[发明专利]一种融合动态孔径的压缩感知超声波束合成方法

摘要

本发明公布了一种融合动态孔径的压缩感知超声波束合成方法；该方法首先采用delta矩阵作为压缩感知理论在超声波束合成系统中的测量矩阵，然后选用余弦变换矩阵作为压缩感知理论的稀疏矩阵，将动态孔径技术与压缩感知理论的测量矩阵进行有机融合，实现融合动态孔径的压缩感知超声波束合成方法；本发明可以减少高采样率给超声成像系统数据采样、传输、存储带来的负担，使获得高纵向分辨的超声图像成为可能；并且动态孔径技术的引入也进一步增大了超声回波信号的稀疏性，减少了采样数据量，提高了近场区域超声图像的横向分辨率。

主权项

一种融合动态孔径的压缩感知超声波束合成方法，其特征在于，包括如下步骤：1)根据公式计算聚焦点在深度Fk下开启的阵元数Nk，在相应深度下开启靠近中心阵元的Nk个阵元，其中bk表示Fk处对应的波束宽度，表示超声探头i号阵元的响应复振幅，Δφi表示i号阵元波束合成时在计算点与焦点间的超声波相位差，k＝1,2,3,…,m表示聚焦点的序数；2)将delta矩阵作为压缩感知测量矩阵，并通过其内部的‘0’、‘1’实现超声回波信号的非均匀采样控制，得到低维超声压缩感知测量信号y1；3)选取N×N维的稀疏矩阵，N表示超声回波信号的采样长度；4)根据超声成像系统实际测量的超声回波信号，确定实际非均匀采样的超声回波信号的数学模型y＝ΘS+e，Θ＝ΦΨ，其中，y∈CM×1是实际非均匀采样的超声回波信号，Θ∈CM×N，M<<N是感知矩阵，Φ∈CM×N是测量矩阵，Ψ∈CN×N是稀疏矩阵，S∈CN×1为超声回波信号的稀疏信号，e∈CN×1为噪声项；5)通过求解最优化问题得到超声回波信号的稀疏表示其中μ为测量矩阵Φ的互相关系数，l1表示1范数，然后通过稀疏矩阵Ψ得到高维超声信号的重构信号6)对高维超声信号的重构信号进行波束合成，得到超声波束合成信号。