[发明专利]一种合成孔径超声成像运动补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及运动补偿方法，特别地，涉及一种用于合成孔径超声成像的运动补偿方法。

背景技术

在合成孔径聚焦成像中，通过非聚焦声源发射，全体阵元接收的方式，对接收的数据进行逐点波束形成，来实现一次发射得到一幅低质量图像（LRI），再通过多幅低质量图相干相加得到高质量图（HRI），从而在组织没有运动的情况下，实现发射和接收逐点聚焦，提高图像的分辨率。但是低质量图间的组织运动会降低低质量图像间的相干性，从而影响成像质量。解决该问题有两种途径，一种是提高系统帧率，使两幅低质量图之间的运动位移很小，另一种是对低质量图间的位移进行补偿。在参考文献1“Kim  Gammelmark and  Arendt Jensen.Duplex Synthetic Aperture Imaging with Tissue Motion Compensation[C].2003 IEEE Ultrasonics symposium.1571-1573”中，Gammelmark和Jensen提出的二倍运动补偿方法在两次合成孔径发射之间加入一次额外的发射，通过这些额外发射的回波数据合成的高质量图进行组织运动方向和速率的估计，并用这些估计值对低质量图进行运动补偿。该方法进行二维运动估计，补偿效果好，但是运算复杂度太高，很难实时实现。

组织位移可以分解为横向分量和轴向分量，有研究表明影响合成孔径成像质量的主要是轴向位移分量。在参考文献2“Billy Y.S.Yiu,Ivan K.H.Tsang,and Alfred C.H.Yu.A Modified Synthetic Aperture Imaging Approach with Axial Motion Compensation[C].2008IEEE International Ultrasonics Symposium Proceedings.1254-1257”中，Billy等提出的轴向运动补偿方法，其发射策略是对二倍运动补偿方法的简化，即用于运动估计的数据都由中心阵元发射得到，整幅低质量图的轴向位移定义为两次中心发射各个通道接收回波估计位移的平均值。该方法只对成像平面轴向运动速率均匀的情况有效。而对于在成像平面不同侧向位置的轴向位移不同的情况，则无法进行有效的运动补偿。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术无法对在成像平面不同侧向位置的轴向位移不同的情况进行有效运动补偿的缺陷，从而提供可以对成像平面轴向运动速率均匀的情况进行有效的运动补偿的合成孔径超声成像运动补偿方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种合成孔径超声成像运动补偿方法，应用于包含N个阵元的阵列中，该方法包括：

步骤1）、获取合成孔径成像数据，对所述合成孔径成像数据做波束形成得到低质量图LRI，以及获取运动估计数据，对所述运动估计数据做波束形成获得低质量图VCI；所述获取合成孔径成像数据的操作执行多次，所述获取运动估计数据的操作执行多次，相邻两次获取合成孔径成像数据的操作之间包含一次获取运动估计数据的操作；

步骤2）、对一系列VCI进行运动位移估计，得到LRI间的每根扫描线的运动估计值D；

步骤3）、用所述运动估计值D对所述LRI的每根扫描线分别进行补偿，得到补偿后的低质量图像CLRI；

步骤4）、将第一幅低质量图像LRI以及所有CLRI相加，得到高质量图HRI。

上述技术方案中，所述步骤1）具体包括：

步骤101）、采用所述阵列中的第1个阵元发射信号，由所述阵列中的第1到第N个阵元接收信号，每个阵元的采样点数为P，对各个阵元所接收的信号进行波束形成，得到第1幅低质量图像LRI；该图中共有M根扫描线，每根扫描线有P个采样点；

步骤102）、采用所述阵列中的中间阵元发射信号，由所述阵列中的第1到第N个阵元接收信号，每个阵元的采样点数为P，对各个阵元所接收的信号进行波束形成，得到第1幅用于运动估计的低质量图像VCI，该图中共有M根扫描线，每根扫描线有P个采样点；

步骤103）、采用所述阵列中的第2个阵元发射信号，所述阵列中的第1到第N个阵元分别接收信号，每个阵元的采样点数为P，对各个阵元所接收的信号进行波束形成，得到第2幅低质量图像LRI，该图中共有M根扫描线，每根扫描线有P个采样点；