[发明专利]一种基于虚源的基带延时乘累加超声波束形成方法

权利要求书

1.一种基于虚源的基带延时乘累加超声波束形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在医学超声成像系统中，设定超声传感器的发射和接收模式为固定焦点聚焦；

步骤2：将各回波数据接收的通道接收的射频信号解调到基带，然后在时间分辨率中应用时延；

步骤3：为了纠正不同通道间解调过程中产生的相位误差，在相干累加之前进行相位旋转；

步骤4：对所述解调到基带的射频信号进行相干累加，构建并存储累加后的图像线；

步骤5：将声场焦点视为发射一定角度球面波的虚拟声源，多个虚拟声源组成一个虚拟阵列；

步骤6：根据虚源阵列的几何关系，计算每个成像点位置，覆盖成像点的有效虚源声场个数K(z)；

步骤7：根据特定的延时值以及所述步骤4存储的所述图像线中提取不同的散射信号数据l_k(t(k,P))，其中，lk(·)表示第k个虚源对应的低分辨率图像线数据；

步骤8：将散射信号数据进行有符号的p次方根运算，记为L_k(t(k,P))：

步骤9：进行加权累加以及p次方恢复原始的信号维数，在成像点P处得到高分辨率波束形成结果；

步骤10：波束形成后处理，对每条扫描线的波束形成结果进行包络检波、对数压缩、扫描转换并进行显示。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚源的基带延时乘累加超声波束形成方法，其特征在于，所述在相干累加之前进行相位旋转，所述相位旋转后的第n个通道的基带信号表示为：

其中，a_n表示第n个通道信号的幅值，φ_n表示第n个通道信号需要补偿的相位值，j表示复数。

3.根据权利要求1所述的一种基于虚源的基带延时乘累加超声波束形成方法，其特征在于，步骤S5中，根据虚源阵列的几何关系，计算对于不同的虚源，声波到达各成像点的往返传播时间，即：

其中，正负号分别表示成像点在虚源前或后，zf表示焦距，|k-P|表示虚源k和成像点P之间的距离，c表示介质中的声速，z表示成像点的深度，nd表示虚源k和成像点P之间的横向距离，d表示相邻虚源之间的横向距离。

4.根据权利要求1所述的一种基于虚源的基带延时乘累加超声波束形成方法，其特征在于，所述有效虚源声场个数K(z)为：

其中，L(z)表示深度为z时，虚源声场覆盖的横向距离，θ表示虚源声场前后开角，F#表示子孔径聚焦的F数，等于焦距与子孔径宽度的比值，反应了聚焦的特性。

5.根据权利要求1所述的一种基于虚源的基带延时乘累加超声波束形成方法，其特征在于，所述散射信号数据进行有符号的p次方根运算为

6.根据权利要求1所述的一种基于虚源的基带延时乘累加超声波束形成方法，其特征在于，所述进行加权累加以及p次方恢复原始的信号维数，在成像点P处得到高分辨率波束形成结果：

其中，W(k)表示第k个虚源对应散射信号数据的加权值。

7.根据权利要求1所述的一种基于虚源的基带延时乘累加超声波束形成方法，其特征在于，所述步骤S5中所述的一定角度根据不同深度z，对应的角度为arctan(K(z)/2z)。