[发明专利]超声波成像系统及方法

说明书

一种超声波成像系统包括多个超声波传感单元、设置模块、图像分析模块及频率设定模块。每个超声波传感单元发射超声波并接收反射的超声波转换电信号作为图像据。设置模块依次选择一个超声波传感单元，设置当前选择的超声波传感单元依次在多个检测频率的驱动下发射超声波，以使得当前选择的超声波传感单元形成多个对应的检测图像。图像分析模块内存储有标准图像，将当前选择的超声波传感单元对应的所有检测图像分别与标准图像进行比较以选择一个检测图像作为参考图像。参考图像为图像质量好于标准图像的检测图像。频率设定模块将参考图像对应的检测频率设定为当前选择的超声波传感单元对应的驱动频率并存储。本发明还提供了一种超声波成像方法。

技术领域

本发明涉及一种超声波成像系统及方法。

背景技术

压电式超声波传感器中采用压电效应实现超声波的发射，并采用逆压电效应实现超声波的接收并转换。超声波传感器广泛应用于成像系统中，用于对目标物体进行成像，比如电子装置通过超声波指纹成像，可以识别操作者是否为许可操作对象。目标物体根据材料的不同可对接收到的超声波产生分散、衍射、吸收及反射等作用。超声波成像系统通过分析发射的超声波和接收的反射超声波之间相关参数的变化以获取目标物体的图像。其中，超声波成像系统包括由多个超声波传感单元构成的超声波传感器阵列。每个超声波传感单元为叠构设计，其包括两层电极层以及设置于两层电极层之间的压电材料层，且两层电极层间隔一定距离设置，其可等效为电容。由于制造工艺上的差异，不同超声波传感单元的两层电极之间的距离存在一定偏差，这种偏差可影响等效电容的容值大小，进而影响逆压电效应过程中将接收的超声波转换为电信号的准确性，进而导致采集的图像数据产生偏差。即使采用相同的制造程序，制造出的超声波传感单元仍无法避免上述偏差。现有技术中，每个超声波传感单元均发出相同固有频率的超声波，且在制造偏差的影响下，使得每个超声波传感单元对应的成像效果也存在差异，进而导致超声波成像系统图像的清晰度和均匀性较差。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种提高图像均匀性的超声波成像系统。

还有必要提供一种提高图像均匀性的超声波成像方法。

一种超声波成像系统包括多个超声波传感单元。每个超声波传感单元用于发射超声波，并接收反射的超声波转换电信号作为图像数据。超声波成像系统还包括设置模块、图像分析模块及频率设定模块，设置模块依次选择一个超声波传感单元，设置当前选择的超声波传感单元依次在多个检测频率的驱动下发射超声波，以使得当前选择的超声波传感单元形成多个对应的检测图像。图像分析模块内存储有标准图像，将当前选择的超声波传感单元对应的所有检测图像分别与标准图像进行比较以选择一个检测图像作为当前选择的超声波传感单元对应的参考图像。参考图像为图像质量好于标准图像的检测图像。频率设定模块将参考图像对应的检测频率设定为当前选择的超声波传感单元对应的驱动频率并存储。

一种超声波成像方法，用于依次设定多个超声波传感单元的驱动频率；每个超声波传感单元用于发射超声波，并将反射回来的超声波转换为电信号作为图像数据。超声波成像方法包括如下步骤：

选择一个超声波传感单元；

设置当前选择的超声波传感单元依次在多个检测频率的驱动下发射超声波，以使得当前选择的超声波传感单元形成对应的检测图像；

将当前选择的超声波传感单元对应的多个检测图像与标准图像进行比较以选择其中一个检测图像作为当前选择的超声波传感单元对应的参考图像；其中，参考图像为图像质量好于标准图像的检测图像；

将参考图像对应的检测频率并设定为当前选择的超声波传感单元的驱动频率；

判断当前选择的超声波传感单元是否为最后一个超声波传感单元；

若当前选择的超声波传感单元是最后一个超声波传感单元，则完成所有超声波传感单元的设定。