多波束脉冲逆转成像方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种多波束脉冲逆转成像方法和系统。该方法包括如下步骤：步骤S1，发射器将发射的扫描线设置分为奇偶两组，并控制其中一组的发射线发射正极性或者负极性脉冲，另一组线发射反相脉冲；步骤S2，接收器在接收到步骤S1发射的扫描线对应的接收波束后，对于空间位置重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行加和处理，得到谐波信号。其同时实现波束失真校正和获取谐波信号的目的，降低对于回波信号处理的复杂度。
【专利说明】多波束脉冲逆转成像方法和系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及医学超声成像【技术领域】，特别是涉及一种多波束脉冲逆转成像方法和系统。
【背景技术】
[0002]谐波成像技术通过发射某一频率的基波信号，提取接收信号中的高阶谐波成分，最后形成谐波图像。在谐波成像技术中，系统前端发射基波信号进入人体组织，由于人体组织的非线性，基波在传播过程中，会产生高次谐波分量，可以得到与人体组织非线性相关的信息。由于谐波在人体组织中的产生是一个能量累积的结果，因此在图像的近场，谐波分量比较少，这样可以减少近场的回响多次反射等伪像。其次，谐波成像的声场分布相对于基波来说会有更小的旁瓣，因此图像的对比度会更好；另一方面，谐波成像相对于基波来说，具有更短的波长，所有谐波成像的分辨率会高于基波。
[0003]传统的谐波成像通过对接收的回波进行滤波来提取谐波分量，由于基波谐波的带宽是有重叠的，因此不论采取何种滤波器设计都很难将谐波和基波区分开来。滤波器带宽设计太宽，会引入基波的成分，最终的图像由基波和谐波组成，降低了谐波图像的优点；反之，滤波器带宽设计得太窄，会丢失谐波信息，也会降低谐波图像的质量。人们提出一种脉冲逆转谐波成像技术，通 过先后发射极性相反，幅度相同的两个脉冲，将先后接收到的回波相加抵消基波分量增强谐波分量的技术，已被广泛应用于组织谐波成像。脉冲逆转成像技术相对于普通的组织谐波成像来说，对基波具有更强的抑制能力，因此图像具有更好的对比度和信噪比。
[0004]脉冲逆转技术能提高谐波成像的图像质量，但是由于在同一条扫查线上要先后发射两次，因此采用脉冲逆转技术后图像的帧频就会减半。
[0005]为了提高脉冲逆转成像的帧频，多波束接收技术被广泛应用。所谓多波束，就是超声发射一次就接收合成多条扫描线，从而提高帧率。通过多波束技术保证同样接收线密度的情况下，减少发射的次数提高帧频。实际上，多波束技术受到发射与接收不在同一位置的影响，导致接收波束的失真从而降低图像质量。因此，必须采取一些补偿技术来补偿多波束的失真从而提高图像的质量。
[0006]当前采取的方式多为相邻线间空间滤波的方法来补偿多波束失真，但是现有方法都比较复杂，实用性不高。并且进一步地，其在多焦点下会导致帧频进一步下降，会降低远场的谐波图像质量，失真会更加严重，降低图像的质量。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种多波束脉冲逆转成像方法和系统，其解决了脉冲逆转谐波成像技术的帧频减少，多波束操作复杂等问题。
[0008]本发明还提供一种多焦点下多波束脉冲逆转成像方法和系统，其解决了脉冲逆转谐波成像技术的帧频减少，多波束操作复杂等问题。[0009]本发明更提供一种多焦点下不同波束脉冲逆转成像方法和系统，其解决了脉冲逆转谐波成像技术的帧频减少，多波束操作复杂等问题。
[0010]为实现本发明目的而提供的一种多波束的脉冲逆转成像方法，包括如下步骤:
[0011]步骤SI，发射器将发射的扫描线设置分为奇偶两组，并控制其中一组的发射线发射正极性或者负极性脉冲，另一组线发射反相脉冲；
[0012]步骤S2，接收器在接收到步骤SI发射的扫描线对应的接收波束后，对于空间位置重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行加和处理，得到谐波信号。
[0013]优选地，所述步骤S2中，还包括如下步骤:
[0014]步骤S2’，接收器对于没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行直接滤波，提取谐波分量；或者舍弃所述没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束。
[0015]为实现本发明目的还提供的一种多波束脉冲逆转成像系统，包括发射器和接收器，其中:
[0016]所述发射器包括第一设置模块、第一控制模块，其中:
[0017]所述第一设置模块，用于将发射的扫描线设置分为奇偶两组；
[0018]所述第一控制模块，用于控制第一设置模块设置的两组扫描线中，其中一组的发射线发射正极性或者负极性脉冲 ，另一组线发射反相脉冲；
[0019]所述接收器包括第一加和模块，其中:
[0020]所述第一加和模块，用于在接收到发射器发射的扫描线对应的接收波束后，对于空间位置重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行加和处理，得到谐波信号。
[0021]优选地，所述接收器还包括第一滤波模块和第一舍弃模块，其中:
[0022]所述第一滤波模块，用于对于没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行直接滤波，提取谐波分量；
[0023]所述第一舍弃模块，用于对于没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束进行舍弃。
[0024]为实现本发明目的还提供一种多焦点下多波束的脉冲逆转成像方法，包括如下步骤:
[0025]步骤S10，发射器在第i发射焦点上将发射的扫描线设置分为奇偶两组，并控制其中一组发射正极性或者负极性脉冲，另一组发射反相脉冲；
[0026]其中，i=2，…，N，N为大于等于2的正整数；
[0027]步骤S20，接收器接收到步骤SlO发射的第i发射焦点的扫描线对应的接收波束后，对于空间位置重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行加和处理，得到第i发射焦点的谐波信号；
[0028]步骤S30，对N个焦点上获取的谐波信号进行焦点拼接，得到最终的谐波信号。
[0029]为实现本发明目的还提供一种多焦点下多波束脉冲逆转成像系统，包括发射器和接收器，其中:
[0030]所述发射器包括第二设置模块、第二控制模块，其中:
[0031]所述第二设置模块，用于在第i发射焦点上将发射的扫描线设置分为奇偶两组，并控制其中一组发射正极性或者负极性脉冲，另一组发射反相脉冲；[0032]其中，i=2，…，N，N为大于等于2的正整数；
[0033]所述第二控制模块，用于控制第二设置模块设置的两组扫描线中，其中一组的发射线发射正极性或者负极性脉冲，另一组线发射反相脉冲；
[0034]所述接收器包括第二加和模块和第一拼接模块，其中:
[0035]所述第二加和模块，用于在接收到发射器发射的第i发射焦点的扫描线对应的接收波束后，对于空间位置重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行加和处理，得到第i发射焦点的谐波信号；
[0036]所述第一拼接模块，用于对N个焦点上获取的谐波信号进行焦点拼接，得到最终的谐波信号。[0037]为实现本发明目的还提供一种多焦点下不同波束的脉冲逆转成像方法，包括如下步骤:
[0038]步骤S100，发射器对于不同的发射焦点进行不同的波束控制，根据焦点配置波束数；
[0039]步骤S200，发射器控制采取单波束，在第一发射焦点发射正脉冲或者负脉冲；
[0040]步骤S300，发射器控制在同一位置发射反相脉冲；
[0041]步骤S400，接收器接收到步骤S200~300发射的第一发射焦点的先后两次发射的回波波束后，对第一发射焦点先后两次发射产生的回波信号进行加和；
[0042]步骤S500，发射器在第i发射焦点上配置波束数M，设置将第i发射焦点上的扫描线分为奇偶两组，并控制其中一组发射正极性或者负极性脉冲，另一组发射反相脉冲；
[0043]其中，i=2,...，N，N、M为大于等于2的正整数；
[0044]步骤S600，接收器接收到步骤S500发射的第i发射焦点的扫描线对应的接收波束后，对于空间位置重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行加和处理，得到第i发射焦点的谐波信号；
[0045]步骤S700，对第一发射焦点加和得到的谐波信号，以及其它N-1个焦点上获取的谐波信号进行焦点拼接，得到最终的谐波信号。
[0046]优选地,所述步骤S600包括如下步骤:
[0047]步骤S600’，接收器对于没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行直接滤波，提取谐波分量；或者舍弃所述没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束。
[0048]优选地，所述步骤SlOO中，根据焦点配置波束数，是指在发射器的近场配置为单波束，在发射器的中远场配置为双波束或四波束或者更多的波束。
[0049]优选地，所述发射器对不同的发射焦点进行不同的波束控制，根据焦点配置波束数，通过如下工程参数来控制:
[0050]焦点位置[posipos2...posN]
[0051]波束数[M1MfMJ
[0052]其中，M1=I,M2=2,…。
[0053]为实现本发明目的还提供一种多焦点下不同波束脉冲逆转成像系统，包括发射器和接收器，其中:
[0054]所述发射器包括第一配置模块、第三控制模块，第三加和模块，第三设置模块、第四控制模块、第四加和模块，第二拼接模块，其中:
[0055]所述第一配置模块，用于对于不同的发射焦点进行不同的波束控制，根据焦点配置波束数；
[0056]所述第三控制模块，用于控制采取单波束，在第一发射焦点发射正脉冲或者负脉冲；并控制在同一位置发射反相脉冲；
[0057]所述第三设置模块，用于在第i发射焦点上将发射的扫描线设置分为奇偶两组，并控制其中一组发射正极性或者负极性脉冲，另一组发射反相脉冲；
[0058]其中，i=2，…，N，N为大于等于2的正整数；
[0059]所述第四控制模块，用于控制第三设置模块设置的两组扫描线中，其中一组的发射线发射正极性或者负极性脉冲，另一组线发射反相脉冲；
[0060]所述接收器包括第三加和模块、第四加和模块和第二拼接模块，其中:
[0061]所述第三加和模块，用于接收到发射器发射的第一发射焦点的先后两次发射的回波波束后，对第一发射焦点先后两次发射产生的回波信号进行加和；
[0062]所述第四加和模块，用于在接收到发射器发射的第i发射焦点的扫描线对应的接收波束后，对于空间位置重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行加和处理，得到第i发射焦点的谐波信号；
[0063]所述第二拼接模块，用于对第一发射焦点加和得到的谐波信号，以及其它N-1个焦点上获取的谐波信号进行焦点拼接，得到最终的谐波信号。
[0064]本发明多波束的脉冲逆转成像方法，只需对先后接收的回波信号进行相加，就可以同时实现波束失真校正和获取谐波信号的目的，降低对于回波信号处理的复杂度；在多焦点情况下，对不同焦点进行不同的接收波束配置，在保证帧频的同时，又能最大程度的减小波束失真以及操作复杂性来提高脉冲逆转图像的质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0065]为了使本发明多波束脉冲逆转成像方法和系统的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体附图及具体实施例，对本发明多波束脉冲逆转成像方法和系统进行进一步详细说明。
[0066]图1为本发明多波束的脉冲逆转成像方法一个实施例的示意图；
[0067]图2为本发明多焦点下多波束的脉冲逆转成像方法实施例的示意图；
[0068]图3为本发明多焦点下不同波束的脉冲逆转成像方法实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0069]实施例一:
[0070]本发明实施例的多波束脉冲逆转成像方法，为便于描述，本发明实施例中，只采用了 3~4条发射线而描述本发明实施例，但应当说明的是，本发明并不限于此，其同样可以适用于更多条发射线的情况，其中发射线数应用可以有不同的设置，本发明权利要求保护的范围也不限于3~4条发射线的情况，其同样保护具有更多条发射线的情况。
[0071]本发明实施例一多波束的脉冲逆转成像方法，如图1所示，包括如下步骤:
[0072]步骤SI，发射器将发射的扫描线设置分为奇偶两组，并控制其中一组的发射线发射正极性或者负极性脉冲，另一组线发射反相脉冲；
[0073]步骤S2，接收器在接收到步骤SI发射的扫描线对应的接收波束后，对于空间位置重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行加和处理，得到谐波信号。
[0074]作为一种可实施方式，发射器设置将发射的扫描线分为奇偶两组，并控制其中偶数组的发射线发射正极性或者负极性脉冲(本发明实施例中，以正脉冲为例)，奇数组线发射反相脉冲。如图1所示，T+0，T+2，T+4为偶数发射线，发射的是正极性脉冲，对应的期望接收线为(R+01，R+02)，(R+21，R+22)，(R+41，R+42)，而实际的失真接收波束为(R+01’，R+02’)，(R+21’，R+22’)，(R+41’，R+42’ ) ；T_1, T_3 为奇数发射线，发射的是反相脉冲，对应的期望接收线为(R_11，R_12)，(R_31，R_32)，而实际的失真接收波束为(R_ll，，R_12’)，(R_31，，R_32，)；
[0075]其中T+0对应的期望接收波束R+02与T_1对应的期望接收波束R_ll在空间位置上重叠，其中T+2对应的期望接收波束R+21与T_1对应的期望接收波束R_12在空间位置上重叠。依此类推，每一发射线对应的期望接收波束与相邻的两条发射线对应的期望接收波束中的一个波束在空间位置上重叠。这样，从扫查时序来看，与正常的单波束扫查基本一致，不需要在每一发射位置重复发射两次，采用本发明实施例的方法并不提高帧频，其帧频与当前技术的帧频基本一致。如式(I)所示，对于空间位置重叠的期望接收波束，对实际的波束进行加和处理，得到谐波信号。
[0076]RO，=R+01’，R1，=R+02，+R_11，，R2，=R+21’ +R_12，，
[0077]R3，=R+2 2，+R_31，，R4，=R+41，+R_32，，…(I)
[0078]依此类推，可以得到加和后的波束。这些有重叠的波束，而且极性相反，采取加和可以去除基波分量，增强谐波分量。由于T+0和T_1对空间位置重叠的R+02和R_ll的拉动效应的反相对称性，采取加和处理后，又恰好补偿了各自的失真，其它空间的重叠的波束也都通过加和补偿了失真。
[0079]较佳地，作为一种可实施方式，所述步骤S2中，还包括如下步骤:
[0080]步骤S2’，接收器对于没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行直接滤波，提取谐波分量；或者舍弃所述没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束。
[0081]本发明实施例中，如图1所示，最左边的线和最右边的线是失真线，而且在此位置，没有波束与之重叠，无法进行加和。对于这两条接收波束，本发明实施例中，作为一种可实施方式，可以进行如下处理:1、直接滤波，提取谐波分量；2、舍弃这两条接收波束。
[0082]基于同一发明构思，本发明实施例一还提供一种多波束脉冲逆转成像系统，包括发射器和接收器，其中:
[0083]所述发射器包括第一设置模块、第一控制模块，其中:
[0084]所述第一设置模块，用于将发射的扫描线设置分为奇偶两组；
[0085]所述第一控制模块，用于控制第一设置模块设置的两组扫描线中，其中一组的发射线发射正极性或者负极性脉冲，另一组线发射反相脉冲；
[0086]所述接收器包括第一加和模块，其中:
[0087]所述第一加和模块，用于在接收到发射器发射的扫描线对应的接收波束后，对于空间位置重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行加和处理，得到谐波信号。[0088]较佳地，作为一种可实施方式，所述接收器还包括第一滤波模块和第一舍弃模块，其中:
[0089]所述第一滤波模块，用于对于没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行直接滤波，提取谐波分量；
[0090]所述第一舍弃模块，用于对于没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束进行舍弃。
[0091]本发明实施例一的多波束脉冲逆转成像系统，以与所述多波束脉冲逆转成像方法相同的过程工作，因此，在本发明实施例一中，不再一一详细描述。
[0092]本发明实施例一多波束的脉冲逆转成像方法和系统，通过奇偶线交替发射极性相反的脉冲，相邻发射线对应的一条接收波束在空间上重叠，再通过加和处理，既达到提取谐波分量，又达到了波束校正的目的。
[0093]实施例二:
[0094]基于和实施例一的同一发明构思，在本发明实施例二中，提供一种多焦点下多波束的脉冲逆转成像方法，包括如下步骤:
[0095]步骤S10，发射器在第i发射焦点上将发射的扫描线设置分为奇偶两组，并控制其中一组发射正极性或者负极性脉冲，另一组发射反相脉冲；
[0096]其中，i=l，…，N，N为大于等于2的正整数；
[0097]步骤S20，接收器接收到步骤SlO发射的第i发射焦点的扫描线对应的接收波束后，对于空间位置重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行加和处理，得到第i发射焦点的谐波信号；
[0098]步骤S30，对N个焦点上获取的谐波信号进行焦点拼接，得到最终的谐波信号。
[0099]根据实施例一的描述，由于在多个焦点上都得到不失真的谐波信号，拼接后的信号也为不失真的谐波信号，作为一种可实施方式，对于边缘的不重叠的两条波束为失真波束，可以直接滤波提取谐波信号或者舍弃这两条波束。
[0100]如图2所示，作为一种可实施方式，下面以两个发射焦点为例，说明本发明实施例二多焦点下多波束的脉冲逆转成像方法，包括如下步骤:
[0101]1)，发射器在第一发射焦点上将发射扫描线设置分为奇偶两组，控制偶数数组线发射正极性或者负极性脉冲(以正脉冲为例)，奇数组线发射反相脉冲。
[0102]如图2所示，T+0, T+2, T+4为偶数发射线，发射的是正极性脉冲，T_l，T_3为奇数发射线，发射的是反相脉冲，其中T+0对应的期望接收波束R+02与T-1对应的期望接收波束R-1l在空间位置上重叠，其中T+2对应的期望接收波束R+21与T-1对应的期望接收波束R-12在空间位置上重叠，依此类推，每一发射线对应的期望接收波束与相邻的两条发射线对应的期望接收波束中的一个波束在空间位置上重叠；
[0103]2)，接收器接到波束后，对于空间位置重叠的期望接收波束，对实际的波束进行加和处理，得到谐波信号，加和方法与式(I)相同。这样经过加和后，由于相邻发射线对重叠接收波束的拉动效应的反相对称性，便得到在第一个发射焦点上不失真的谐波信号(忽略边缘的两条接收扫查线);
[0104]3)，然后在第二个焦点上重复上述步骤1)，在第二个焦点上将将发射扫描线分为奇偶两组，偶数数组线发射正极性或者负极性脉冲(以正脉冲为例)，奇数组线发射反相脉冲，每一发射线对应的期望接收波束与相邻的两条发射线对应的期望接收波束中的一个波束在空间位置上重叠，对于空间位置重叠的期望接收波束；
[0105].4)，对实际的波束进行加和处理得到第二个发射焦点上不失真的谐波信号；
[0106].5)，对在两个发射焦点上获取的谐波信号进行焦点拼接，得到最终的谐波信号。
[0107]由于在两个焦点上，都得到不失真的谐波信号，因此拼接后的信号也为不失真的谐波信号。同样的，边缘的两条波束为失真的波束，可以采取直接滤波提取谐波信号或者舍弃这两条波束的方法来处理边缘的两条接收线。
[0108]作为一种可实施方式，所述两个焦点可扩展至任意焦点数目而不限于两个。
[0109]基于同一发明构思，本发明实施例二还提供一种多焦点下多波束脉冲逆转成像系统，包括发射器和接收器，其中:
[0110]所述发射器包括第二设置模块、第二控制模块，其中:
[0111]所述第二设置模块，用于在第i发射焦点上将发射的扫描线设置分为奇偶两组，并控制其中一组发射正极性或者负极性脉冲，另一组发射反相脉冲；
[0112]其中，i=l，…，N，N为大于等于2的正整数；
[0113]所述第二控制模块，用于控制第二设置模块设置的两组扫描线中，其中一组的发射线发射正极性或者负极性脉冲，另一组线发射反相脉冲；
[0114]所述接收器包括第二加和模块和第一拼接模块，其中:
[0115]所述第二加和模块，用于在接收到发射器发射的第i发射焦点的扫描线对应的接收波束后，对于空间位置重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行加和处理，得到第i发射焦点的谐波信号；
[0116]所述第一拼接模块，用于对N个焦点上获取的谐波信号进行焦点拼接，得到最终的谐波信号。
[0117]较佳地，作为一种可实施方式，所述接收器还包括滤波模块和舍弃模块，其中:
[0118]所述滤波模块，用于对于没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行直接滤波，提取谐波分量；
[0119]所述舍弃模块，用于对于没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束进行舍弃。
[0120]本发明实施例二的多焦点下多波束脉冲逆转成像系统，以与实施例二所述多焦点下多波束脉冲逆转成像方法相同的过程工作，因此，在本发明实施例二中，不再一一详细描述。
[0121]本发明 实施例二多焦点下多波束的脉冲逆转成像方法和系统，通过奇偶线交替发射极性相反的脉冲，相邻发射线对应的一条接收波束在空间上重叠，再通过加和处理，既达到提取谐波分量，又达到了波束校正的目的。
[0122]实施例三:
[0123]基于和实施例一和实施例二的同一发明构思，在本发明实施例三中，提供一种多焦点下不同波束的脉冲逆转成像方法，包括如下步骤:
[0124]步骤S100，发射器对于不同的发射焦点进行不同的波束控制，根据焦点配置波束数；
[0125]在实施例三中，本发明多波束的脉冲逆转成像技术，在多焦点情况下，对不同的发射焦点进行不同的波束控制，根据焦点配置波束数。
[0126]作为一种可实施方式，较佳地，所述根据焦点配置波束数，是指在发射器的近场配置为单波束，在发射器的中远场配置为双波束或四波束或者更多的波束。
[0127]更佳地，作为一种可实施方式，所述发射器对不同的发射焦点进行不同的波束控制，根据焦点配置波束数，通过如下工程参数来控制:
[0128]焦点位置[Pos1POS2---posN]
[0129]波束数[M1MfMJ
[0130]其中，M1=I, M2=2，…。根据不同的应用有不同的配置。对不同的发射焦点，保持期望的接收线数和线的位置一样。
[0131]设图像的 接收线密度为L，那么在不同的焦点上对应的发射线数:
[0132]发射线数[IVM1L/M^L/MJ
[0133]发射线的位置根据接收线的位置和波束数来确定。
[0134]步骤S200，发射器控制采取单波束，在第一发射焦点发射正脉冲或者负脉冲；
[0135]步骤S300，发射器控制在同一位置发射反相脉冲；
[0136]步骤S400，接收器接收到步骤S200~300发射的第一发射焦点的先后两次发射的回波波束后，对第一发射焦点先后两次发射产生的回波信号进行加和；
[0137]步骤S500，发射器在第i发射焦点上配置波束数M，设置将第i发射焦点上的扫描线分为奇偶两组，并控制其中一组发射正极性或者负极性脉冲，另一组发射反相脉冲；
[0138]其中，i=2，…，N，N、M为大于等于2的正整数；
[0139]步骤S600，接收器接收到步骤S500发射的第i发射焦点的扫描线对应的接收波束后，对于空间位置重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行加和处理，得到第i发射焦点的谐波信号；
[0140]步骤S700，对第一发射焦点加和得到的谐波信号，以及其它N-1个焦点上获取的谐波信号进行焦点拼接，得到最终的谐波信号。
[0141]较佳地，如图3所示，下面以两个发射焦点，且第一个焦点在近场，第二个焦点在远场为例，说明本发明实施例三多焦点下不同波束的脉冲逆转成像方法，步骤如下:
[0142]I’)，采取单波束，在第一发射焦点发射正脉冲(也可以是负脉冲)，
[0143]2’)，在同一位置发射反相脉冲；
[0144]3’)，对第一发射焦点先后两次发射产生的回波信号进行加和。
[0145]由于采取单波束，发射波束和接收波束重合，这样不会产生失真，因此加和处理后得到第一发射焦点情况下不失真的谐波信号；
[0146]4’)，在第二发射焦点上采取多波束(2波束)，将发射扫描线分为奇偶两组，偶数数组线发射正极性或者负极性脉冲(以正脉冲为例)，奇数组线发射反相脉冲；
[0147]5’)，每一发射线对应的期望接收波束与相邻的两条发射线对应的期望接收波束中的一个波束在空间位置上重叠，对于空间位置重叠的期望接收波束，对实际的波束进行加和处理，得到第二个发射焦点上的谐波信号。
[0148]由于相邻发射线对重叠接收波束的拉动效应的反相对称性，使得加和后便得到不失真的谐波信号。
[0149]在第一发射焦点和第二发射焦点情况下，接收线的位置是一致的，如R+0和R+01，R+1和R+02的位置都是相同，其它的接收波束位置也是相同的。由于第一发射焦点和第二发射焦点采取不同的波束数，导致第一发射焦点和第二发射焦点发射线的位置是不相同的，如第一发射焦点的T+0和第二发射焦点的T+0位置是不相同；
[0150]6’)，对在两个发射焦点上获取的谐波信号进行焦点拼接，得到最终的谐波信号。
[0151]由于在两个焦点上，都得到不失真的谐波信号，因此拼接后的信号也为不失真的谐波信号。
[0152]较佳地，作为一种可实施方式，边缘的波束在第二发射焦点情况下为失真的波束，可以采取如下方法处理:1.直接滤波提取第二发射焦点情况下的谐波信号，然后再跟第一发射焦点情况下的谐波信号进行拼接；2.舍弃第一发射焦点和第二发射焦点情况下边缘的波束。
[0153]作为一种可实施方式，所述两个焦点可扩展至任意焦点数目而不限于两个。
[0154]基于同一发明构思，本发明实施例三还提供一种多焦点下不同波束脉冲逆转成像系统，包括发射器和接收器，其中:
[0155]所述发射器包括第一配置模块、第三控制模块，第三加和模块，第三设置模块、第四控制模块、第四加和模块，第二拼接模块，其中:
[0156]所述第一配置模块，用于对于不同的发射焦点进行不同的波束控制，根据焦点配置波束数；
[0157]所述第三控制模块，用于控制采取单波束，在第一发射焦点发射正脉冲或者负脉冲；并控制在同一位置发射反相脉冲；
`[0158]所述第三设置模块，用于在第i发射焦点上将发射的扫描线设置分为奇偶两组，并控制其中一组发射正极性或者负极性脉冲，另一组发射反相脉冲；
[0159]其中，i=2，…，N，N为大于等于2的正整数；
[0160]所述第四控制模块，用于控制第三设置模块设置的两组扫描线中，其中一组的发射线发射正极性或者负极性脉冲，另一组线发射反相脉冲；
[0161]所述接收器包括第三加和模块、第四加和模块和第二拼接模块，其中:
[0162]所述第三加和模块，用于接收到发射器发射的第一发射焦点的先后两次发射的回波波束后，对第一发射焦点先后两次发射产生的回波信号进行加和；
[0163]所述第四加和模块，用于在接收到发射器发射的第i发射焦点的扫描线对应的接收波束后，对于空间位置重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行加和处理，得到第i发射焦点的谐波信号；
[0164]所述第二拼接模块，用于对第一发射焦点加和得到的谐波信号，以及其它N-1个焦点上获取的谐波信号进行焦点拼接，得到最终的谐波信号。
[0165]较佳地，作为一种可实施方式，所述接收器还滤波模块和舍弃模块，其中:
[0166]所述滤波模块，用于对于没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行直接滤波，提取谐波分量；
[0167]所述舍弃模块，用于对于没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束进行舍弃。
[0168]本发明实施例三的多焦点下不同波束脉冲逆转成像系统，以与实施例三所述多焦点下不同波束脉冲逆转成像方法相同的过程工作，因此，在本发明实施例三中，不再一一详细描述。
[0169]本发明多波束的脉冲逆转成像方法，只需对先后接收的回波信号进行相加，就可以同时实现波束失真校正和获取谐波信号的目的，降低对于回波信号处理的复杂度；在多焦点情况下，对不同焦点进行不同的接收波束配置，在保证帧频的同时，又能最大程度的减小波束失真以及操作复杂性来提高脉冲逆转图像的质量。
[0170] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种多波束的脉冲逆转成像方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤Si，发射器将发射的扫描线设置分为奇偶两组，并控制其中一组的发射线发射正极性或者负极性脉冲，另一组线发射反相脉冲； 步骤S2，接收器在接收到步骤SI发射的扫描线对应的接收波束后，对于空间位置重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行加和处理，得到谐波信号。
2.根据权利要求1所述的多波束的脉冲逆转成像方法，其特征在于，所述步骤S2中，还包括如下步骤: 步骤S2’，接收器对于没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行直接滤波，提取谐波分量；或者舍弃所述没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束。
3.一种多波束脉冲逆转成像系统，其特征在于，包括发射器和接收器，其中: 所述发射器包括第一设置模块、第一控制模块，其中: 所述第一设置模块，用于将发射的扫描线设置分为奇偶两组； 所述第一控制模块，用 于控制第一设置模块设置的两组扫描线中，其中一组的发射线发射正极性或者负极性脉冲，另一组线发射反相脉冲； 所述接收器包括第一加和模块，其中: 所述第一加和模块，用于在接收到发射器发射的扫描线对应的接收波束后，对于空间位置重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行加和处理，得到谐波信号。
4.根据权利要求3所述的多波束脉冲逆转成像系统，其特征在于，所述接收器还包括第一滤波模块和第一舍弃模块，其中: 所述第一滤波模块，用于对于没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行直接滤波，提取谐波分量； 所述第一舍弃模块，用于对于没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束进行舍弃。
5.一种多焦点下多波束的脉冲逆转成像方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤S10，发射器在第i发射焦点上将发射的扫描线设置分为奇偶两组，并控制其中一组发射正极性或者负极性脉冲，另一组发射反相脉冲； 其中，i=l, 2，…，N，N为大于等于2的正整数； 步骤S20，接收器接收到步骤SlO发射的第i发射焦点的扫描线对应的接收波束后，对于空间位置重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行加和处理，得到第i发射焦点的谐波信号； 步骤S30，对N个焦点上获取的谐波信号进行焦点拼接，得到最终的谐波信号。
6.根据权利要求5所述的多焦点下多波束的脉冲逆转成像方法，其特征在于，所述步骤S20中，还包括如下步骤: 步骤S20’，接收器对于没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行直接滤波，提取谐波分量；或者舍弃所述没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束。
7.一种多焦点下多波束脉冲逆转成像系统，其特征在于，包括发射器和接收器，其中: 所述发射器包括第二设置模块、第二控制模块，其中: 所述第二设置模块，用于在第i发射焦点上将发射的扫描线设置分为奇偶两组，并控制其中一组发射正极性或者负极性脉冲，另一组发射反相脉冲； 其中，i=l, 2，…，N，N为大于等于2的正整数； 所述第二控制模块，用于控制第二设置模块设置的两组扫描线中，其中一组的发射线发射正极性或者负极性脉冲，另一组线发射反相脉冲； 所述接收器包括第二加和模块和第一拼接模块，其中: 所述第二加和模块，用于在接收到发射器发射的第i发射焦点的扫描线对应的接收波束后，对于空间位置重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行加和处理，得到第i发射焦点的谐波信号； 所述第一拼接模块，用于对N个焦点上获取的谐波信号进行焦点拼接，得到最终的谐波信号。
8.根据权利要求7所述的多焦点下多波束脉冲逆转成像系统，其特征在于，所述接收器还包括滤波模块和舍弃模块，其中: 所述滤波模块，用于对于没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行直接滤波，提取谐波分量； 所述舍弃模块，用于对于没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束进行舍弃。
9.一种多焦点下不同波束的脉冲逆转成像方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤S100，发射器对于不`同的发射焦点进行不同的波束控制，根据焦点配置波束数； 步骤S200，发射器控制采取单波束，在第一发射焦点发射正脉冲或者负脉冲； 步骤S300，发射器控制在同一位置发射反相脉冲； 步骤S400，接收器接收到步骤S200~300发射的第一发射焦点的先后两次发射的回波波束后，对第一发射焦点先后两次发射产生的回波信号进行加和； 步骤S500，发射器在第i发射焦点上配置波束数M，设置将第i发射焦点上的扫描线分为奇偶两组，并控制其中一组发射正极性或者负极性脉冲，另一组发射反相脉冲； 其中，i=2,…，N，N、M为大于等于2的正整数； 步骤S600，接收器接收到步骤S500发射的第i发射焦点的扫描线对应的接收波束后，对于空间位置重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行加和处理，得到第i发射焦点的谐波信号； 步骤S700，对第一发射焦点加和得到的谐波信号，以及其它N-1个焦点上获取的谐波信号进行焦点拼接，得到最终的谐波信号。
10.根据权利要求9所述的多焦点下不同波束的脉冲逆转成像方法，其特征在于，所述步骤S600包括如下步骤: 步骤S600’，接收器对于没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行直接滤波，提取谐波分量；或者舍弃所述没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束。
11.根据权利要求9或10所述的多焦点下不同波束的脉冲逆转成像方法，其特征在于，所述步骤SlOO中，根据焦点配置波束数，是指在发射器的近场配置为单波束，在发射器的中远场配置为双波束或四波束或者更多的波束。
12.根据权利要求11所述的多焦点下不同波束的脉冲逆转成像方法，其特征在于，所述发射器对不同的发射焦点进行不同的波束控制，根据焦点配置波束数，通过如下工程参数来控制:
焦点位置[POS1 POS2*** POSn] 波束数[M1 M^Mn] 其中，M1=I, M2=2，…。
13.一种多焦点下不同波束脉冲逆转成像系统，其特征在于，包括发射器和接收器，其中: 所述发射器包括第一配置模块、第三控制模块，第三加和模块，第三设置模块、第四控制模块、第四加和模块，第二拼接模块，其中: 所述第一配置模块，用于对于不同的发射焦点进行不同的波束控制，根据焦点配置波束数； 所述第三控制模块，用于控制采取单波束，在第一发射焦点发射正脉冲或者负脉冲；并控制在同一位置发射反相脉冲； 所述第三设置模块，用于在第i发射焦点上将发射的扫描线设置分为奇偶两组，并控制其中一组发射正极性或者负极性脉冲，另一组发射反相脉冲； 其中，i=2,…，N，N为大于等于2的正整数； 所述第四控制模块，用于控制第三设置模块设置的两组扫描线中，其中一组的发射线发射正极性或者负极性脉冲，另一组线发射反相脉冲； 所述接收器包括第三加和模块、第四加和模块和第二拼接模块，其中: 所述第三加和模块，用于接收到发射器发射的第一发射焦点的先后两次发射的回波波束后，对第一发射焦点先后两次发射产生的回波信号进行加和； 所述第四加和模块，用于在接收到发射器发射的第i发射焦点的扫描线对应的接收波束后，对于空间位置重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行加和处理，得到第i发射焦点的谐波信号； 所述第二拼接模块，用于对第一发射焦点加和得到的谐波信号，以及其它N-1个焦点上获取的谐波信号进行焦点拼接，得到最终的谐波信号。
14.根据权利要求13所述的多焦点下不同波束脉冲逆转成像系统，其特征在于，所述接收器还滤波模块和舍弃模块，其中: 所述滤波模块，用于对于没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束，进行直接滤波，提取谐波分量； 所述舍弃模块，用于对于没有波束重叠的期望接收波束所对应的实际接收波束进行舍弃。
【文档编号】A61B8/00GK103519840SQ201210231622
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年7月5日 优先权日:2012年7月5日
【发明者】吴方刚 申请人:飞依诺科技(苏州)有限公司