碼處理，并通過正交調制解調，生成同相正交信號；
[0150]成像模塊840,用于將正交調制解調后的信號進行復合后進行成像處理，生成超聲波圖像。[〇151]本實施例提供的超聲系統復合信號的成像裝置，通過對接收到的超聲波信號進行去混疊和解碼處理，將接收到的編碼信號處理，生成同相正交信號，可以實現對復合信號的成像，在改善超聲圖像的空間分辨率及整體圖像的均勻一致性的同時，保證了超聲圖像的時間分辨率。
[0152]在上述各實施例的基礎上，所述正交信號生成模塊用于:
[0153]根據接收信號的采樣頻率和發送的發射信號的帶寬確定所述發射信號的分數階傅里葉變換的旋轉角度因子；
[0154]對所述射頻信號進行所述旋轉角度因子的分數階傅里葉變換；
[0155]根據所述分數階傅里葉變換的旋轉角度因子設定對應的帶通濾波器的截止頻率， 并采用所述對應的帶通濾波器過濾所述分數階傅里葉變換后的射頻信號；
[0156]對濾波后的射頻信號進行逆分數階傅里葉變換。
[0157]在上述各實施例的基礎上，所述正交信號生成模塊用于:
[0158]根據接收信號的采樣頻率和發送的發射信號的帶寬確定所述發射信號的分數階傅里葉變換的旋轉角度因子；
[0159]計算帶通濾波器的系統函數；
[0160]將所述射頻信號與帶通濾波器的系統函數進行分數階圓周卷積運算，得到去混疊后的輸出信號。
[0161]本發明實施例所提供的超聲系統復合信號的成像裝置可用于執行本發明任意實施例提供的超聲系統復合信號的成像方法，具備相應的功能模塊，實現相同的有益效果。
[0162]顯然，本領域技術人員應該明白，上述的本發明的各模塊或各操作可以通過如上所述的終端設備實施。可選地，本發明實施例可以用計算機裝置可執行的程序來實現，從而可以將它們存儲在存儲裝置中由處理器來執行，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質中，上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等;或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或操作制作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明不限制于任何特定的硬件和軟件的結合。
[0163]注意，上述僅為本發明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解， 本發明不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、 重新調整和替代而不會脫離本發明的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發明進行了較為詳細的說明，但是本發明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發明構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發明的范圍由所附的權利要求范圍決定。
【主權項】
1.一種超聲系統信號的復合方法，其特征在于，所述方法包括:在所述超聲系統的探頭的帶寬范圍內，篩選得到每個發射信號的中心頻率；對于每個發射信號，根據所述發射信號的中心頻率得到的頻帶范圍對所述發射信號進 行編碼；對所有發射信號的進行混合，生成混合發射信號。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述超聲系統的探頭的帶寬范圍 內，篩選得到每個發射信號的中心頻率，包括:根據調制帶寬確定分數傅里葉變換域的能量最佳聚集的旋轉角度；根據所述旋轉角度根據所述旋轉角度因子計算所述每個發射信號的帶寬范圍。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述發射信號的中心頻率得到的 頻帶范圍對所述發射信號進行編碼，包括:根據相鄰發射信號之間的帶寬范圍與衰減系數的差值選取發射信號的中心頻率，并對 選取的發射信號進行編碼。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對于每個發射信號，根據所述發射信 號的中心頻率對所述發射信號進行編碼，包括:根據所述發射信號的中心頻率確定所述發射信號的波形；對所述發射信號的波形進行加窗處理。5.—種超聲系統復合信號的成像方法，其特征在于，所述方法包括:接收超聲波復合信號的回波信號，并將所述復合信號的回波信號轉換為數字信號；將所述數字信號進行波束合成，生成射頻信號；對所述射頻信號按照采樣頻率和每個信號的調制帶寬去混疊和解碼處理，并通過正交 調制解調，生成同相正交信號；將正交調制解調后的信號進行復合后進行成像處理，生成超聲波圖像。6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述按照采樣頻率和組成復合信號的每個 信號的調制帶寬去混疊，包括:根據接收信號的采樣頻率和發送的發射信號的帶寬確定所述發射信號的分數階傅里 葉變換的旋轉角度因子；對所述射頻信號進行所述旋轉角度因子的分數階傅里葉變換；根據所述分數階傅里葉變換的旋轉角度因子設定對應的帶通濾波器的截止頻率，并采 用所述對應的帶通濾波器過濾所述分數階傅里葉變換后的射頻信號；對濾波后的射頻信號進行逆分數階傅里葉變換。7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述按照采樣頻率和組成復合信號的每個 信號的調制帶寬去混疊，包括:根據接收信號的采樣頻率和發送的發射信號的帶寬確定所述發射信號的分數階傅里 葉變換的旋轉角度因子；計算帶通濾波器的系統函數；將所述射頻信號與帶通濾波器的系統函數進行分數階圓周卷積運算，得到去混疊后的 輸出信號。8.—種超聲系統信號的復合裝置，其特征在于，所述裝置包括:中心頻率篩選模塊，用于在所述超聲系統的探頭的帶寬范圍內，篩選得到每個發射信 號的中心頻率；編碼模塊，用于對于每個發射信號，根據所述發射信號的中心頻率得到的頻帶范圍對 所述發射信號進行編碼；混合模塊，用于對所有發射信號的進行混合，生成混合發射信號。9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述中心頻率篩選模塊用于:根據調制帶寬確定分數傅里葉變換域的能量最佳聚集的旋轉角度；根據所述旋轉角度根據所述旋轉角度因子計算所述每個發射信號的帶寬范圍。10.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述編碼模塊用于:根據相鄰發射信號之間的帶寬范圍與衰減系數的差值選取發射信號的中心頻率，并對 選取的發射信號進行編碼。11.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述編碼裝置用于:根據所述發射信號的中心頻率確定所述發射信號的波形；對所述發射信號的波形進行加窗處理。12.—種超聲系統復合信號的成像裝置，其特征在于，所述裝置包括:轉換模塊，接收超聲波復合信號的回波信號，并將所述超聲波編碼復合信號的回波信 號轉換為數字信號；射頻信號生成模塊，用于將所述數字信號進行波束合成，生成射頻信號；正交信號生成模塊，用于對所述射頻信號按照采樣頻率和組成復合信號的每個信號的 調制帶寬去混疊和解碼處理，并通過正交調制解調，生成同相正交信號；成像模塊，用于將正交調制解調后的信號進行復合后進行成像處理，生成超聲波圖像。13.根據權利要求12所述的裝置，其特征在于，所述正交信號生成模塊用于:根據接收信號的采樣頻率和發送的發射信號的帶寬確定所述發射信號的分數階傅里 葉變換的旋轉角度因子；對所述射頻信號進行所述旋轉角度因子的分數階傅里葉變換；根據所述分數階傅里葉變換的旋轉角度因子設定對應的帶通濾波器的截止頻率，并采 用所述對應的帶通濾波器過濾所述分數階傅里葉變換后的射頻信號；對濾波后的射頻信號進行逆分數階傅里葉變換。14.根據權利要求12所述的裝置，其特征在于，所述正交信號生成模塊用于:根據接收信號的采樣頻率和發送的發射信號的帶寬確定所述發射信號的分數階傅里 葉變換的旋轉角度因子；計算帶通濾波器的系統函數；將所述射頻信號與帶通濾波器的系統函數進行分數階圓周卷積運算，得到去混疊后的 輸出信號。
【文檔編號】A61B8/00GK105997142SQ201610407721
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月12日
【發明人】郭建軍, 陳惠人
【申請人】飛依諾科技(蘇州)有限公司