[发明专利]多普勒声音处理方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种多普勒声音处理技术，尤其是涉及一种既可以规避频谱混叠导致的左右声道声音发生混叠，又可以消除在较低脉冲重复频率时声音播放中出现的低沉金属声的多普勒声音处理方法和装置。

背景技术

多普勒技术作为超声诊断系统中的一项重要技术，常用于人体内血流或者运动组织的定量检测。在进行多普勒检测时，超声探头对接收到的人体回波信号进行正交解调、低通滤波等处理，得到正交的I、Q信号，然后对IQ信号同时做两路处理，一路进行频谱计算，产生声谱图，用于显示；另一路对IQ信号进行消噪、方向分离等，并将分离出的正负向血流的信号分别送入播放设备的左右声道。

现有超声成像系统中，在脉冲波多普勒成像时，IQ信号的采样率为发射的脉冲重复频率；而在连续多普勒成像时，IQ信号的采样率为系统设定的采样频率，两者均由用户的设置决定。设脉冲重复频率或采样频率为PRF，则根据多普勒频移公式，当前PRF下能检测的到的最大血流流速V_scale为：

V_scale=C*PRF/(2f₀)

其中f₀为超声发射频率，C为声波在组织中传播速度。当被测血流速度大于V_scale时，根据Nyquist采样定理，声谱图会产生混叠，正负向声谱图可能会分别混叠到相反的方向，同样，正负向血流的声音经过方向分离后，也会被送入错误的声道，导致播放的声音混淆在一起，难以分辨。同时，在PRF较低时，由于采样率太低导致播放频率太低，播放出的声音信号中有很严重的金属声。

发明内容

为解决现有技术的缺陷，本发明提出一种既可以规避频谱混叠导致的左右声道声音发生混叠，又可以消除在较低脉冲重复频率时声音播放中出现的低沉金属声的多普勒声音处理方法和装置。

本发明采用如下技术方案实现：一种多普勒声音处理方法，其包括步骤：

当用户设定速度档位V_scale进行多普勒成像时，以一个固定的脉冲重复频率或固定的采样率进行多普勒成像并获取正交多普勒信号；

对获得的正交多普勒信号进行声音处理并播放；

其中，固定的脉冲重复频率或固定的采样率大于依据速度档位V_scale计算出的理论的脉冲重复频率或理论的采样率。

其中，在连续波多普勒成像中，所述固定的采样率为超声成像系统的最大采样率。

其中，在脉冲波多普勒成像中，所述固定的脉冲重复频率为当前深度d下超声成像系统的最大脉冲重复频率。

其中，预先设定不同深度d下超声成像系统的最大脉冲重复频率，且最大脉冲重复频率的最大值不超过根据取样门深度D_SV和宽度L_SV计算出的理论的脉冲重复频率，其中d=D_SV+0.5L_SV。

其中，对获得的正交多普勒信号进行声音处理的步骤包括：

进行传统的声音方向分离；

根据速度档位V_scale确定的滤波参数，利用滤波参数对分离出的信号进行进行消噪处理。

其中，根据速度档位V_scale确定的滤波参数的步骤具体包括：

根据公式K=（PRF_max*C）/（2*V_scale*f₀）计算出降采样倍数K；

计算归一化低通截止频率f_c，f_c≥0.5/K；

其中，PRF_max为固定的脉冲重复频率或固定的采样率，C为超声波在组织中的传播速度，f₀为发射的超声波频率。

本发明还公开一种多普勒声音处理装置，使用了所述多普勒声音处理方法。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

由于本发明中的脉冲重复频率或者采样率PRF_max大于用户选择的流速档位对应的脉冲重复频率PRF，因此可以消除多普勒声音处理中由于PRF太低而导致的声音混叠现象；同时，当PRF较低时，由于声音的播放采样率是PRF_max而不是PRF，因此，播放出的信号也不会出现金属声。本发明实现方法简单。

附图说明

图1为本发明流程示意图；

图2为在最大脉冲重复频率下采集到的正交多普勒信号的声谱图；