[发明专利]一种基于频域分段的高分辨率最小方差超声成像方法

摘要

本发明涉及一种基于频域分段的高分辨率最小方差超声成像方法，属于超声成像领域。该方法首先对阵元接收的采样信号进行延时处理，获得超声聚焦所需的回波数据；其次根据STFT中自适应窗函数的最大集中度测量准则，选取频域分段最优窗函数；利用STFT将超声回波信号转换为窄带子信号；利用共轭对称性，前一半窄带子信号经过共轭对称处理生成另一半窄带信号；将接收阵列依次划分为具有重叠阵元的子阵，对频域信号进行前后向平滑和对角加载处理，获得样本协方差矩阵；最后利用快速傅里叶逆变换对频域分段最小方差波束形成权值进行处理，得出最终时域自适应波束形成信号。该方法可以显著提升超声成像分辨率，提高对比度，可以在整体上提高超声成像的质量。

主权项

1.一种基于频域分段的高分辨率最小方差超声成像方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：/nS1：对超声阵元接收的回波信号进行放大、AD转换和延时处理，以获得超声回波数据；得到延时处理之后的信号x(τ)＝[x₁(τ),x₂(τ),...x_N(τ)]，x₁(τ)...x_N(τ)分别表示各阵元接收的回波信号，N表示超声阵元数，τ表示为对应深度的采样时刻；/nS2：根据短时傅里叶变换(Short-time Fourier Transform，STFT)中的自适应窗函数的最大集中度测量准则，选取适合超声回波信号的最优窗函数；/nS3：依据S2所选窗函数，对各阵元的超声回波信号进行STFT频域分段处理，获得等间距的窄带子信号；/nS4：利用STFT的共轭对称性，前一半窄带子信号经过共轭对称处理生成另一半窄带信号；/nS5：利用窗函数无信号重叠特性，对同一阵元的窄带子信号按窗函数滑动顺序进行重构，生成各阵元新的频域信号；/nS6：将接收阵列依次划分为一个具有重叠阵元的子阵，然后对相应接收子阵的频域信号进行前后向平滑和对角加载处理，以获得频域的样本协方差矩阵；/nS7：根据线性约束最小方差原则，计算得出频域分段最小方差波束形成权值；/nS8：利用快速傅里叶逆变换对频域分段最小方差波束形成权值进行处理，得出最终时域自适应波束形成信号。/n