[发明专利]基于虚拟阵元的双聚焦波束合成方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及医学超声成像领域，特别涉及一种基于虚拟阵元的双聚焦波束合成方法及装置。

背景技术

在医学超声成像领域，基于声场叠加或图像叠加的合成孔径聚焦(synthetic aperture focusing，SAF)方法得到了广泛应用。与传统的延时叠加波束合成方法相比，合成孔径聚焦成像是一种比较有潜力的超声成像方法，能够明显提高图像的分辨率，但是该方法要求采样和存储每一个孔径点的整个回波信号，即全波采样，其重建理论较复杂，且成像的分辨率对于成像深度有很大的依赖性，无论对软件和硬件要求都比较高；其次单一利用合成孔径聚焦技术，超声成像的回波信号信噪比SNR很低，具有较高的旁瓣等级，图像的对比度、分辨率较差。因此，为进一步提高超声图像的分辨率和增加探测深度，研究学者开展了一系列新方法、新技术的研究。

近年来，虚拟阵元的概念已广泛应用于军事、民用通信以及雷达天线探测系统等阵列信号处理领域，基本思想是在保持真实阵元数目不变的情况下，应用虚拟阵元技术使得阵元数目在虚拟上得到增加，从而减小波束宽度，提高分辨率。然而，目前在国内超声成像领域，虚拟阵元技术应用甚少。随着临床诊断需求的不断增加，对超声成像系统的成像质量提出了更高的要求。

因此急需一种提高超声成像的分辨率的聚焦波束合成方法及装置。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种提高超声成像的分辨率的聚焦波束合成方法及装置。

本发明的目的之一是提出一种基于虚拟阵元的双聚焦波束合成方法；本发明的目的之二是提出一种基于虚拟阵元的双聚焦波束合成装置。

本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种基于虚拟阵元的双聚焦波束合成方法，包括以下步骤：

S1：利用单一固定焦点进行发射和接收超声波；

S2：将回波数据进行第一次延时叠加波束合成聚焦；

S3：利用虚拟阵元方法根据第一次聚焦形成的数据来计算聚焦延时参数；

S4：根据聚焦延时参数进行第二次延时叠加波束合成聚焦；

S5：得到最终成像的扫描线回波数据。

进一步，所述第一次波束合成形成的数据存储于缓存器FIFO中。

进一步，所述第一次聚焦包括以下步骤：

S21：通过以下公式来计算滑动子孔径中第i个虚拟阵元的位置x_i为：

xi=(i-L+12)*d,i=1,2,...,L---(1)]]>

其中，d为虚拟阵元间距，Z_v为虚拟阵元深度，L=Z_v/F#/d为滑动子孔径线性传感器个数，D=L*d为滑动子孔径大小，F#为聚焦系数；

S22：通过以下公式来计算虚拟阵元i的延时τ_i：