[发明专利]一种高分辨率超声成像方法

权利要求书

1.一种高分辨率超声成像方法，包括以下步骤：

1）从超声模拟前端中获取的被放大后的超声脉冲回波信号经过A/D转化后，使用动态延时叠加方法来处理接收到的后向散射信号，得到初始波束y_DAS；

2）将接收到的后向散射信号进行数字傅里叶变换，处理得到后向散射信号的频谱X(ω)；

3）根据实际的分辨率要求，离散化目标区域，生成对应的字典矩阵D(ω)；

4）结合所述字典矩阵D(ω)和后向散射信号的频谱X(ω)，通过如下公式进行凸优化问题的求解，得到目标索引矩阵P：

5）将所述目标索引矩阵P与初始波束y_DAS相乘，得到最终的成像输出结果y_SR。

2.根据权利要求1所述的高分辨率超声成像方法，其特征在于，步骤2）中，所述后向散射信号的频谱X(ω)获得过程为：

假设感兴趣目标区域存在Q个散射点，那么接收到的后向散射信号x_k(t)表示为：

xk(t)=Σi=1Qhp(t)*si(t-τk(ρi))+nk,k=1,2,···,K.---(1);]]>

其中，τk(ρi)=||r→krm-r→ρi||/c---(2);]]>

Q表示散射点的数目，h_p(t)为超声成像系统探头的相应函数，s_i表示第i个散射点的后向散射信号，τ_k(ρ_i)表示散射点ρ_i到第k个阵元的传输延迟，n_k表示第k个通道的加性噪声，表示第k个接收阵元的空间位置，表示散射点ρ_i的空间位置；c表示声速。

上述式(1)进行数字傅里叶变换后表示为：

xwk(ω)=Σi=1Qhwp(ω)swi(ω)·exp[jωτk(ρi)]+nwk.---(3);]]>

其中表示接收到的第k个阵元信号的傅里叶变换，表示第i个目标点的频谱，h_wp(ω)表示超声成像系统探头响应函数的频谱，n_wk表示噪声的频谱；令

S(ω)=[s_w1(ω),s_w2(ω),···,s_wQ(ω)]^T；

则上述式(3)表示为：

x_wk(ω)=h_wp(ω)·a_k(ω)·S(ω)+n_wk.   (4)；

所有K个接收阵元接收到的后向散射信号可以表示为：

X(ω)=h_wp(ω)·A₁(ω)·S(ω)+N(ω).   (5)；

上述式(5)中,

X(ω)=[x_w1(ω)x_w2(ω)···x_wK(ω)]^T；

N(ω)=[n_w1(ω),n_w2(ω),···,n_wK(ω)]^T；

令PAT=[α₁,α₂,···α_Q]^T表示Q个真实散射目标的散射强度向量,K阵元接收到的后向散射信号的频谱X(ω)可表示为：

X(ω)=hwp(ω)·A1(ω)·(uw1(ω)uw2(ω)...uwQ(ω)·α1α2...αQ)+N(ω).---(6);]]>

=hwp(ω)·A1(ω)·(U(ω)·PAT)+N(ω)]]>

u_wi(ω)为u_i(t)的频谱，上述式(6)中，

U(ω)=[u_w1(ω),u_w2(ω),···,u_wQ(ω)]^T。