[发明专利]基于误差约束的动态聚焦最优分段方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于超声成像技术领域，具体涉及一种基于超声成像系统的分段方法和聚焦延时参数的实时生成装置。

背景技术

动态聚焦的聚焦延时是随阵元与聚焦点间距离变换的函数。成功的动态聚焦效果能达到保持每条扫描线上的所有点都在焦点上，从而最大限度的提高超声图像的横向分辨率。动态聚焦要求控制系统能以回波相同的速度沿扫描线追踪目标，以形成一个滑动的焦点。在工程实际中，理想的动态聚焦难以实现。为了弥补这一缺陷，一般采用分段动态聚焦，即将成像空间分成多个小段，对每一小段接收采用定点聚焦。但是传统的分段聚焦是简单地将探测深度均匀分段，这样就会造成在近场区，聚焦点与分段边缘探测点间聚焦延时差大，而使得聚焦误差较大，成像质量较差；而在中远场区，聚焦点与段边缘探测点间聚焦延时差小，不能凸显分段聚焦简化计算的优点，并且对聚焦延时参数的存储量也比较大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于误差约束的动态聚焦最优分段方法和装置，在保证成像质量的前提下，合理、动态分段，实现了动态聚焦的最优分段；同时，本发明在此方法的基础上，提供了一种最优分段聚焦延时参数的实时生成装置，简化了聚焦延时参数实时生成的难题。

本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现：基于误差约束的动态聚焦最优分段方法，包括如下步骤：

1）根据探测深度L、采样率f_s和聚焦通道数N，通过公式计算得到动态聚焦延时参数表TM_jn，其中1≤n≤N，c为超声波的声速，j为采样数据变量，n表示通道变量，N表示聚焦通道数，r_jn为第n号阵元到第j个聚焦点的距离，M_j为聚焦中心起始点到全动态聚焦时第j个聚焦点距离；

2）根据聚焦误差δ，计算出第k分段位置在动态聚焦延时参数表中的位置序号P_k和第k分段区域内聚焦点对应的聚焦延时参数T_kn，其中1≤k≤K，K表示分段总数，k表示为分段变量数；

3）根据聚焦延时参数T_kn计算得到分段动态聚焦的修正参数R_kn；

4）微控制器MCU装载第一组聚焦延时参数T_1n到各个通道对应的递减器中，然后将分段动态聚焦的修正参数R_kn依次写入双口RAM中；将分段动态聚焦的分段位置数据P_k依次写入地址发生器中；

5）当分段动态聚焦开始时，根据修正参数R_kn对各个聚焦通道所需的聚焦延时参数T_kn进行实时修正。

进一步，所述步骤1）具体包括以下子步骤：

11)首先根据探测深度L的起始位置设定为分段聚焦第一分段区域的起始位置，记为P₁，计算逐点聚焦时最边沿第1号阵元的聚焦延迟时间TM_j1：式中r_j1为第1号阵元到全动态聚焦时第j个聚焦点距离，r_j1计算公式为：式其中M_j为全动态聚焦时聚焦中心起始点到第j个聚焦点距离，x₁表示第1号阵元到聚焦中心线的距离；

12)根据聚焦通道数n计算得到动态聚焦延时参数表TM_jn。

进一步，所述步骤2）具体包括以下子步骤：

21）：初始化j=1，i=1，k=1，其中j表示第1号阵元的聚焦延迟时间索引下标，i是索引下标的偏移量，k为分段变量；

22）：如果TM_j1-TM_(j+i)1≤δ/2，其中约束条件：那么i'=i+1，i'表示下次计算时i的取值，i表示本次计算时的取值，重复步骤22）；否则进入步骤23）；

23）：提取第k分段的聚焦延时参数：T_kn=TM(_j+i-1)n，程序进入步骤24）；

24）：如果TM_j1-TM_(j+i)1≤δ，其中约束条件：那么i'=i+1，i'表示下次计算时i的取值，i表示本次计算时i的取值，重复步骤24）；否则进入步骤25）；

25）：记录第k分段的位置序号，P_k=j+i-1，k'=k+1；k'表示下次计算时的取值，k表示本次计算时k的取值；