自适应复合成像方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及超声成像方法，尤其设及一种自适应复合成像方法。
【背景技术】
[0002] 医学上超声成像可用于定位和分类囊肿、病变等，因此B模式图像的空间分辨率和 对比度是医学上超声成像的重要技术指标。
[0003] 医学超声成像可用于定位和分类囊肿、病变等，因此財莫式图像的空间分辨率和对 比度是医学超声成像的重要技术指标。
[0004] 合成发射孔径成像可W实现对发射和接收都实现动态聚焦，因此可W获得高分辨 率，但是其实现复杂度较高，而合成孔径序列波束形成（SASB)方法可W用获得较高的横向 分辨率同时大大降低实现复杂度。合成孔径序列波束形成方法由于不需要存储和传输大量 的RF线数据，其实现复杂度较合成发射孔径方法大大降低。
[0005] 合成孔径序列波束形成方法可W有效降低系统实现复杂度，并且具有较高的空间 分辨率，但是该方法的成像对比度还需要进一步提高。
[0006] 空间复合成像是一种比较成功的提高医学超声图像对比度的方法，因为不同位置 处的图像之间具有不同的噪声，但是具有相同的特征信息，所W空间复合可W消除噪声提 高图像信噪比。但是传统的基于动态接收聚焦方法的空间角度复合成像的图像分辨率有待 于进一步提局。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是为了解决现有技术存在的医学超声成像的图像需要同时获得高 空间分辨率和对比度的问题，提出了 一种自适应复合成像方法。
[000引为实现上述目的，本发明提供了一种复合成像方法，该方法包括W下步骤：
[0009]采用Νθ个偏转角做合成孔径序列波束形成得到Νθ幅图像;其中，Νθ个偏转角包括零 度偏转角，且每个偏转角度与每幅图像一一对应；
[0010]计算Ne幅图像与零度偏转角图像的互相关系数；
[0011] 将Νθ幅图像W对应的互相关系数为权值加权相加得到复合后的图像。
[0012] 优选地，采用Νθ个偏转角做合成孔径序列波束形成得到Νθ幅图像;其中，Νθ个偏转 角包括零度偏转角，且每个偏转角度与每幅图像一一对应的步骤包括:第一阶段波束形成 和第二阶段波束形成。
[0013] 优选地，第一阶段波束形成的步骤包括：
[0014] 采用阵列中的第巧阳1个阵元WVSie为焦点发射信号，且对阵元所接收的信号W VSie为焦点进行波束形成，得到第1条扫描线。0;
[001引采用阵列中的第巧帆+1个阵元WVS20为焦点发射信号，且对阵元所接收的信号W VS20为焦点进行波束形成，得到第2条扫描线L20;
[0016] 依次重复上述处理，直至得到第N-Ni+1条扫描线Ln-νι+ιθ;
[0017] 其中，VSie，VS29,……，VSn-niw称为第一阶段虚拟源;其中，第一阶段虚拟源的坐标 为[xi+Zv · tan(目），0 ,Ζν]。
[0018] 优选地，第二阶段波束形成的步骤包括：
[0019] 计算点Ρ(χι，ζ)进行第二阶段波束形成的第二阶段虚拟源；
[0020] 计算第二阶段虚拟源对应的第一阶段波束形成的扫描线的时延；
[0021] 按照时延加权相加得到Ρ(χι，ζ)对应的值。
[0022] 依次重复上述处理，直至得到N-Ni+1条扫描线曲-N1W;其中，点Ρ(xi，Ζ)的纵坐标Ζ E [ 0，D ]，D为数据源成像深度。
[002引优选地，其特征在于，计算XI的公式为：
[0024] Xi = -[(N0-Ni)/2+(i-l)]*dx
[0025] 其中，dx为阵元之间的间距，Νθ为偏转角度的个数，化为发射阵元的个数。
[0026] 优选地，计算点Ρ(χι，ζ)进行第二阶段波束形成的第二阶段虚拟源的步骤包括：
[0027] 通过比较Ζ和Ζν的值；
[002引 当ζ〉= Ζν，计算Χι= (ζ-Ζν) · [La/2-Zv · tan(目）]/Ζν和拉=(ζ-Ζν) · [La/化Ζν · tan (Θ)]/Ζν；
[0029] 当z<Zv，计算Χι= (ζ-Ζν) · [La/2+Zv · tan(目）]/Ζν和Χ2= (ζ-Ζν) · [La/2-Zv · tan (9)]/Ζν，所有横坐标在[Xi，拉]区间内的第一阶段虚拟源为第二阶段虚拟源。
[0030] 优选地，时延公式为：
[0031] td(j) = 2(Zv± iPVSjel )/c
[0032] 其中，j为第二阶段虚拟源的下标，Ζν为虚拟源深度，iPVSwl为点P(Xi，z巧Ij第二阶 段虚拟源VSje的距离，+号表示点P(Xi，z)深度大于Zv，-号表示点P(Xi，z)点深度小于Zv，c为 声速。
[003引优选地，时延加权相加的公式为：
[0034]
[0035] 其中，ke{j|VSw为点P(xi，z)第二阶段波束形成的虚拟源}，Lke(td(k))表示第一 阶段波束形成的扫描线Lke上延时td化)对应的值，W为加权函数，其值随深度Z和扫描线的水 平位置Xi而改变。
[0036] 优选地，第二阶段波束形成的扫描线的分辨率高于第一阶段波束形成的扫描线的 分辨率。
[0037] 优选地，Νθ幅图像对应的互相关系数为权值相加得到复合后的图像，其具体的公 式为：
[00；3 引
[0039] 其中Gj为第j个角度的图像，cj为Gj与0度偏转角度合成孔径序列波束得到对应图 像的互相关系数。
[0040] 本发明通过合成孔径序列波束形成自适应复合成像，提高图像的分辨率和对比 度。
【附图说明】
[0041] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可W根据运些 附图获得其他的附图。
[0042] 图1为本发明实施例提供的一种自适应复合成像方法的流程图；
[0043] 图2为图1中第一阶段扫面线形成的流程图；
[0044] 图3为图2的第一阶段波束形成的结构示意图；
[0045] 图4为图1中第二阶段波束形成的流程图；
[0046] 图5为图4的第二阶段波束形成的结构示意图。
【具体实施方式】
[0047] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0048] 图1为本发明实施例提供的一种复合成像方法的流程图。如图1所示，复合成像方 法的步骤包括：
[0049] 步骤S100:采用Νθ个偏转角做合成孔径波束形成后进行包络检测得到Νθ幅图像，其 中Νθ个偏转角度中一定包含零度，且每个偏转角度与每幅图像一一对应；
[0050] 步骤S110:分别计算Νθ幅图像与偏转0角度图像的互相关系数；
[0051] 步骤S120:将Νθ幅图像W其与零度偏转角图像的互相关系数为权值加权相加得到 复合后的图像。。
[0052] 需要说明的是，自适应复合成像的阵元数量Ν可W是64，128，192,256等，每次发射 阵元数量Ν1-定小于等于Ν，一般为Ν/2，Ν/4等。在本发明实施例中是W128个阵元，每次发 射阵元数量Ν1为64，LA = dx*Nl，其中dx为阵元间距。
[0053] 本发明实施例中虚拟源为64个，阵元间距和虚拟源间距为0.36mm，虚拟源深度为 23mm，依次进行偏转角度为θ =-6~6度，角度间隔1度为例。
[0054] 与本发明密切相关的两个关键参数是虚拟源深度Ζν和偏转角数量Νθ及具体的偏转 角度。在本发明实施例中Ζν通常取值为[LA，2LA]，但不限于上述范围。自适应复合成像过程 中理论上偏转角度的选取原则是：
[0055] 目 i = u/LA，i = -Nl/2,……，N1/2_1，
[0056] 其中，N1为每次发射阵元的个数。
[0057] 但实际操作中，受到阵列偏转角度控制方面的制约，可能无法实现大的角度偏转， 所W本发明实施例中一般采用的偏转角度为：
[005引 目 i = u/LA，i = -Nl/8,……，Nl/8。
[0059] 图1中的步骤具体为：
[0060] (1)分别采用偏转角度-6度，-5度，-4度，-3度，-2度，-1度，0度，1度，2度，3度，4度， 5度，6度，做合成孔径序列波束得到图像为G-6，G-日，G-4，G-3，G-2，G-1，Go，Gi，G2，G3，G4，G日，G6; [0061 ] ( 2 )分别计算图像G-6，G-5，G-4，G-3，G-2，G-1，Gl，G2，G3，G4，Gs，G6 图像 Go的互相关系数 C-6，C-自,C-4，C-3 , C-2，C-1，Cl，C2，C3 , C4，C自,C6 ;
[0062] ( 3 )G-6，G-5 , G-4，G-3 , G-2，G-i，Go，Gl，G2，G3 , G4，Gs, Gs分風IW C-6，C-5 , C-4，C-3 , C-2，C-l，1， Cl，。，C3，C4，C日，C6为权值加权相加得到复合后的图像。
[0063] 具体地，合成孔径成像步骤包括第一阶段波束形成和第二阶段波束形成;其中，第 二阶段波束形成得到的扫面线的分辨率高于第一阶段波束形成得到的扫描线的分辨率。
[0064] 具体地，G-6，G-5, ......，G-i，Go，Gi，......，Gs'Gs分别 Wc-6，c-s，......，c-i，l，ci，...... ' C5，C6为权值加权相加得到复合后的图像，其具体的公式为：
[00 化]
[0066] 其中Gj为第j个角度的图像，cj为Gj与0度偏转角度合成孔径序列波束得到对应图 像的互相关系数。
[0067] 需要说明的是，通过采用不同的偏转角度做合成孔径序列波束形成，提高了图像 的分辨率;通过将非零偏转角形成的图像与零度角为偏转角形成的图像进行求互相关系 数，与零度偏转角形成的图像的互相关系数越接近，则相应的偏转角形成的图像权值越大， 反之，相应偏转角形成的图像的权值越小，达到自适应调整的目的;