[发明专利]低功耗超声全聚焦成像系统及方法

权利要求书

1.一种低功耗超声全聚焦成像方法，其特征在于：设成像区域内任意一个成像点的全聚焦成像时间为一个成像帧周期，则每一个所述成像帧周期具有N个内同步周期，每一个所述内同步周期包括采样时间段和成像处理时间段，并在成像处理时间段内关断超声信号采样模块以降低功耗；其中，

成像帧周期表示针对同一个成像点利用超声信号激发模块依次激发N个阵元并接收到N×N个A扫数据的成像时间；

内同步周期表示激发其中一个阵元后接收到N个A扫数据的成像时间；

采样时间段为内同步周期中激发一个阵元并接收到N个A扫数据的采样时间；

成像处理时间段表示内同步周期中接收到N个A扫数据后所需的成像处理时间；

N为超声探头的阵元数量；

超声信号采样模块：包括N或N/2个独立的超声信号采集通道，并用于将超声信号激发模块产生的脉冲信号转换为超声回波数字信号；

所述超声信号采集通道包括输入匹配网络、前端运算放大器、线性运算放大器和模数转换器，且所述前端运算放大器、线性运算放大器和模数转换器上均设有工作开关，当所述超声信号采样模块接收到自适应功耗控制模块发出的启动信号时，所述前端运算放大器、线性运算放大器和模数转换器的工作开关均连通；当所述超声信号采样模块接收到自适应功耗控制模块发出的关断信号时，所述前端运算放大器、线性运算放大器和模数转换器的工作开关均断开；

自适应功耗控制模块：接收来自超声全聚焦成像控制与处理模块针对对应内同步周期的内同步信号和处理同步信号，计算该内同步周期的所述采样时间段和成像处理时间段，并在采样时间段发出启动信号使所述超声信号采样模块启动采集数据，在成像处理时间段发出关断信号使所述超声信号采样模块关断降低能耗。

2.根据权利要求1所述的低功耗超声全聚焦成像方法，其特征在于：所述采样时间段的时长t₁≤T_1max，且：

L为超声波在成像区域内检测的最大声程；v为超声波在被测物体内的传输速率。

3.根据权利要求1所述的低功耗超声全聚焦成像方法，其特征在于：所述成像处理时间段的时长t₂≥T_2min，且：

T_2min＝X*Y*t₀

X为长度像素数，Y为宽度像素数，t₀为每一个像素的成像处理时间。

4.根据权利要求1-3任一项所述的低功耗超声全聚焦成像方法，其特征在于：属于同一个成像帧周期的所有内同步周期的时长相等。

5.根据权利要求4所述的低功耗超声全聚焦成像方法，其特征在于：所述采样时间段的时长t₁＝t_1max，且：

其中，l_max为所有N个阵元中与该成像帧周期对应成像点之间的最大声程；v为超声波在被测物体内的传输速率。

6.根据权利要求1-3任一项所述的低功耗超声全聚焦成像方法，其特征在于：设N个阵元依次为第1阵元、第2阵元，……，第N阵元，则同一个成像帧周期中，当第i个阵元作为激发阵元时的内同步周期为第i内同步周期，第i内同步周期的采样时间段为第i采样时间段，则第i采样时间段的时长为：

其中，l_i为第i个阵元与该成像帧周期对应成像点之间的声程；l_max为所有N个阵元中与该成像帧周期对应成像点之间的最大声程；v为超声波在被测物体内的传输速率；i为正整数，且1≤i≤N。