[发明专利]通过声扭曲和散焦的3维成像

权利要求书

1.一种使用来自二维(2-D)图像的信息来确定散射结构在三维 (3-D)空间中位置的方法，该方法包括如下动作：

使用特征化传感器阵列，所述特征化传感器阵列是指这样的传感器 阵列：其中在x、y和z维度上测量了从该传感器阵列发射的信号的强度 和形状，从该传感器阵列向目标物体发射信号，以生成目标物体的至少 一个2-D表示，所述2-D表示包括多个x、y坐标对以及至少一个候选散 射结构，所述候选散射结构包括由x、y坐标中至少一对所限定的形状；

将候选散射结构形状实质上限制到所述至少一对x、y坐标；以及

将候选散射结构形状的所述至少一对x、y坐标与第一坐标有关响应 函数相比较，以分配散射结构在3-D空间中的x、y和z位置。

2.如权利要求1所述的方法，还包括如下动作：使用第二坐标有 关响应函数，其中第一坐标响应函数包括表示由第一材料构成的第一散 射结构的特征，第二坐标有关响应函数代表表示第二材料的第二散射结 构。

3.如权利要求2所述的方法，其中，在将候选散射结构形状的所 述至少一对x、y坐标与坐标有关响应函数相比较的动作中，坐标有关响 应函数中的至少一个还将候选散射结构视图与散射结构尺寸相关联。

4.如权利要求1所述的方法，其中，在将候选散射结构形状的所 述至少一对x、y坐标与第一坐标有关响应函数相比较的动作中，该坐标 有关响应函数是查找表，所述查找表包括有关候选散射结构的x、y坐标 对与3-D空间中x、y和z位置之间的多个关系。

5.如权利要求1所述的方法，其中，在使用特征化传感器阵列的 动作中，由特征化传感器阵列发射的信号是非对称信号，所述方法还包 括使用所述非对称信号对散射结构扭曲和散焦进行偏置。

6.如权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括散射结构配准 处理，散射结构配准处理包括如下动作：

使用特征化传感器阵列，从该传感器阵列向目标物体发射信号，以 生成目标物体的至少第一2-D表示，所述2-D表示包括多个x、y坐标对 以及至少一个候选散射结构，所述候选散射结构包括由x、y坐标中至少 一对所限定的形状，其中所述散射结构实质上处于已知材料内，使得已 知大小的散射结构的第一图像处于所述特征化传感器阵列的聚焦区域 外；

在坐标有关查找表中记录图像形状和散射结构在3-D空间中的x、y 和z位置信息；

调整特征化传感器阵列相对于已知材料的位置；

使用特征化传感器阵列，从该传感器阵列向已知材料发射信号，以 捕获3-D空间中至少一个位置处已知大小的散射结构的至少第二2-D图 像，其中散射结构实质上处于已知材料内，使得已知大小的散射结构的 第二图像处于特征化传感器阵列的聚焦区域内；以及

在坐标有关查找表中记录图像形状和散射结构在3-D空间中的x、y 和z位置信息。

7.一种使用来自二维(2-D)图像的信息来确定散射结构在三维 (3-D)空间中位置的系统，该系统被配置来执行如下操作：

使用特征化传感器阵列，所述特征化传感器阵列是指这样的传感器 阵列：其中在x、y和z维度上测量了从该传感器阵列发射的信号的强度 和形状，从该传感器阵列向目标物体发射信号，以生成目标物体的至少 一个2-D表示，所述2-D表示包括阵列，以从传感器阵列向目标物体发 射信号，以生成至少多个x、y坐标对以及至少一个候选散射结构，所述 候选散射结构包括由x、y坐标中至少一对所限定的形状；

将候选散射结构形状实质上限制到所述至少一对x、y坐标；以及

将候选散射结构形状的所述至少一对x、y坐标与第一坐标有关响应 函数相比较，以分配散射结构在3-D空间中的x、y和z位置。

8.如权利要求7所述的系统，其中，该系统还配置有第二坐标有 关响应函数，其中第一坐标响应函数包括表示由第一材料构成的第一散 射结构的特征，第二坐标有关响应函数代表表示第二材料的第二散射结 构。