出Yi (wk);
[0049] 4)对71(〇^)中造影谐波有效带宽外的频点替换为〇点，得到第i条扫描线上整 个频域的最优波束合成的频域信号输出Y 1 ( ω )。
[0050] 七、本发明所采用的技术方案步骤六，具体步骤如下：
[0051] 1)按扫描线波束合成次序，得到所有扫描线在整个频域的最优波束合成的频域信 号输出Υ(ω)，Υ(ω) = [Υι(ω) y2(co)…yline(C0)]T，其中，line为波束合成扫描线数， 其取值一般为128~256 ;
[0052] 2)将0°相与180°相的射频回波信号脉冲逆转加和后并2f。谐波滤波后的最优 波束合成的频域信号Υ(ω)进行逆傅里叶变换，得到整个成像区域射频信号Y(t);
[0053] 3)对造影信号Y(t)进行包络检波、对数压缩、坐标变换等图像后处理得到高质量 的平面波造影图像。
[0054] 本发明的有益效果体现在：
[0055] 本发明采用压缩感知自适应波束合成（CSBF)算法，其各阵元接收数据的有用频 点信息都集中在造影回波信号的谐波分量的有效带宽内，因而对这部分有效带宽内的数据 进行压缩感知处理，而非对整个频域进行压缩感知处理，从而在频域自适应波束合成的基 础上，进一步降低频域采样点数，在保证图像分辨率不降低的前提下，极大地减少波束合成 时所需的计算量。同时，联合脉冲逆转谐波（PM)造影成像方式，超声阵列换能器交替发射 一对相位相反的平面波，在有效抑制组织线性回波、高灵敏地检测微泡非线性谐波分量、大 幅度改善图像CTR的同时，使得快速合成一幅平面波造影图像只需2次平面波发射，避免了 微泡多次辐射造成的破坏，准确地扑捉了微泡的瞬态分布。
[0056] 本发明的优点如下：
[0057] 1、通过在频域仅对微泡谐波分量进行压缩随机采样，大幅度减少波束合成所需计 算量，由此，可使平面波造影实时成像成为可能。
[0058] 2、通过压缩感知理论对自适应波束合成算法性能的优化，完美重建平面波造影回 波的时域数据，可得到高横向分辨率的造影图像。
[0059] 3、联合对数字超声影像平台来说实现较为简单的PIH影成像方法，进一步提高平 面波造影图像的CTR。
[0060] 4、发射2次平面波便可获得一幅高CTR与分辨率平面波造影图像，避免了平面波 多次发射造成的微泡破坏及运动伪迹的干扰，准确扑捉微泡的瞬态分布。
【附图说明】
[0061] 图1是本发明的算法流程图。
[0062] 图2是基于压缩感知自适应波束合成的脉冲逆转谐波（PIH-CSBF)狭窄血管流动 仿体平面波造影图像，从左至右分别为第100帧、3900帧、4000帧平面波造影图像。
[0063] 图3是第7000帧在不同波束合成方法下的PIH狭窄血管流动仿体平面波造影图 像，（a)为DAS波束合成方法所得图像；(b)为传统自适应波束合成（Regular)方法所得图 像；（c)为压缩感知自适应波束合成（CSBF)方法所得图像。
[0064] 图4是第7000帧不同波束合成方法下的PIH狭窄血管流动仿体平面波造影图像 横向（a)与纵向（b)分辨率的对比结果。
[0065] 图5是第7000帧不同波束合成方法下的PIH狭窄血管流动仿体平面波造影图像 的CTR与运行时间的比较；(a)DAS所得结果，（b)传统自适应波束合成（Regular)方法所得 结果，（c) CSBF所得结果。
【具体实施方式】
[0066] 下面结合附图和实施例（一狭窄血管流动仿体平面波造影成像实例）对本发明作 进一步说明。
[0067] 本发明提出一种基于压缩感知自适应波束合成的脉冲逆转谐波（PIH-CSBF)平面 波快速造影成像方法，以克服现有技术在高帧率、超快速成像，尤其是以瞬态信息为特征的 造影成像研究中所存在的问题和局限性。
[0068] 1)超声阵列换能器按脉冲逆转模式交替发射一对中心频率为f。的相位相反的平 面波，而计算机采集超声线阵换能器接收0°相与180°相射频回波信号，仅用2次平面波 发射得到一副平面波造影图像，以减少对微泡的辐照，减低微泡的破坏率，同时最大程度避 免运动等杂波信号的干扰，准确扑捉微泡的瞬态分布。
[0069] 2)将0°相与180°相射频信号加和处理，并从时域信号转换为频域信号，按其频 域信息分布，选取频域上造影微泡谐波分量有效带宽内的频点，并按比率的压缩随机采样 (抽取）；这个过程，通过谐波滤波、压缩采样，大幅度剔除冗余数据、减少自适应波束合成 计算量（减少50 %~70 % )，为平面波造影快速成像奠定数据样本基础。
[0070] 3)对所抽取的频点构造稳健自相关矩阵，并计算该频点所对应的最小方差自适 应波束合成的最优加权系数，从而得到该频点的最优输出；此过程中，考虑阵元信号的差异 性，通过压缩感知方法提高自适应波束合成方法性能，在提高运算速度的同时获得高质量 的CSBF频域数据。
[0071] 4)按照步骤2)~3)遍历第一条扫描线上所有抽取的频点，并由压缩感知理论重 建谐波分量的该相位频域信息，然后通过填〇重建整个频域信息；将第一条扫描线上整个 频域信息变换到时域射频信号。
[0072] 5)按扫描线波束合成次序，重复上述2)~4)步骤，得到所有扫描线相应谐波滤波 后的CSBF射频数据，并进行包络检波、对数压缩、坐标变换等射频后处理得到平面波造影 图像。
[0073] 参照图1所示流程图，所述平面波快速造影成像方法，具体步骤如下：
[0074] (1)超声阵列换能器按脉冲逆转模式交替发射中心频率为f。的一对相位相反的平 面波，其相位分别为0°相与180°相，探头工作频率f。范围：2. OMHz~5. OMHz ;
[0075] (2)计算机采集超声阵列换能器阵元的0°相与180°相射频回波信号XJt)与 Xl80 (t);
[0076] (3)将0°相与180°相的射频回波信号XQ(t)与X18。⑴在整个时域加和运算得 到射频回波信号X(t):
[0077] X(t) = X0 (t)+X180 (t) (1)
[0078] (4)对造影回波数据X⑴，计算第i条（1彡i彡128~256)待合成扫描线上目 标点并根据目标点与中心阵元垂直距离计算波束合成的有效阵元数（即有效孔径）大小， 记为N ;
[0079] (5)根据第i条待合成扫描线上第d个目标点与N个阵元相对位置，对N个阵元通 道接收信号计算每一个通道的信号延时时间τ ld;
[0081] 其中，
为第j个阵元的延时时间，D1为第j个阵元到目标点距离，D。 为为目标点中心阵元到目标点距离，c为组织中声速；
[0082] (6)根据第d个待合成目标点与N个阵元相对位置，对N个阵元对应射频回波信号 X(t)按Tid依次延时，得到延时后列向量信号Xid (t) =X (t_ Tid):
[0084] (7)对Xld(t)进行傅里叶变换，得到Xld(Co):
[0086] (8)根据超声发射频率f。，选取2f。有效带宽ω k (I. 4f。~2. 6f。有效频带）的频 点构成维数为kXN的信号Xld(cok)，k为有效带宽内频点数；
[0087] (9)在有效带宽％内，构造维数为kXk、主对角线元素为1、其余为0的抽取矩阵 T ；
[0088] (10)对谐波滤波后的频域信号Xld(Cok)按行进行随机抽取：
抽 取比例为30%~40% ;
[0089] (11)对于抽取的频点
把有效阵元数为N的阵列分为长度为L的子阵，子 阵的总数为Ν-L+l，采用空间平滑技术计算
！的空间平滑相关矩阵Rld(Ok):
[0091] 其中，
的第1个子阵；
[0092] (12)基于互相关原理，构造所选频点
的稳健自相关矩阵
[0094] 其中，[]H表示矩阵的共辄转置，A为长度为L的1维单位向量；AA HRld(cok) AAhA)2 为造影回波所选频点
：的主信号能量项；
[0095] (13)利用自相关矩阵
和单位向量A计算最优加权系数：
[0097] 其中，[]1表示矩阵的逆，为避免
i求逆运算出现不稳定性，将
奇异值分解出现的负特征值替换为分解所得的最小正值特征解；同时，从Rld(?k)中减掉
的主信号能量项，以增强
的稳健性。
[0098] (14)通过下式计算该频点的最优波束合成的频域输出
:
[0100] (15)重复步骤（11)至步骤（14)，计算第i条扫描线上所有抽取频点的最优波束 合成频域输出
[0101] (16)构建kXk的傅里叶基F作为稀疏基，利用下式：
[0103] 因抽取矩阵T与傅里叶基F相乘矩阵不满秩，故采用RM-FO⑶SS算法从阵元矩阵
I中估计出稀疏投影系数向量N(COk);
[0104] (17)由yi(c〇k) = Fb1(Cok)计算阵元输出所有有效带宽内的最优波束合成的频域