[发明专利]一种基于Chirp码的正交稀疏字典设计方法

权利要求书

1.一种基于Chirp码的正交稀疏字典设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1：在超声发射信号中采用经过加窗函数处理的Chirp码激励信号；

S2：对接收到的超声回波信号进行处理，并用矩阵形式重新描述；

S3：结合频域稀疏信号的稀疏表示，构造出用于超声回波稀疏表示的正交字典；

S4：用测量矩阵对稀疏化的信号进行测量，将原始信号从高维空间向低维空间投影；

S5：通过重构算法求解最优化问题，得到原始信号的系数向量；

S6：利用系数向量恢复出原始信号，从而进行超声成像。

2.根据权利要求1所述的一种基于Chirp码的正交稀疏字典设计方法，其特征在于，在步骤S1中，所述窗函数w(k)表示为：

其中，K为所加窗函数宽度，k为第k个加窗函数位置；将经过窗函数w(k)处理之后的Chirp信号作为超声发射信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于Chirp码的正交稀疏字典设计方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：

S21：在散射点模型下，Chirp信号的回波信号s_r(t)表示为：

其中，f₀为信号的中心频率，T为超声系统发射信号的持续时间，t为采样时间，γ为频率调制率，P为散射点个数，A_i和t_di分别表示第i个散射点的散射强度和延时；t_di＝2r_i/c，r_i表示第i个点到阵元的距离，c为声速；

S22：信号数据处理采用一时宽固定，而频率、调频率与Chirp码发射信号相同的信号作为参考信号，将它和回波信号做差频处理后再进行数字化并正交检波；对超声系统发射的Chirp码信号进行处理，则参考信号s_ref(t)表示为：

其中f₀为信号的中心频率，t为采样时间，γ为频率调制率，t_ref＝2R_ref/c为参考延时，R_ref为参考距离；

S23：经过处理后的差频输出信号为：与s_ref(t)共轭，则s_IF(t)表示为：

其中，s_IF(t)是P个点频信号的线性组合，在频域上是稀疏的；

S24：对采样，得到时间向量其中：N为采样时间维度；设s_r(t)、s_ref(t)和s_IF(t)在采样频率f_s下的采样结果分别为s_r、s_ref和s_IF，t＝[t₁,t₂,…,t_N]^T，则s_r、s_ref和s_IF写成向量形式分别为：