[发明专利]一种带有截断因子的高鲁棒性符号相干系数超声成像方法

说明书

本发明涉及一种带有截断因子的高鲁棒性符号相干系数超声成像方法，属于超声成像技术领域。该方法包括：S1：对超声阵元接收的回波信号进行预处理；S2：提取出各个单发全收模式下的回波数据的符号值；S3：在合成孔径模式下，依次得到符号相干系数表；S4：求取各个发射孔径下的符号相干系数表均值作为当前符号相干系数表的截断阈值；S5：利用该截断阈值对回波符号相干系数进行截断处理；S6：对回波构成的延时叠加波束形成器的输出进行加权，依次得到单发全收模式下的单帧成像子图；S7：对多张单发全收模式下的成像子图进行空间复合，得到最终成像结果；本发明能在几乎不损失符号相干系数分辨率性能的同时，大幅度提高背景成像质量，解决背景图像失真问题。

技术领域

本发明属于超声成像技术领域，涉及一种带有截断因子的高鲁棒性符号相干系数超声成像方法。

背景技术

超声成像中应用最为广泛的，也是最简单的波束形成技术即延时叠加(Delay AndSum,DAS)，它是根据阵元通道几何位置关系对所接收的回波信号进行延时量的计算，然后对延时后的数据对齐叠加。传统DAS算法复杂度低，成像速度快，但由于其采用固定窗函数加权导致主瓣宽度增加，分辨率较低。

近年来，为了提高波束形成算法的对比度和分辨率，自适应算法得到越来越多的研究。其中相干系数(Coherence Factor,CF)算法由于其具有高分辨率高对比度的优点，得到了广泛的研究。它可以用于衡量超声波声束的聚焦质量，并充分抑制旁瓣伪像的形成。符号相干系数(Sign Coherence Factor,SCF)是一种较为典型的相干系数类算法，由于它只用到符号值进行计算，因此在算法复杂度上有着极大的优势，故而受到了广泛地关注。然而，由于其与传统相干系数算法类似，会对于非相干信号过于严格的抑制，故而造成图像失真问题以及大面积的黑区伪影。当信噪比较低时，原始期望信号的相干性将被强干扰噪声完全破坏，从而被符号相干系数波束形成器当作噪声而错误地滤除，造成严重的信号丢失。传统的解决方法通过降低符号相干系数数值的波动程度，来减小相干系数对背景质量的影响，但是这同样限制了该算法在分辨率上的性能，因此难以在综合成像质量上达到较好的平衡。

综上所述，目前亟需一种既能保持符号相干系数原有的分辨率性能，又能极大改善强散斑背景质量，解决图像失真问题的波束形成算法，以全面提高超声算法的综合成像质量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种带有截断因子的高鲁棒性符号相干系数超声成像方法，克服传统符号相干系数算法难以同时兼顾图像背景质量和成像分辨率的问题，在保留对强相干信号的增强的同时，对弱相干信号进行截断阈值系数补偿，进而保证图像分辨率提高的同时，大幅度改善成像背景质量，提高超声算法的综合成像效果。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种带有截断因子的高鲁棒性符号相干系数超声成像方法，该方法具体包括以下步骤：

S1：对超声阵元接收的回波信号进行预处理，获得处理后的超声回波数据，并将各个收发孔径得到的数据存入数表A中；

S2：提取出各个单发全收模式下的回波数据的符号值，并依次存放于数表B_sign中；

S3：在合成孔径模式下，根据超声回波符号值的波动特征计算单发全收模式下各个发射阵列孔径对应的时域符号相干系数，依次得到符号相干系数表；

S4：求取各个发射孔径下的符号相干系数表均值作为当前符号相干系数表的截断阈值SATC_sign；

S5：利用该截断阈值对回波符号相干系数进行截断处理，保留强相干部分的符号相干系数，对弱相干部分的符号相干系数进行补偿优化，得到截断后的符号相干系数表TSCF；

S6：对回波构成的延时叠加波束形成器输出进行加权，依次得到单发全收模式下的单帧成像子图；