[发明专利]一种高分辨快速计算的被动超声成像方法及系统

权利要求书

1.一种高分辨快速计算的被动超声成像方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)利用阵列超声换能器依次被动地接收经连续的多个等间隔相位的超声脉冲信号作用于介质后产生的多个声辐射信号，对多个声辐射信号进行采样，得到多个单相位信号，将多个单相位信号叠加，得到相位叠加信号；

2)对相位叠加信号进行绝对值化处理，得到绝对值信号，对绝对值信号进行二值化处理，得到二值化信号，根据二值化信号分别建立以采样点索引为元素的阵元最小采样点集合和阵元最大采样点集合，对阵元最小采样点集合中元素的最小值进行下调，得到最小有效采样点的索引，对阵元最大采样点集合中元素的最大值进行上调，得到最大有效采样点的索引，根据最小有效采样点和最大有效采样点的索引在信号采样点方向上对相位叠加信号进行截断，得到全阵元有效信号；

3)分别对全阵元有效信号进行前向阵元截断处理和后向阵元截断处理，得到前向阵元截断有效信号和后向阵元截断有效信号；

4)根据扩展阵元数目和扩展信号采样点数目，分别沿阵元方向和信号采样点方向对全阵元有效信号、前向阵元截断有效信号和后向阵元截断有效信号进行补零，得到全阵元扩展信号、前向阵元截断扩展信号和后向阵元截断扩展信号，对全阵元扩展信号、前向阵元截断扩展信号和后向阵元截断扩展信号分别进行二维快速傅里叶变换，得到全阵元时空初始谱、前向阵元截断时空初始谱和后向阵元截断时空初始谱；

5)根据信号采样率和扩展信号采样点数目计算时间频率，根据阵列超声换能器的阵元间距和扩展阵元数目计算空间频率，根据时间频率和空间频率计算时空谱传递因子；

6)根据时空谱传递因子计算一个深度下的时空谱传递函数，将全阵元时空初始谱、前向阵元截断时空初始谱和后向阵元截断时空初始谱分别与计算得到的一个深度下的时空谱传递函数相乘，得到全阵元时空传递谱、前向阵元截断时空传递谱和后向阵元截断时空传递谱，沿阵元方向分别对全阵元时空传递谱、前向阵元截断时空传递谱和后向阵元截断时空传递谱进行快速傅里叶逆变换并将逆变换所得结果的模平方沿信号采样点方向叠加，得到全阵元能量、前向阵元截断能量和后向阵元截断能量，分别从全阵元能量、前向阵元截断能量和后向阵元截断能量中截取有效元素，得到全阵元有效能量、前向阵元截断有效能量和后向阵元截断有效能量，计算前向阵元截断有效能量和后向阵元截断有效能量的相关系数并对所得相关系数进行阈值化处理，得到阈值化相关系数，将全阵元有效能量与阈值化相关系数相乘，得到一个深度下的像素向量；

7)按照设置的深度下限、深度间隔和深度数目改变深度并重复步骤6)，直至得到所有深度下的像素向量，将所有深度下的像素向量构成像素矩阵，对像素矩阵进行归一化和对数化处理，得到被动超声成像结果。

2.根据权利要求1所述一种高分辨快速计算的被动超声成像方法，其特征在于：所述步骤2)中，阵元最小采样点集合和阵元最大采样点集合的建立包括以下步骤：

2.1)分别初始化阵元最小采样点集合和阵元最大采样点集合为空集；

2.2)针对二值化信号中的一个二值化阵元信号进行如下处理：

若存在值等于1的采样点且其数量大于1，则将所有采样点的索引中的最小值存入阵元最小采样点集合MinSampSet，并将所有采样点的索引中的最大值存入阵元最大采样点集合MaxSampSet；

若存在值等于1的采样点且其数量等于1，则将该采样点的索引同时存入阵元最小采样点集合MinSampSet和阵元最大采样点集合MaxSampSet；

2.3)重复步骤2.2)，直至针对二值化信号中的所有二值化阵元信号的处理均完毕，从而得到阵元最小采样点集合MinSampSet和阵元最大采样点集合MaxSampSet。