多波束脈沖逆轉成像方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多波束脈沖逆轉成像方法和系統(tǒng)。該方法包括如下步驟：步驟S1，發(fā)射器將發(fā)射的掃描線設置分為奇偶兩組，并控制其中一組的發(fā)射線發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組線發(fā)射反相脈沖；步驟S2，接收器在接收到步驟S1發(fā)射的掃描線對應的接收波束后，對于空間位置重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行加和處理，得到諧波信號。其同時實現(xiàn)波束失真校正和獲取諧波信號的目的，降低對于回波信號處理的復雜度。
【專利說明】多波束脈沖逆轉成像方法和系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)學超聲成像【技術領域】，特別是涉及一種多波束脈沖逆轉成像方法和系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]諧波成像技術通過發(fā)射某一頻率的基波信號，提取接收信號中的高階諧波成分，最后形成諧波圖像。在諧波成像技術中，系統(tǒng)前端發(fā)射基波信號進入人體組織，由于人體組織的非線性，基波在傳播過程中，會產生高次諧波分量，可以得到與人體組織非線性相關的信息。由于諧波在人體組織中的產生是一個能量累積的結果，因此在圖像的近場，諧波分量比較少，這樣可以減少近場的回響多次反射等偽像。其次，諧波成像的聲場分布相對于基波來說會有更小的旁瓣，因此圖像的對比度會更好；另一方面，諧波成像相對于基波來說，具有更短的波長，所有諧波成像的分辨率會高于基波。
[0003]傳統(tǒng)的諧波成像通過對接收的回波進行濾波來提取諧波分量，由于基波諧波的帶寬是有重疊的，因此不論采取何種濾波器設計都很難將諧波和基波區(qū)分開來。濾波器帶寬設計太寬，會引入基波的成分，最終的圖像由基波和諧波組成，降低了諧波圖像的優(yōu)點；反之，濾波器帶寬設計得太窄，會丟失諧波信息，也會降低諧波圖像的質量。人們提出一種脈沖逆轉諧波成像技術，通 過先后發(fā)射極性相反，幅度相同的兩個脈沖，將先后接收到的回波相加抵消基波分量增強諧波分量的技術，已被廣泛應用于組織諧波成像。脈沖逆轉成像技術相對于普通的組織諧波成像來說，對基波具有更強的抑制能力，因此圖像具有更好的對比度和信噪比。
[0004]脈沖逆轉技術能提高諧波成像的圖像質量，但是由于在同一條掃查線上要先后發(fā)射兩次，因此采用脈沖逆轉技術后圖像的幀頻就會減半。
[0005]為了提高脈沖逆轉成像的幀頻，多波束接收技術被廣泛應用。所謂多波束，就是超聲發(fā)射一次就接收合成多條掃描線，從而提高幀率。通過多波束技術保證同樣接收線密度的情況下，減少發(fā)射的次數(shù)提高幀頻。實際上，多波束技術受到發(fā)射與接收不在同一位置的影響，導致接收波束的失真從而降低圖像質量。因此，必須采取一些補償技術來補償多波束的失真從而提高圖像的質量。
[0006]當前采取的方式多為相鄰線間空間濾波的方法來補償多波束失真，但是現(xiàn)有方法都比較復雜，實用性不高。并且進一步地，其在多焦點下會導致幀頻進一步下降，會降低遠場的諧波圖像質量，失真會更加嚴重，降低圖像的質量。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明提供一種多波束脈沖逆轉成像方法和系統(tǒng)，其解決了脈沖逆轉諧波成像技術的幀頻減少，多波束操作復雜等問題。
[0008]本發(fā)明還提供一種多焦點下多波束脈沖逆轉成像方法和系統(tǒng)，其解決了脈沖逆轉諧波成像技術的幀頻減少，多波束操作復雜等問題。[0009]本發(fā)明更提供一種多焦點下不同波束脈沖逆轉成像方法和系統(tǒng)，其解決了脈沖逆轉諧波成像技術的幀頻減少，多波束操作復雜等問題。
[0010]為實現(xiàn)本發(fā)明目的而提供的一種多波束的脈沖逆轉成像方法，包括如下步驟:
[0011]步驟SI，發(fā)射器將發(fā)射的掃描線設置分為奇偶兩組，并控制其中一組的發(fā)射線發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組線發(fā)射反相脈沖；
[0012]步驟S2，接收器在接收到步驟SI發(fā)射的掃描線對應的接收波束后，對于空間位置重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行加和處理，得到諧波信號。
[0013]優(yōu)選地，所述步驟S2中，還包括如下步驟:
[0014]步驟S2’，接收器對于沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行直接濾波，提取諧波分量；或者舍棄所述沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束。
[0015]為實現(xiàn)本發(fā)明目的還提供的一種多波束脈沖逆轉成像系統(tǒng)，包括發(fā)射器和接收器，其中:
[0016]所述發(fā)射器包括第一設置模塊、第一控制模塊，其中:
[0017]所述第一設置模塊，用于將發(fā)射的掃描線設置分為奇偶兩組；
[0018]所述第一控制模塊，用于控制第一設置模塊設置的兩組掃描線中，其中一組的發(fā)射線發(fā)射正極性或者負極性脈沖 ，另一組線發(fā)射反相脈沖；
[0019]所述接收器包括第一加和模塊，其中:
[0020]所述第一加和模塊，用于在接收到發(fā)射器發(fā)射的掃描線對應的接收波束后，對于空間位置重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行加和處理，得到諧波信號。
[0021]優(yōu)選地，所述接收器還包括第一濾波模塊和第一舍棄模塊，其中:
[0022]所述第一濾波模塊，用于對于沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行直接濾波，提取諧波分量；
[0023]所述第一舍棄模塊，用于對于沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束進行舍棄。
[0024]為實現(xiàn)本發(fā)明目的還提供一種多焦點下多波束的脈沖逆轉成像方法，包括如下步驟:
[0025]步驟S10，發(fā)射器在第i發(fā)射焦點上將發(fā)射的掃描線設置分為奇偶兩組，并控制其中一組發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組發(fā)射反相脈沖；
[0026]其中，i=2，…，N，N為大于等于2的正整數(shù)；
[0027]步驟S20，接收器接收到步驟SlO發(fā)射的第i發(fā)射焦點的掃描線對應的接收波束后，對于空間位置重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行加和處理，得到第i發(fā)射焦點的諧波信號；
[0028]步驟S30，對N個焦點上獲取的諧波信號進行焦點拼接，得到最終的諧波信號。
[0029]為實現(xiàn)本發(fā)明目的還提供一種多焦點下多波束脈沖逆轉成像系統(tǒng)，包括發(fā)射器和接收器，其中:
[0030]所述發(fā)射器包括第二設置模塊、第二控制模塊，其中:
[0031]所述第二設置模塊，用于在第i發(fā)射焦點上將發(fā)射的掃描線設置分為奇偶兩組，并控制其中一組發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組發(fā)射反相脈沖；[0032]其中，i=2，…，N，N為大于等于2的正整數(shù)；
[0033]所述第二控制模塊，用于控制第二設置模塊設置的兩組掃描線中，其中一組的發(fā)射線發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組線發(fā)射反相脈沖；
[0034]所述接收器包括第二加和模塊和第一拼接模塊，其中:
[0035]所述第二加和模塊，用于在接收到發(fā)射器發(fā)射的第i發(fā)射焦點的掃描線對應的接收波束后，對于空間位置重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行加和處理，得到第i發(fā)射焦點的諧波信號；
[0036]所述第一拼接模塊，用于對N個焦點上獲取的諧波信號進行焦點拼接，得到最終的諧波信號。[0037]為實現(xiàn)本發(fā)明目的還提供一種多焦點下不同波束的脈沖逆轉成像方法，包括如下步驟:
[0038]步驟S100，發(fā)射器對于不同的發(fā)射焦點進行不同的波束控制，根據(jù)焦點配置波束數(shù)；
[0039]步驟S200，發(fā)射器控制采取單波束，在第一發(fā)射焦點發(fā)射正脈沖或者負脈沖；
[0040]步驟S300，發(fā)射器控制在同一位置發(fā)射反相脈沖；
[0041]步驟S400，接收器接收到步驟S200~300發(fā)射的第一發(fā)射焦點的先后兩次發(fā)射的回波波束后，對第一發(fā)射焦點先后兩次發(fā)射產生的回波信號進行加和；
[0042]步驟S500，發(fā)射器在第i發(fā)射焦點上配置波束數(shù)M，設置將第i發(fā)射焦點上的掃描線分為奇偶兩組，并控制其中一組發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組發(fā)射反相脈沖；
[0043]其中，i=2,...，N，N、M為大于等于2的正整數(shù)；
[0044]步驟S600，接收器接收到步驟S500發(fā)射的第i發(fā)射焦點的掃描線對應的接收波束后，對于空間位置重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行加和處理，得到第i發(fā)射焦點的諧波信號；
[0045]步驟S700，對第一發(fā)射焦點加和得到的諧波信號，以及其它N-1個焦點上獲取的諧波信號進行焦點拼接，得到最終的諧波信號。
[0046]優(yōu)選地,所述步驟S600包括如下步驟:
[0047]步驟S600’，接收器對于沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行直接濾波，提取諧波分量；或者舍棄所述沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束。
[0048]優(yōu)選地，所述步驟SlOO中，根據(jù)焦點配置波束數(shù)，是指在發(fā)射器的近場配置為單波束，在發(fā)射器的中遠場配置為雙波束或四波束或者更多的波束。
[0049]優(yōu)選地，所述發(fā)射器對不同的發(fā)射焦點進行不同的波束控制，根據(jù)焦點配置波束數(shù)，通過如下工程參數(shù)來控制:
[0050]焦點位置[posipos2...posN]
[0051]波束數(shù)[M1MfMJ
[0052]其中，M1=I,M2=2,…。
[0053]為實現(xiàn)本發(fā)明目的還提供一種多焦點下不同波束脈沖逆轉成像系統(tǒng)，包括發(fā)射器和接收器，其中:
[0054]所述發(fā)射器包括第一配置模塊、第三控制模塊，第三加和模塊，第三設置模塊、第四控制模塊、第四加和模塊，第二拼接模塊，其中:
[0055]所述第一配置模塊，用于對于不同的發(fā)射焦點進行不同的波束控制，根據(jù)焦點配置波束數(shù)；
[0056]所述第三控制模塊，用于控制采取單波束，在第一發(fā)射焦點發(fā)射正脈沖或者負脈沖；并控制在同一位置發(fā)射反相脈沖；
[0057]所述第三設置模塊，用于在第i發(fā)射焦點上將發(fā)射的掃描線設置分為奇偶兩組，并控制其中一組發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組發(fā)射反相脈沖；
[0058]其中，i=2，…，N，N為大于等于2的正整數(shù)；
[0059]所述第四控制模塊，用于控制第三設置模塊設置的兩組掃描線中，其中一組的發(fā)射線發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組線發(fā)射反相脈沖；
[0060]所述接收器包括第三加和模塊、第四加和模塊和第二拼接模塊，其中:
[0061]所述第三加和模塊，用于接收到發(fā)射器發(fā)射的第一發(fā)射焦點的先后兩次發(fā)射的回波波束后，對第一發(fā)射焦點先后兩次發(fā)射產生的回波信號進行加和；
[0062]所述第四加和模塊，用于在接收到發(fā)射器發(fā)射的第i發(fā)射焦點的掃描線對應的接收波束后，對于空間位置重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行加和處理，得到第i發(fā)射焦點的諧波信號；
[0063]所述第二拼接模塊，用于對第一發(fā)射焦點加和得到的諧波信號，以及其它N-1個焦點上獲取的諧波信號進行焦點拼接，得到最終的諧波信號。
[0064]本發(fā)明多波束的脈沖逆轉成像方法，只需對先后接收的回波信號進行相加，就可以同時實現(xiàn)波束失真校正和獲取諧波信號的目的，降低對于回波信號處理的復雜度；在多焦點情況下，對不同焦點進行不同的接收波束配置，在保證幀頻的同時，又能最大程度的減小波束失真以及操作復雜性來提高脈沖逆轉圖像的質量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0065]為了使本發(fā)明多波束脈沖逆轉成像方法和系統(tǒng)的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體附圖及具體實施例，對本發(fā)明多波束脈沖逆轉成像方法和系統(tǒng)進行進一步詳細說明。
[0066]圖1為本發(fā)明多波束的脈沖逆轉成像方法一個實施例的示意圖；
[0067]圖2為本發(fā)明多焦點下多波束的脈沖逆轉成像方法實施例的示意圖；
[0068]圖3為本發(fā)明多焦點下不同波束的脈沖逆轉成像方法實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0069]實施例一:
[0070]本發(fā)明實施例的多波束脈沖逆轉成像方法，為便于描述，本發(fā)明實施例中，只采用了 3~4條發(fā)射線而描述本發(fā)明實施例，但應當說明的是，本發(fā)明并不限于此，其同樣可以適用于更多條發(fā)射線的情況，其中發(fā)射線數(shù)應用可以有不同的設置，本發(fā)明權利要求保護的范圍也不限于3~4條發(fā)射線的情況，其同樣保護具有更多條發(fā)射線的情況。
[0071]本發(fā)明實施例一多波束的脈沖逆轉成像方法，如圖1所示，包括如下步驟:
[0072]步驟SI，發(fā)射器將發(fā)射的掃描線設置分為奇偶兩組，并控制其中一組的發(fā)射線發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組線發(fā)射反相脈沖；
[0073]步驟S2，接收器在接收到步驟SI發(fā)射的掃描線對應的接收波束后，對于空間位置重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行加和處理，得到諧波信號。
[0074]作為一種可實施方式，發(fā)射器設置將發(fā)射的掃描線分為奇偶兩組，并控制其中偶數(shù)組的發(fā)射線發(fā)射正極性或者負極性脈沖(本發(fā)明實施例中，以正脈沖為例)，奇數(shù)組線發(fā)射反相脈沖。如圖1所示，T+0，T+2，T+4為偶數(shù)發(fā)射線，發(fā)射的是正極性脈沖，對應的期望接收線為(R+01，R+02)，(R+21，R+22)，(R+41，R+42)，而實際的失真接收波束為(R+01’，R+02’)，(R+21’，R+22’)，(R+41’，R+42’ ) ；T_1, T_3 為奇數(shù)發(fā)射線，發(fā)射的是反相脈沖，對應的期望接收線為(R_11，R_12)，(R_31，R_32)，而實際的失真接收波束為(R_ll，，R_12’)，(R_31，，R_32，)；
[0075]其中T+0對應的期望接收波束R+02與T_1對應的期望接收波束R_ll在空間位置上重疊，其中T+2對應的期望接收波束R+21與T_1對應的期望接收波束R_12在空間位置上重疊。依此類推，每一發(fā)射線對應的期望接收波束與相鄰的兩條發(fā)射線對應的期望接收波束中的一個波束在空間位置上重疊。這樣，從掃查時序來看，與正常的單波束掃查基本一致，不需要在每一發(fā)射位置重復發(fā)射兩次，采用本發(fā)明實施例的方法并不提高幀頻，其幀頻與當前技術的幀頻基本一致。如式(I)所示，對于空間位置重疊的期望接收波束，對實際的波束進行加和處理，得到諧波信號。
[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]依此類推，可以得到加和后的波束。這些有重疊的波束，而且極性相反，采取加和可以去除基波分量，增強諧波分量。由于T+0和T_1對空間位置重疊的R+02和R_ll的拉動效應的反相對稱性，采取加和處理后，又恰好補償了各自的失真，其它空間的重疊的波束也都通過加和補償了失真。
[0079]較佳地，作為一種可實施方式，所述步驟S2中，還包括如下步驟:
[0080]步驟S2’，接收器對于沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行直接濾波，提取諧波分量；或者舍棄所述沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束。
[0081]本發(fā)明實施例中，如圖1所示，最左邊的線和最右邊的線是失真線，而且在此位置，沒有波束與之重疊，無法進行加和。對于這兩條接收波束，本發(fā)明實施例中，作為一種可實施方式，可以進行如下處理:1、直接濾波，提取諧波分量；2、舍棄這兩條接收波束。
[0082]基于同一發(fā)明構思，本發(fā)明實施例一還提供一種多波束脈沖逆轉成像系統(tǒng)，包括發(fā)射器和接收器，其中:
[0083]所述發(fā)射器包括第一設置模塊、第一控制模塊，其中:
[0084]所述第一設置模塊，用于將發(fā)射的掃描線設置分為奇偶兩組；
[0085]所述第一控制模塊，用于控制第一設置模塊設置的兩組掃描線中，其中一組的發(fā)射線發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組線發(fā)射反相脈沖；
[0086]所述接收器包括第一加和模塊，其中:
[0087]所述第一加和模塊，用于在接收到發(fā)射器發(fā)射的掃描線對應的接收波束后，對于空間位置重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行加和處理，得到諧波信號。[0088]較佳地，作為一種可實施方式，所述接收器還包括第一濾波模塊和第一舍棄模塊，其中:
[0089]所述第一濾波模塊，用于對于沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行直接濾波，提取諧波分量；
[0090]所述第一舍棄模塊，用于對于沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束進行舍棄。
[0091]本發(fā)明實施例一的多波束脈沖逆轉成像系統(tǒng)，以與所述多波束脈沖逆轉成像方法相同的過程工作，因此，在本發(fā)明實施例一中，不再一一詳細描述。
[0092]本發(fā)明實施例一多波束的脈沖逆轉成像方法和系統(tǒng)，通過奇偶線交替發(fā)射極性相反的脈沖，相鄰發(fā)射線對應的一條接收波束在空間上重疊，再通過加和處理，既達到提取諧波分量，又達到了波束校正的目的。
[0093]實施例二:
[0094]基于和實施例一的同一發(fā)明構思，在本發(fā)明實施例二中，提供一種多焦點下多波束的脈沖逆轉成像方法，包括如下步驟:
[0095]步驟S10，發(fā)射器在第i發(fā)射焦點上將發(fā)射的掃描線設置分為奇偶兩組，并控制其中一組發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組發(fā)射反相脈沖；
[0096]其中，i=l，…，N，N為大于等于2的正整數(shù)；
[0097]步驟S20，接收器接收到步驟SlO發(fā)射的第i發(fā)射焦點的掃描線對應的接收波束后，對于空間位置重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行加和處理，得到第i發(fā)射焦點的諧波信號；
[0098]步驟S30，對N個焦點上獲取的諧波信號進行焦點拼接，得到最終的諧波信號。
[0099]根據(jù)實施例一的描述，由于在多個焦點上都得到不失真的諧波信號，拼接后的信號也為不失真的諧波信號，作為一種可實施方式，對于邊緣的不重疊的兩條波束為失真波束，可以直接濾波提取諧波信號或者舍棄這兩條波束。
[0100]如圖2所示，作為一種可實施方式，下面以兩個發(fā)射焦點為例，說明本發(fā)明實施例二多焦點下多波束的脈沖逆轉成像方法，包括如下步驟:
[0101]1)，發(fā)射器在第一發(fā)射焦點上將發(fā)射掃描線設置分為奇偶兩組，控制偶數(shù)數(shù)組線發(fā)射正極性或者負極性脈沖(以正脈沖為例)，奇數(shù)組線發(fā)射反相脈沖。
[0102]如圖2所示，T+0, T+2, T+4為偶數(shù)發(fā)射線，發(fā)射的是正極性脈沖，T_l，T_3為奇數(shù)發(fā)射線，發(fā)射的是反相脈沖，其中T+0對應的期望接收波束R+02與T-1對應的期望接收波束R-1l在空間位置上重疊，其中T+2對應的期望接收波束R+21與T-1對應的期望接收波束R-12在空間位置上重疊，依此類推，每一發(fā)射線對應的期望接收波束與相鄰的兩條發(fā)射線對應的期望接收波束中的一個波束在空間位置上重疊；
[0103]2)，接收器接到波束后，對于空間位置重疊的期望接收波束，對實際的波束進行加和處理，得到諧波信號，加和方法與式(I)相同。這樣經過加和后，由于相鄰發(fā)射線對重疊接收波束的拉動效應的反相對稱性，便得到在第一個發(fā)射焦點上不失真的諧波信號(忽略邊緣的兩條接收掃查線);
[0104]3)，然后在第二個焦點上重復上述步驟1)，在第二個焦點上將將發(fā)射掃描線分為奇偶兩組，偶數(shù)數(shù)組線發(fā)射正極性或者負極性脈沖(以正脈沖為例)，奇數(shù)組線發(fā)射反相脈沖，每一發(fā)射線對應的期望接收波束與相鄰的兩條發(fā)射線對應的期望接收波束中的一個波束在空間位置上重疊，對于空間位置重疊的期望接收波束；
[0105].4)，對實際的波束進行加和處理得到第二個發(fā)射焦點上不失真的諧波信號；
[0106].5)，對在兩個發(fā)射焦點上獲取的諧波信號進行焦點拼接，得到最終的諧波信號。
[0107]由于在兩個焦點上，都得到不失真的諧波信號，因此拼接后的信號也為不失真的諧波信號。同樣的，邊緣的兩條波束為失真的波束，可以采取直接濾波提取諧波信號或者舍棄這兩條波束的方法來處理邊緣的兩條接收線。
[0108]作為一種可實施方式，所述兩個焦點可擴展至任意焦點數(shù)目而不限于兩個。
[0109]基于同一發(fā)明構思，本發(fā)明實施例二還提供一種多焦點下多波束脈沖逆轉成像系統(tǒng)，包括發(fā)射器和接收器，其中:
[0110]所述發(fā)射器包括第二設置模塊、第二控制模塊，其中:
[0111]所述第二設置模塊，用于在第i發(fā)射焦點上將發(fā)射的掃描線設置分為奇偶兩組，并控制其中一組發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組發(fā)射反相脈沖；
[0112]其中，i=l，…，N，N為大于等于2的正整數(shù)；
[0113]所述第二控制模塊，用于控制第二設置模塊設置的兩組掃描線中，其中一組的發(fā)射線發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組線發(fā)射反相脈沖；
[0114]所述接收器包括第二加和模塊和第一拼接模塊，其中:
[0115]所述第二加和模塊，用于在接收到發(fā)射器發(fā)射的第i發(fā)射焦點的掃描線對應的接收波束后，對于空間位置重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行加和處理，得到第i發(fā)射焦點的諧波信號；
[0116]所述第一拼接模塊，用于對N個焦點上獲取的諧波信號進行焦點拼接，得到最終的諧波信號。
[0117]較佳地，作為一種可實施方式，所述接收器還包括濾波模塊和舍棄模塊，其中:
[0118]所述濾波模塊，用于對于沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行直接濾波，提取諧波分量；
[0119]所述舍棄模塊，用于對于沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束進行舍棄。
[0120]本發(fā)明實施例二的多焦點下多波束脈沖逆轉成像系統(tǒng)，以與實施例二所述多焦點下多波束脈沖逆轉成像方法相同的過程工作，因此，在本發(fā)明實施例二中，不再一一詳細描述。
[0121]本發(fā)明 實施例二多焦點下多波束的脈沖逆轉成像方法和系統(tǒng)，通過奇偶線交替發(fā)射極性相反的脈沖，相鄰發(fā)射線對應的一條接收波束在空間上重疊，再通過加和處理，既達到提取諧波分量，又達到了波束校正的目的。
[0122]實施例三:
[0123]基于和實施例一和實施例二的同一發(fā)明構思，在本發(fā)明實施例三中，提供一種多焦點下不同波束的脈沖逆轉成像方法，包括如下步驟:
[0124]步驟S100，發(fā)射器對于不同的發(fā)射焦點進行不同的波束控制，根據(jù)焦點配置波束數(shù)；
[0125]在實施例三中，本發(fā)明多波束的脈沖逆轉成像技術，在多焦點情況下，對不同的發(fā)射焦點進行不同的波束控制，根據(jù)焦點配置波束數(shù)。
[0126]作為一種可實施方式，較佳地，所述根據(jù)焦點配置波束數(shù)，是指在發(fā)射器的近場配置為單波束，在發(fā)射器的中遠場配置為雙波束或四波束或者更多的波束。
[0127]更佳地，作為一種可實施方式，所述發(fā)射器對不同的發(fā)射焦點進行不同的波束控制，根據(jù)焦點配置波束數(shù)，通過如下工程參數(shù)來控制:
[0128]焦點位置[Pos1POS2---posN]
[0129]波束數(shù)[M1MfMJ
[0130]其中，M1=I, M2=2，…。根據(jù)不同的應用有不同的配置。對不同的發(fā)射焦點，保持期望的接收線數(shù)和線的位置一樣。
[0131]設圖像的 接收線密度為L，那么在不同的焦點上對應的發(fā)射線數(shù):
[0132]發(fā)射線數(shù)[IVM1L/M^L/MJ
[0133]發(fā)射線的位置根據(jù)接收線的位置和波束數(shù)來確定。
[0134]步驟S200，發(fā)射器控制采取單波束，在第一發(fā)射焦點發(fā)射正脈沖或者負脈沖；
[0135]步驟S300，發(fā)射器控制在同一位置發(fā)射反相脈沖；
[0136]步驟S400，接收器接收到步驟S200~300發(fā)射的第一發(fā)射焦點的先后兩次發(fā)射的回波波束后，對第一發(fā)射焦點先后兩次發(fā)射產生的回波信號進行加和；
[0137]步驟S500，發(fā)射器在第i發(fā)射焦點上配置波束數(shù)M，設置將第i發(fā)射焦點上的掃描線分為奇偶兩組，并控制其中一組發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組發(fā)射反相脈沖；
[0138]其中，i=2，…，N，N、M為大于等于2的正整數(shù)；
[0139]步驟S600，接收器接收到步驟S500發(fā)射的第i發(fā)射焦點的掃描線對應的接收波束后，對于空間位置重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行加和處理，得到第i發(fā)射焦點的諧波信號；
[0140]步驟S700，對第一發(fā)射焦點加和得到的諧波信號，以及其它N-1個焦點上獲取的諧波信號進行焦點拼接，得到最終的諧波信號。
[0141]較佳地，如圖3所示，下面以兩個發(fā)射焦點，且第一個焦點在近場，第二個焦點在遠場為例，說明本發(fā)明實施例三多焦點下不同波束的脈沖逆轉成像方法，步驟如下:
[0142]I’)，采取單波束，在第一發(fā)射焦點發(fā)射正脈沖(也可以是負脈沖)，
[0143]2’)，在同一位置發(fā)射反相脈沖；
[0144]3’)，對第一發(fā)射焦點先后兩次發(fā)射產生的回波信號進行加和。
[0145]由于采取單波束，發(fā)射波束和接收波束重合，這樣不會產生失真，因此加和處理后得到第一發(fā)射焦點情況下不失真的諧波信號；
[0146]4’)，在第二發(fā)射焦點上采取多波束(2波束)，將發(fā)射掃描線分為奇偶兩組，偶數(shù)數(shù)組線發(fā)射正極性或者負極性脈沖(以正脈沖為例)，奇數(shù)組線發(fā)射反相脈沖；
[0147]5’)，每一發(fā)射線對應的期望接收波束與相鄰的兩條發(fā)射線對應的期望接收波束中的一個波束在空間位置上重疊，對于空間位置重疊的期望接收波束，對實際的波束進行加和處理，得到第二個發(fā)射焦點上的諧波信號。
[0148]由于相鄰發(fā)射線對重疊接收波束的拉動效應的反相對稱性，使得加和后便得到不失真的諧波信號。
[0149]在第一發(fā)射焦點和第二發(fā)射焦點情況下，接收線的位置是一致的，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。由于第一發(fā)射焦點和第二發(fā)射焦點采取不同的波束數(shù)，導致第一發(fā)射焦點和第二發(fā)射焦點發(fā)射線的位置是不相同的，如第一發(fā)射焦點的T+0和第二發(fā)射焦點的T+0位置是不相同；
[0150]6’)，對在兩個發(fā)射焦點上獲取的諧波信號進行焦點拼接，得到最終的諧波信號。
[0151]由于在兩個焦點上，都得到不失真的諧波信號，因此拼接后的信號也為不失真的諧波信號。
[0152]較佳地，作為一種可實施方式，邊緣的波束在第二發(fā)射焦點情況下為失真的波束，可以采取如下方法處理:1.直接濾波提取第二發(fā)射焦點情況下的諧波信號，然后再跟第一發(fā)射焦點情況下的諧波信號進行拼接；2.舍棄第一發(fā)射焦點和第二發(fā)射焦點情況下邊緣的波束。
[0153]作為一種可實施方式，所述兩個焦點可擴展至任意焦點數(shù)目而不限于兩個。
[0154]基于同一發(fā)明構思，本發(fā)明實施例三還提供一種多焦點下不同波束脈沖逆轉成像系統(tǒng)，包括發(fā)射器和接收器，其中:
[0155]所述發(fā)射器包括第一配置模塊、第三控制模塊，第三加和模塊，第三設置模塊、第四控制模塊、第四加和模塊，第二拼接模塊，其中:
[0156]所述第一配置模塊，用于對于不同的發(fā)射焦點進行不同的波束控制，根據(jù)焦點配置波束數(shù)；
[0157]所述第三控制模塊，用于控制采取單波束，在第一發(fā)射焦點發(fā)射正脈沖或者負脈沖；并控制在同一位置發(fā)射反相脈沖；
`[0158]所述第三設置模塊，用于在第i發(fā)射焦點上將發(fā)射的掃描線設置分為奇偶兩組，并控制其中一組發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組發(fā)射反相脈沖；
[0159]其中，i=2，…，N，N為大于等于2的正整數(shù)；
[0160]所述第四控制模塊，用于控制第三設置模塊設置的兩組掃描線中，其中一組的發(fā)射線發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組線發(fā)射反相脈沖；
[0161]所述接收器包括第三加和模塊、第四加和模塊和第二拼接模塊，其中:
[0162]所述第三加和模塊，用于接收到發(fā)射器發(fā)射的第一發(fā)射焦點的先后兩次發(fā)射的回波波束后，對第一發(fā)射焦點先后兩次發(fā)射產生的回波信號進行加和；
[0163]所述第四加和模塊，用于在接收到發(fā)射器發(fā)射的第i發(fā)射焦點的掃描線對應的接收波束后，對于空間位置重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行加和處理，得到第i發(fā)射焦點的諧波信號；
[0164]所述第二拼接模塊，用于對第一發(fā)射焦點加和得到的諧波信號，以及其它N-1個焦點上獲取的諧波信號進行焦點拼接，得到最終的諧波信號。
[0165]較佳地，作為一種可實施方式，所述接收器還濾波模塊和舍棄模塊，其中:
[0166]所述濾波模塊，用于對于沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行直接濾波，提取諧波分量；
[0167]所述舍棄模塊，用于對于沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束進行舍棄。
[0168]本發(fā)明實施例三的多焦點下不同波束脈沖逆轉成像系統(tǒng)，以與實施例三所述多焦點下不同波束脈沖逆轉成像方法相同的過程工作，因此，在本發(fā)明實施例三中，不再一一詳細描述。
[0169]本發(fā)明多波束的脈沖逆轉成像方法，只需對先后接收的回波信號進行相加，就可以同時實現(xiàn)波束失真校正和獲取諧波信號的目的，降低對于回波信號處理的復雜度；在多焦點情況下，對不同焦點進行不同的接收波束配置，在保證幀頻的同時，又能最大程度的減小波束失真以及操作復雜性來提高脈沖逆轉圖像的質量。
[0170] 以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種多波束的脈沖逆轉成像方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟Si，發(fā)射器將發(fā)射的掃描線設置分為奇偶兩組，并控制其中一組的發(fā)射線發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組線發(fā)射反相脈沖； 步驟S2，接收器在接收到步驟SI發(fā)射的掃描線對應的接收波束后，對于空間位置重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行加和處理，得到諧波信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的多波束的脈沖逆轉成像方法，其特征在于，所述步驟S2中，還包括如下步驟: 步驟S2’，接收器對于沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行直接濾波，提取諧波分量；或者舍棄所述沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束。
3.一種多波束脈沖逆轉成像系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)射器和接收器，其中: 所述發(fā)射器包括第一設置模塊、第一控制模塊，其中: 所述第一設置模塊，用于將發(fā)射的掃描線設置分為奇偶兩組； 所述第一控制模塊，用 于控制第一設置模塊設置的兩組掃描線中，其中一組的發(fā)射線發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組線發(fā)射反相脈沖； 所述接收器包括第一加和模塊，其中: 所述第一加和模塊，用于在接收到發(fā)射器發(fā)射的掃描線對應的接收波束后，對于空間位置重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行加和處理，得到諧波信號。
4.根據(jù)權利要求3所述的多波束脈沖逆轉成像系統(tǒng)，其特征在于，所述接收器還包括第一濾波模塊和第一舍棄模塊，其中: 所述第一濾波模塊，用于對于沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行直接濾波，提取諧波分量； 所述第一舍棄模塊，用于對于沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束進行舍棄。
5.一種多焦點下多波束的脈沖逆轉成像方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟S10，發(fā)射器在第i發(fā)射焦點上將發(fā)射的掃描線設置分為奇偶兩組，并控制其中一組發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組發(fā)射反相脈沖； 其中，i=l, 2，…，N，N為大于等于2的正整數(shù)； 步驟S20，接收器接收到步驟SlO發(fā)射的第i發(fā)射焦點的掃描線對應的接收波束后，對于空間位置重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行加和處理，得到第i發(fā)射焦點的諧波信號； 步驟S30，對N個焦點上獲取的諧波信號進行焦點拼接，得到最終的諧波信號。
6.根據(jù)權利要求5所述的多焦點下多波束的脈沖逆轉成像方法，其特征在于，所述步驟S20中，還包括如下步驟: 步驟S20’，接收器對于沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行直接濾波，提取諧波分量；或者舍棄所述沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束。
7.一種多焦點下多波束脈沖逆轉成像系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)射器和接收器，其中: 所述發(fā)射器包括第二設置模塊、第二控制模塊，其中: 所述第二設置模塊，用于在第i發(fā)射焦點上將發(fā)射的掃描線設置分為奇偶兩組，并控制其中一組發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組發(fā)射反相脈沖； 其中，i=l, 2，…，N，N為大于等于2的正整數(shù)； 所述第二控制模塊，用于控制第二設置模塊設置的兩組掃描線中，其中一組的發(fā)射線發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組線發(fā)射反相脈沖； 所述接收器包括第二加和模塊和第一拼接模塊，其中: 所述第二加和模塊，用于在接收到發(fā)射器發(fā)射的第i發(fā)射焦點的掃描線對應的接收波束后，對于空間位置重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行加和處理，得到第i發(fā)射焦點的諧波信號； 所述第一拼接模塊，用于對N個焦點上獲取的諧波信號進行焦點拼接，得到最終的諧波信號。
8.根據(jù)權利要求7所述的多焦點下多波束脈沖逆轉成像系統(tǒng)，其特征在于，所述接收器還包括濾波模塊和舍棄模塊，其中: 所述濾波模塊，用于對于沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行直接濾波，提取諧波分量； 所述舍棄模塊，用于對于沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束進行舍棄。
9.一種多焦點下不同波束的脈沖逆轉成像方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟S100，發(fā)射器對于不`同的發(fā)射焦點進行不同的波束控制，根據(jù)焦點配置波束數(shù)； 步驟S200，發(fā)射器控制采取單波束，在第一發(fā)射焦點發(fā)射正脈沖或者負脈沖； 步驟S300，發(fā)射器控制在同一位置發(fā)射反相脈沖； 步驟S400，接收器接收到步驟S200~300發(fā)射的第一發(fā)射焦點的先后兩次發(fā)射的回波波束后，對第一發(fā)射焦點先后兩次發(fā)射產生的回波信號進行加和； 步驟S500，發(fā)射器在第i發(fā)射焦點上配置波束數(shù)M，設置將第i發(fā)射焦點上的掃描線分為奇偶兩組，并控制其中一組發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組發(fā)射反相脈沖； 其中，i=2,…，N，N、M為大于等于2的正整數(shù)； 步驟S600，接收器接收到步驟S500發(fā)射的第i發(fā)射焦點的掃描線對應的接收波束后，對于空間位置重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行加和處理，得到第i發(fā)射焦點的諧波信號； 步驟S700，對第一發(fā)射焦點加和得到的諧波信號，以及其它N-1個焦點上獲取的諧波信號進行焦點拼接，得到最終的諧波信號。
10.根據(jù)權利要求9所述的多焦點下不同波束的脈沖逆轉成像方法，其特征在于，所述步驟S600包括如下步驟: 步驟S600’，接收器對于沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行直接濾波，提取諧波分量；或者舍棄所述沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的多焦點下不同波束的脈沖逆轉成像方法，其特征在于，所述步驟SlOO中，根據(jù)焦點配置波束數(shù)，是指在發(fā)射器的近場配置為單波束，在發(fā)射器的中遠場配置為雙波束或四波束或者更多的波束。
12.根據(jù)權利要求11所述的多焦點下不同波束的脈沖逆轉成像方法，其特征在于，所述發(fā)射器對不同的發(fā)射焦點進行不同的波束控制，根據(jù)焦點配置波束數(shù)，通過如下工程參數(shù)來控制:
焦點位置[POS1 POS2*** POSn] 波束數(shù)[M1 M^Mn] 其中，M1=I, M2=2，…。
13.一種多焦點下不同波束脈沖逆轉成像系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)射器和接收器，其中: 所述發(fā)射器包括第一配置模塊、第三控制模塊，第三加和模塊，第三設置模塊、第四控制模塊、第四加和模塊，第二拼接模塊，其中: 所述第一配置模塊，用于對于不同的發(fā)射焦點進行不同的波束控制，根據(jù)焦點配置波束數(shù)； 所述第三控制模塊，用于控制采取單波束，在第一發(fā)射焦點發(fā)射正脈沖或者負脈沖；并控制在同一位置發(fā)射反相脈沖； 所述第三設置模塊，用于在第i發(fā)射焦點上將發(fā)射的掃描線設置分為奇偶兩組，并控制其中一組發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組發(fā)射反相脈沖； 其中，i=2,…，N，N為大于等于2的正整數(shù)； 所述第四控制模塊，用于控制第三設置模塊設置的兩組掃描線中，其中一組的發(fā)射線發(fā)射正極性或者負極性脈沖，另一組線發(fā)射反相脈沖； 所述接收器包括第三加和模塊、第四加和模塊和第二拼接模塊，其中: 所述第三加和模塊，用于接收到發(fā)射器發(fā)射的第一發(fā)射焦點的先后兩次發(fā)射的回波波束后，對第一發(fā)射焦點先后兩次發(fā)射產生的回波信號進行加和； 所述第四加和模塊，用于在接收到發(fā)射器發(fā)射的第i發(fā)射焦點的掃描線對應的接收波束后，對于空間位置重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行加和處理，得到第i發(fā)射焦點的諧波信號； 所述第二拼接模塊，用于對第一發(fā)射焦點加和得到的諧波信號，以及其它N-1個焦點上獲取的諧波信號進行焦點拼接，得到最終的諧波信號。
14.根據(jù)權利要求13所述的多焦點下不同波束脈沖逆轉成像系統(tǒng)，其特征在于，所述接收器還濾波模塊和舍棄模塊，其中: 所述濾波模塊，用于對于沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束，進行直接濾波，提取諧波分量； 所述舍棄模塊，用于對于沒有波束重疊的期望接收波束所對應的實際接收波束進行舍棄。
【文檔編號】A61B8/00GK103519840SQ201210231622
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年7月5日 優(yōu)先權日:2012年7月5日
【發(fā)明者】吳方剛 申請人:飛依諾科技(蘇州)有限公司