[发明专利]一种超声成像后处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于超声成像技术领域，具体涉及超声成像处理实现技术，具体涉及一种超声成像后处理方法及装置。

背景技术

当前的超声成像仪器主要是采用脉冲回波的工作方式，利用换能器阵列发射超声窄脉冲，换能器阵列接收信号，然后通过聚焦波束形成提高散射目标的信号强度，波束形成后的信号经过正交解调及下变频取包络等处理，最后送于成像显示系统。目前，国内外研究者致力于设备的实时性、小型化、低功耗以及低成本。设备的小型化有利于超声成像设备用于户外、紧急医疗等，同时低成本、低功耗有利于设备在发展中国家的普及。

目前大多数商用超声成像系统都是基于PC平台或是基于微处理器架构的数字信号处理器。软件实现相对于专用系统而言，具有较大的灵活性，但是功耗较大，相对于高速处理，比如射频信号的处理，占用的资源较多，不易于实现。

正交解调方法从历史发展来看，主要存在三大类数字解调的方法：第一种为基于数字矫正的算法(准数字方法)。该方法主要是利用对模拟混频处理后的正交I、Q分量分别进行数字采样，然后利用数字方法来进行相位、幅度等失衡进行补偿，这种方法在现代的数字系统中已经不多见了。第二种是基于数字混频的算法，利用数字混频获取正交I、Q分量的方法能够有效的消除解调中不平衡。第三种为基于Hilbert变换的方法，该方法利用相移通道来获取正交分量，从而得到原信号的解析信号，由于该方法利用数字实现，所以同样可以减少失衡问题。

现有超声成像后处理基本上都采用Hilbert方法，该种方法中使用的滤波器长度一般较长，实现时占用的运算资源、存储资源相对较高，处理时使用的功耗相对较高，不是十分适用于实时处理。现有技术的级联积分梳状滤波器结构用于通信领域的软件无线电中，但是在超声成像系统中并未记载过将这种滤波器应用于超声成像领域中。

由于在超声成像系统中，经过前端处理后的信号频率较高，传输以及存储相对困难，需要经过正交下解调以及下采样后降低数据率。但是处理数据的频率较高，实现有一定的复杂度，本发明针对这个问题提出了一种实现方法，该方法适用于实时处理，对数据处理非常有效。

发明内容

本发明的目的在于，为解决上述问题，提供了一种超声成像后处理方法及装置。

本发明一个目的为提供一种超声成像后处理方法，适用于超声成像中高速处理后端。利用混频结构进行超声成像的后端处理有利于简化滤波器的设计要求。利用基于级联积分梳状滤波器的结构来处理超声成像后端信号。

本方法的另一目的在于减少实现时的运算量，该方法利用的梳状滤波器不需要大量的乘法，可以极大的减少硬件系统设计的难度，同时实现了下采样与滤波器的级联，有效的减少了后端的数据率，为实时成像后端处理做好了准备。

本发明提供一种超声成像后处理方法，该方法用于处理超声成像前端的输出信号，包括：

步骤1，对超声成像前端的输出信号进行混频处理，得到高速超声信号的正交1分量和Q分量；

步骤2，利用级联积分梳状滤波器对两路正交信号进行低通处理，同时在级联积分梳状滤波器中间进行下采样。

优化的，所述方法还包含利用利用矫正滤波器修正级联积分梳状滤波器频率响应的过渡带的步骤。进一步优化的，所述矫正滤波器采用数字矫正滤波器。

可选的，所述混频为将超声成像前端的输出信号乘以超声探头中心频率余弦和正弦两路正交信号，且所述混频使用全数字处理。

所述步骤2进一步包含如下步骤：

步骤2-1，把混频后的正交1分量和Q分量送入级联积分滤波器中，得到输出信号I_i(n)以及Q_i(n)；

步骤2-2，对I_i(n)以及Q_i(n)信号按照后端处理的要求进行下采样，得到下采样信号为I_id(n)以及Q_id(n)；

步骤2-3，对I_id(n)以及Q_id(n)通过级联梳状滤波器进行处理，得到的滤波器输出信号为I_idc(n)以及Q_idc(n)信号。

基于上述方法，本发明提供一种超声成像后处理装置，该装置用于处理超声成像前端的输出信号，所述装置包括：

混频单元，对超声成像前端的输出信号进行混频处理，得到高速超声信号的正交1分量和Q分量；

级联积分梳状滤波器，对两路正交信号进行低通处理，同时在级联积分梳状滤波器中间进行下采样。