[发明专利]非线性动态聚焦控制方法

说明书

技术领域

本发明关于动态接收聚焦控制方法，特别是关于一种聚焦点呈非线性分布的动态接收聚焦成像控制方法。

背景技术

超声波影像由于具有非侵入式、实时成像、高影像品质等特性，因此在生物医学及工业检测领域皆有广泛的应用。在超声波影像系统中，又以波束形成器(Beamformer)最为关键，所谓波束形成器位于系统前端，用于取得探头的电讯号、进行延迟控制及相关的讯号处理，其处理后的讯号品质良窳将对系统后端的应用产生重大影响，故波束形成器的设计对于影像系统极为重要。

现有的波束形成器是由发射端与接收端二个部分所构成，发射端用于控制阵列换能器(Transducer)中各个频道的发射时序，以达到波束偏移及聚焦的效果，接收端则用于提供各个频道的接收聚焦延迟以及进行延迟加总(Delay-Sum)。因各该频道的聚焦延迟为随距离变化的函数，为取得更高品质的影像，必须动态地更新各该频道的聚焦延迟值，并给予各该频道不同的权值，以进行可适性(Adoptive)调整来改善因超声波在不同组织中的传播速度不同所造成的相位偏移。

图1为具有阵列换能器的成像系统中的接收端的示意图。该接收端1包括阵列换能器10、延迟单元11、加权单元12、以及加总单元13。

当该接收端1欲计算一聚焦点14对于位于(x,0)位置的频道的聚焦延迟时，其聚焦延迟方程式如下所示：

trx=(((Rsinθ-x)2+(Rcosθ)2)1/2-R)/c≈-xsinθc+1R×x2cos2θ2c]]>

其中，t_rx为聚焦延迟、R为该聚焦点14至该阵列换能器10的中心点的距离、θ为该聚焦点14至该阵列换能器10的中心点的联机与z轴的夹角、以及c为波速。

然而，超声波成像的动态聚焦包括大量的实时运算及数据传输，其计算将极为复杂。以一具有64个频道的波束形成器为例，其计算每一个取样点的权值时，需要进行64乘64的矩阵转置运算，因此，当增加取样点的数目以改善影像品质时，其运算复杂度将急剧提升。

由上述可知，现有波束形成器在增进影像品质的同时，需增加阵列换能器的频道数或增加各频道的采样点，从而提高系统的运算复杂度，因此，如何提供能够降低运算复杂度并保持良好影像品质的波束形成器设计，遂成为目前本领域技术人员亟待解决的课题。

发明内容

为解决前述现有技术的缺点，本揭露的目的在于提供一种非线性动态聚焦控制方法，能更有效率地配置聚焦点并降低具有阵列换能器的成像系统的运算复杂度。