一种超声回波信号的脉冲压缩与正交解调处理方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及超声成像技术领域，特别是涉及一种超声回波信号的脉冲压缩与正交 解调处理方法及装置。
【背景技术】
[0002] 在传统的超声成像中，发射脉冲一般采用短脉冲信号，但是受到医用超声安全剂 量的限制，所发射的超声波的能量均较弱，经人体组织衰减反射后，所得到的超声回波信号 较弱，成像效果较差。
[0003]目前，为了提高超声成像的质量，一般采用编码激励技术。所谓编码激励技术，是 指在超声波的发射模式下对发射信号进行编码激励，在接收模块下，对超声回波信号进行 处理，以提取有用信号并去除噪声干扰。采用编码激励技术，可有效提高超声成像的信噪 比、信号穿透力和纵向分辨率等，从而有效提高超声成像的质量。在现有技术中，一般采用 如下方法，对超声编码回波信号进行处理：首先对接收的编码回波信号进行波束合成，然后 进行脉冲压缩、频谱搬移和低通滤波，再然后进行K倍降采样和取模，即可获得用于成像的 扫描线数据。
[0004] 但是，由于上述脉冲压缩环节置于K倍降采样环节之前，这将大大增加脉冲压缩 环节的运算量，从而增加整个超声回波信号处理环节的运算量，大幅度降低了成像系统的 实时性。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例中提供了一种超声回波信号的脉冲压缩与正交解调处理方法及装 置，以减小脉冲压缩环节的运算量，进而减小整个超声回波信号处理环节的工作量。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
[0007] -种超声回波信号的脉冲压缩与正交解调处理方法，包括：
[0008] 对接收的超声回波信号进行波束合成，获取波束合成信号；
[0009] 对所述波束合成信号进行频谱搬移，获取频谱搬移信号；
[0010] 对所述频谱搬移信号进行低通滤波，获取低频分量信号；
[0011] 对所述低频分量信号进行K倍降采样，获取采样信号，所述K为大于2的整数；
[0012] 对所述降采样信号进行脉冲压缩，获取脉冲压缩信号；
[0013] 对所述脉冲压缩信号进行取模运算，获取用于成像的扫描线数据。
[0014] 优选的，所述频谱搬移信号包括第一频谱搬移信号和第二频谱搬移信号，所述对 波束合成信号进行频谱搬移，获取频谱搬移信号，包括：
[0015] 将所述波束合成信号r[n]分别与cos[231Ln]和-sin[231Ln]相乘，以获取所述 第一频谱搬移信号和第二频谱搬移信号；所述&为所述波束合成信号的中心频率，所述n 为整数。
[0016] 优选的，所述低频分量信号包括第一低频分量信号和第二低频分量信号，所述对 频谱搬移信号进行低通滤波，获取低频分量信号，包括：
[0017] 对所述第一频谱搬移信号进行低通滤波，以获取所述第一低频分量信号I [n];
[0018] 对所述第二频谱搬移信号进行低通滤波，以获取所述第二低频分量信号Q[n]。
[0019] 优选的，所述采样信号包括第一采样信号和第二采样信号，所述对低频分量信号 进行K倍降采样，获取采样信号，包括：
[0020] 对所述I [n]进行K倍降采样，以获取所述第一采样信号IK[n];
[0021] 对所述Q[n]进行K倍降采样，以获取所述第二采样信号QK[n]。
[0022] 优选的，所述对采样信号进行脉冲压缩，获取脉冲压缩信号，包括：
[0023] 利用公式 I' Ke[n]+jQ' Ke[n] = (IK[n]+jQK[n])*(cBK[n])对所述采样信号的同相 分量IK[n]和正交分量QK[n]进行脉冲压缩，获取脉冲压缩信号的同相分量I' Ke[n]和正交 分量Q' Ke[n];所述cBK[n]为脉冲压缩滤波函数，所述= + = 所述IBK[n]为脉冲压缩滤波器的同相分量，所述QBK[n]为脉冲压缩滤波器的正交分量，所述 LPF表示低通滤波，所述丨K表示K倍降采样，所述c [n]表示脉冲压缩滤波函数。
[0024] 一种超声回波信号的脉冲压缩与正交解调处理装置，包括：
[0025] 波束合成模块，用于对接收的超声回波信号进行波束合成，获取波束合成信号；
[0026] 频谱搬移模块，用于对所述波束合成信号进行频谱搬移，获取频谱搬移信号；
[0027] 低通滤波模块，用于对所述频谱搬移信号进行低通滤波，获取低频分量信号；
[0028] 降采样模块，用于对所述低频分量信号进行K倍降采样，获取采样信号，所述K为 大于2的整数；
[0029] 脉冲压缩模块，用于对所述采样信号进行脉冲压缩，获取脉冲压缩信号；
[0030] 取模运算模块，用于对所述脉冲压缩信号进行取模运算，获取成像的扫描线数据。
[0031] 优选的，所述频谱搬移信号包括第一频谱搬移信号和第二频谱搬移信号，所述频 谱搬移模块包括：
[0032] 第一频谱搬移单元，用于将所述波束合成信号r[n]与cos[2 Jr fp]相乘，以获取 所述第一频谱搬移信号，所述f〇为所述波束合成信号的中心频率，所述n为整数；
[0033] 第二频谱搬移单元，用于将所述波束合成信号r[n]与-sin[2 Jr f^n]相乘，以获取 所述第二频谱搬移信号。
[0034] 优选的，所述低频分量信号包括第一低频分量信号和第二低频分量信号，所述低 通滤波t吴块，包括：
[0035] 第一低通滤波单元，用于对所述第一频谱搬移信号进行低通滤波，以获取所述第 一低频分量信号I[n];
[0036] 第二低通滤波单元，用于对所述第二频谱搬移信号进行低通滤波，以获取所述第 二低频分量信号Q[n]。
[0037] 优选的，所述采样信号包括第一采样信号和第二采样信号，所述降采样模块，包 括：
[0038] 第一降采样单元，用于对所述I[n]进行K倍降采样，以获取所述第一采样信号 IK[n];
[0039] 第二降采样单元，用于对所述Q[n]进行K倍降采样，以获取所述第二采样信号 Qk[n]〇
[0040] 优选的，所述脉冲压缩模块，包括：
[0041] 脉冲压缩单元，用于利用公式 I' Kc;[n]+jQ' fc[n] = (IK[n]+jQK[n])*(cBK[n]) 对所述采样信号的同相分量I K[n]和正交分量QK[n]进行脉冲压缩，获得压缩信号的 同相分量I' Kc;[n]和正交分量Q' fc[n];所述cBK[n]为复基带压缩滤波函数，所述 ^[?] = /；*1?] +设《[?] = 1押(4?]''〃°")^，所述IBK[n]为压缩滤波器的同相分量，所述QBK[n]为压 缩滤波器的正交分量，所述LPF表示低通滤波，所述丨K表示K倍降采样，所述c [n]表示传 统脉冲压缩滤波函数。
[0042] 本发明的有益效果包括：假设采样点个数为N，压缩滤波系数为M，采用现有技术 中的超声回波信号的脉冲压缩和正交解调处理方法，脉冲压缩环节的运算量为N *M次乘法 运算，而由于本发明的K倍降采样环节置于脉冲压缩环节之前，因此采样点个数变为N/K， 压缩滤波系数变为M/K，脉冲压缩环节的运算量变为4N ? M/K2次乘法运算（4表示需进行4 次卷积运算），K为大于2的整数，因此可见，采用本发明的方法及装置，可减小脉冲压缩环 节的运算量，进而减小了整个超声回波信号处理环节的运算量。
【附图说明】
[0043] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而 言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0044]图1为本发明实施例提供的超声回波信号的脉冲压缩和正交解调处理方法的一 流程示意图；
[0045] 图2为本发明实施例提供的超声回波信号的脉冲压缩和正交解调处理方法的另 一流程示意图；
[0046] 图3为传统的超声回波信号的脉冲压缩和正交解调处理方法的一流程示意图；
[0047] 图4为本发明实施例提供的超声回波信号的脉冲压缩与正交解调处理装置的一 结构示意图；
[0048] 图5为本发明实施例提供的超声回波信号的脉冲压缩与正交解调处理装置的另 一结构示意图；
[0049] 图6为本发明实施例提供的超声回波信号的脉冲压缩与正交解调处理装置的又 一结构示意图；
[0050] 图7为本发明实施例提供的超声回波信号的脉冲压缩与正交解调处理装置的另 一结构示意图；
[0051] 图8为本发明实施例提供的超声回波信号的脉冲压缩与正交解调处理装置的又 一结构示意图。
【具体实施方式】
[0052] 本发明实施例提供一种超声回波信号的脉冲压缩与正交解调处理方法及装置，以 减小脉冲压缩环节的运算量，从而减小整个超声回波信号处理环节的运算量。
[0053] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实 施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所