基于rf數(shù)據(jù)的超聲成像處理方法及處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理方法及處理系統(tǒng)，所述方法包括：通過超聲探頭向待測(cè)物發(fā)射超聲發(fā)射信號(hào)，對(duì)超聲發(fā)射信號(hào)的頻率響應(yīng)采用高斯模型近似擬合獲取其對(duì)應(yīng)的回波信號(hào)，并獲取回波信號(hào)在待測(cè)物中的中心頻率；采用自適應(yīng)梯度算法將回波信號(hào)劃分為若干數(shù)據(jù)段；分別對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)段做分?jǐn)?shù)傅里葉變換，獲得若干時(shí)不變分段信號(hào)；分別對(duì)各個(gè)時(shí)不變分段信號(hào)進(jìn)行多通道帶通濾波，分解為多個(gè)子帶信號(hào)；分別對(duì)每個(gè)子帶信號(hào)進(jìn)行不同時(shí)變的增益調(diào)整，將調(diào)整后的子帶信號(hào)進(jìn)行加權(quán)形成增強(qiáng)的分段信號(hào)；對(duì)各個(gè)分段信號(hào)進(jìn)行分?jǐn)?shù)傅里葉逆變換，并將其合并形成補(bǔ)償回波信號(hào)。該方法及系統(tǒng)提高了超聲成像設(shè)備的方便性和使用效率，提升了超聲圖像的質(zhì)量。
【專利說明】
基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理方法及處理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療超聲技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理方法及處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲成像因?yàn)槠錈o創(chuàng)性、實(shí)時(shí)性、操作方便、價(jià)格便宜等諸多優(yōu)勢(shì)，使其成為臨床上應(yīng)用最為廣泛的診斷工具之一。
[0003]基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理通常需要經(jīng)過如下過程:超聲信號(hào)經(jīng)由探頭換能器的不同基元轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔M信號(hào)，通過前放放大，再由A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，之后將各個(gè)不同基元的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過波束合成模塊，合成為射頻信號(hào)，亦即RF信號(hào);進(jìn)一步的，RF信號(hào)經(jīng)過RF濾波后，通過時(shí)間增益補(bǔ)償模塊補(bǔ)償信號(hào)時(shí)間方向的衰減，再將增益補(bǔ)償后的信號(hào)送入正交解調(diào)模塊進(jìn)行解調(diào)處理，正交解調(diào)的結(jié)果I/Q信號(hào)送入后面的成像處理模塊。
[0004]傳統(tǒng)的基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理系統(tǒng)，通過將回波射頻信號(hào)作為平穩(wěn)信號(hào)進(jìn)行帶通濾波，以達(dá)到提高信噪比的目的，再通過時(shí)間增益曲線(TGC)來補(bǔ)償信號(hào)隨深度增加而減弱效應(yīng)。然而，由于發(fā)射信號(hào)的非平穩(wěn)性和時(shí)變性導(dǎo)致的頻帶隨距離而變化，所以傳統(tǒng)的時(shí)不變RF帶通濾波器的頻帶選擇需要較寬，以涵蓋所有深度上的信號(hào)帶寬，這樣就導(dǎo)致信噪比有所降低；另外，傳統(tǒng)的基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理系統(tǒng)在處理RF數(shù)據(jù)過程中，其時(shí)間增益曲線對(duì)所有頻率分量具有相同的增益，但不同頻率信號(hào)對(duì)最終的成像結(jié)果有明顯不同的影響，較為明顯的是中心頻率對(duì)圖像的影響較大，同時(shí)由于中心頻率的時(shí)變特性，其隨著傳播深度增加而降低，如此，傳統(tǒng)的基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理系統(tǒng)存在下述問題:
[0005]由于傳統(tǒng)的RF信號(hào)濾波是基于時(shí)不變線性模型對(duì)超聲回波信號(hào)進(jìn)行處理，其設(shè)置的帶寬往往不能兼顧所有長(zhǎng)度上的信號(hào)的帶寬要求，所以影響了輸出信噪比；傳統(tǒng)的時(shí)間增益補(bǔ)償曲線只是簡(jiǎn)單的對(duì)信號(hào)在時(shí)間方向的衰減進(jìn)行補(bǔ)償，并未考慮不同頻段信號(hào)對(duì)最終成像具有不同的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理方法及處理系統(tǒng)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實(shí)施方式的基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理方法，所述方法包括以下步驟:
[0008]S1、通過超聲探頭向待測(cè)物發(fā)射超聲發(fā)射信號(hào)，對(duì)所述超聲發(fā)射信號(hào)的頻率響應(yīng)采用高斯模型近似擬合，以獲取其對(duì)應(yīng)的回波信號(hào)，并獲取所述回波信號(hào)在待測(cè)物中的中心頻率；
[0009]S2、采用自適應(yīng)梯度算法將所述回波信號(hào)劃分為若干數(shù)據(jù)段；
[0010]S3、分別對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)段做分?jǐn)?shù)傅里葉變換，獲得若干時(shí)不變分段信號(hào)；
[0011]S4、分別對(duì)各個(gè)時(shí)不變分段信號(hào)進(jìn)行多通道帶通濾波，分解為多個(gè)子帶信號(hào)；
[0012]分別對(duì)每個(gè)子帶信號(hào)進(jìn)行不同時(shí)變的增益調(diào)整，將調(diào)整后的子帶信號(hào)進(jìn)行加權(quán)形成增強(qiáng)的分段信號(hào)；
[0013]S5、對(duì)各個(gè)分段信號(hào)進(jìn)行分?jǐn)?shù)傅里葉逆變換，并將其合并形成補(bǔ)償回波信號(hào)。
[0014]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟SI具體包括:
[0015]Pl、接收通過超聲探頭向待測(cè)物發(fā)射的超聲發(fā)射信號(hào)，所述超聲發(fā)射信號(hào)的波形為方波或正弦波；
[0016]P2、對(duì)輸入到所述待測(cè)物的超聲發(fā)射信號(hào)的頻率響應(yīng)采用高斯模型近似擬合；
[0017]P3、將經(jīng)過高斯模型近似擬合后的發(fā)射信號(hào)的頻率響應(yīng)以及待測(cè)物的頻率響應(yīng)進(jìn)行波束合成形成回波信號(hào)；
[0018]P4、將所述回波信號(hào)進(jìn)行近似擬合，并根據(jù)t = 0時(shí)RF濾波器的-gdB截止頻率獲取經(jīng)過近似擬合后的所述回波信號(hào)在待測(cè)物中的中心頻率。
[0019]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S2具體包括:
[0020]M1、在當(dāng)前掃查深度下，根據(jù)所述回波信號(hào)在待測(cè)物中的中心頻率獲取所述回波信號(hào)對(duì)應(yīng)每個(gè)時(shí)刻的梯度絕對(duì)值；
[0021]M2、預(yù)設(shè)梯度系數(shù)閾值，并獲取每個(gè)數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值，以相同的間隔時(shí)間依次查詢每個(gè)時(shí)刻的梯度絕對(duì)值，若當(dāng)前所述初始梯度絕對(duì)值之后的梯度絕對(duì)值小于所述初始梯度絕對(duì)值與所述梯度系數(shù)閾值的乘積，則將其劃分為一個(gè)數(shù)據(jù)段;同時(shí)，將小于當(dāng)前數(shù)據(jù)段最后一個(gè)梯度絕對(duì)值、且距離當(dāng)前數(shù)據(jù)段的最后一個(gè)梯度絕對(duì)值最近的梯度絕對(duì)值設(shè)置為下一數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值，所述第一個(gè)數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值為所述回波信號(hào)在t = 0時(shí)刻的梯度絕對(duì)值。
?0022] 作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S4具體包括:
[0023]N1、將t = 0時(shí)RF濾波器的-gdB截止頻率對(duì)應(yīng)的高截止頻率至低截止頻率之間等距劃分K個(gè)區(qū)域，并按照預(yù)設(shè)截止頻率設(shè)計(jì)K組帶通濾波器；
[0024]N2、使各個(gè)時(shí)不變分段信號(hào)分別通過K組帶通濾波器，分解為K組子帶信號(hào)；
[0025]N3、根據(jù)預(yù)設(shè)的總體增益曲線獲取每組子帶信號(hào)分別對(duì)應(yīng)的子帶時(shí)間增益曲線；
[0026]N4、分別根據(jù)各個(gè)子帶信號(hào)對(duì)應(yīng)的子帶增益曲線，對(duì)各個(gè)所述子帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)整；
[0027]N5、對(duì)調(diào)整后的子帶信號(hào)進(jìn)行加權(quán)處理，形成若干增強(qiáng)的分段信號(hào)。
[0028]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S5還包括:對(duì)補(bǔ)償回波信號(hào)采用平滑處理，以消除段之間的信號(hào)跳變。
[0029]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實(shí)施方式的基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0030]信號(hào)發(fā)射模塊，用于通過超聲探頭向待測(cè)物發(fā)射超聲發(fā)射信號(hào)；
[0031]信號(hào)接收模塊，用于對(duì)所述超聲發(fā)射信號(hào)的頻率響應(yīng)采用高斯模型近似擬合，以獲取其對(duì)應(yīng)的回波信號(hào)，并獲取所述回波信號(hào)在待測(cè)物中的中心頻率；
[0032]信號(hào)處理模塊，用于采用自適應(yīng)梯度算法將所述回波信號(hào)劃分為若干數(shù)據(jù)段；
[0033]分別對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)段做分?jǐn)?shù)傅里葉變換，獲得若干時(shí)不變分段信號(hào)；
[0034]分別對(duì)各個(gè)時(shí)不變分段信號(hào)進(jìn)行多通道帶通濾波，分解為多個(gè)子帶信號(hào)；
[0035]對(duì)每個(gè)子帶信號(hào)進(jìn)行不同時(shí)變的增益調(diào)整，將調(diào)整后的子帶信號(hào)進(jìn)行加權(quán)形成增強(qiáng)的分段信號(hào);對(duì)各個(gè)分段信號(hào)進(jìn)行分?jǐn)?shù)傅里葉逆變換，并將其合并形成補(bǔ)償回波信號(hào)。
[0036]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述信號(hào)發(fā)射模塊具體用于:接收通過超聲探頭向待測(cè)物發(fā)射的超聲發(fā)射信號(hào)，所述超聲發(fā)射信號(hào)的波形為方波或正弦波；
[0037]所述信號(hào)接收模塊具體用于:對(duì)輸入到所述待測(cè)物的超聲發(fā)射信號(hào)的頻率響應(yīng)采用高斯模型近似擬合；
[0038]將經(jīng)過高斯模型近似擬合后的發(fā)射信號(hào)的頻率響應(yīng)以及待測(cè)物的頻率響應(yīng)進(jìn)行波束合成形成回波信號(hào)；
[0039]將所述回波信號(hào)進(jìn)行近似擬合，并根據(jù)t= 0時(shí)RF濾波器的-gdB截止頻率獲取經(jīng)過近似擬合后的所述回波信號(hào)在待測(cè)物中的中心頻率。
[0040]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述信號(hào)處理模塊具體用于:
[0041]在當(dāng)前掃查深度下，根據(jù)所述回波信號(hào)在待測(cè)物中的中心頻率獲取所述回波信號(hào)對(duì)應(yīng)每個(gè)時(shí)刻的梯度絕對(duì)值；
[0042]預(yù)設(shè)梯度系數(shù)閾值，并獲取每個(gè)數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值，以相同的間隔時(shí)間依次查詢每個(gè)時(shí)刻的梯度絕對(duì)值，若當(dāng)前所述初始梯度絕對(duì)值之后的梯度絕對(duì)值小于所述初始梯度絕對(duì)值與所述梯度系數(shù)閾值的乘積，則將其劃分為一個(gè)數(shù)據(jù)段；同時(shí)，將小于當(dāng)前數(shù)據(jù)段最后一個(gè)梯度絕對(duì)值、且距離當(dāng)前數(shù)據(jù)段的最后一個(gè)梯度絕對(duì)值最近的梯度絕對(duì)值設(shè)置為下一數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值，所述第一個(gè)數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值為所述回波信號(hào)在t = O時(shí)刻的梯度絕對(duì)值。
[0043]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述信號(hào)處理模塊具體用于:
[0044]將t= 0時(shí)RF濾波器的-gdB截止頻率對(duì)應(yīng)的高截止頻率至低截止頻率之間等距劃分K個(gè)區(qū)域，并按照預(yù)設(shè)截止頻率設(shè)計(jì)K組帶通濾波器；
[0045]使各個(gè)時(shí)不變分段信號(hào)分別通過K組帶通濾波器，分解為K組子帶信號(hào)；
[0046]根據(jù)預(yù)設(shè)的總體增益曲線獲取每組子帶信號(hào)分別對(duì)應(yīng)的子帶時(shí)間增益曲線；
[0047]分別根據(jù)各個(gè)子帶信號(hào)對(duì)應(yīng)的子帶增益曲線，對(duì)各個(gè)所述子帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)整；
[0048]對(duì)調(diào)整后的子帶信號(hào)進(jìn)行加權(quán)處理，形成若干增強(qiáng)的分段信號(hào)。
[0049]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述信號(hào)處理模塊還用于:對(duì)補(bǔ)償回波信號(hào)采用平滑處理，以消除段之間的信號(hào)跳變。
[0050]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像方法及處理系統(tǒng)，基于高斯信號(hào)模型，自動(dòng)根據(jù)中心頻率曲線采用自適應(yīng)梯度算法對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行分段，對(duì)分段后的信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的分?jǐn)?shù)傅里葉變換，轉(zhuǎn)化為線性時(shí)不變信號(hào)，再將其通過帶通濾波器組分為若干個(gè)具有獨(dú)立頻帶的子帶強(qiáng)化信號(hào)，并對(duì)子帶強(qiáng)化信號(hào)做相應(yīng)的權(quán)重調(diào)整，最后對(duì)調(diào)整后的結(jié)果逆分?jǐn)?shù)傅里葉變換并合并為增強(qiáng)后的輸出信號(hào);該處理方法及處理系統(tǒng)設(shè)置的帶寬能兼顧所有長(zhǎng)度上的信號(hào)的帶寬要求，不影響輸出信噪比；按照回波信信號(hào)在時(shí)間方向的衰減差異性進(jìn)行補(bǔ)償，考慮不同頻段信號(hào)對(duì)最終成像的影響結(jié)果，提高了超聲成像設(shè)備的方便性和使用效率，提升了超聲圖像的質(zhì)量。
【附圖說明】
[0051]圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式中基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理方法的流程圖；
[0052]圖2是圖1中步驟SI的優(yōu)選實(shí)施方式的流程示意圖；
[0053]圖3是圖1中步驟S2的優(yōu)選實(shí)施方式的流程示意圖；
[0054]圖4是圖1中步驟S4的優(yōu)選實(shí)施方式的流程示意圖；
[0055]圖5是本發(fā)明一實(shí)施方式中基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理系統(tǒng)的模塊示意圖；
[0056]圖6是本發(fā)明一具體示例中的回波信號(hào)的中心頻率隨時(shí)間變化的曲線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0057]以下將結(jié)合附圖所示的各實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0058]需要說明的是，本發(fā)明主要應(yīng)用于超聲設(shè)備，相應(yīng)的，所述待測(cè)物可為待測(cè)組織，在此不做詳細(xì)贅述。
[0059]如圖1所示，在本發(fā)明一實(shí)施方式中基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理方法，所述方法包括以下步驟:
[0060]S1、通過超聲探頭向待測(cè)物發(fā)射超聲發(fā)射信號(hào)，對(duì)所述超聲發(fā)射信號(hào)的頻率響應(yīng)采用高斯模型近似擬合，以獲取其對(duì)應(yīng)的回波信號(hào)，并獲取所述回波信號(hào)在待測(cè)物中的中心頻率。
[0061 ]結(jié)合圖2所示，本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述步驟SI具體包括:
[0062]Pl、接收通過超聲探頭向待測(cè)物發(fā)射的超聲發(fā)射信號(hào)，所述超聲發(fā)射信號(hào)的波形為方波或正弦波；
[0063]本發(fā)明具體示例中，所述超聲發(fā)射信號(hào)的傅里葉變換以WaveForm(f)表示，所述超聲探頭的頻響函數(shù)以Probe(f)表示，
[0064]則:輸入到所述待測(cè)物的超聲發(fā)射信號(hào)的傅里葉變換可表示為待測(cè)物的頻響函數(shù)與所述超聲探頭的頻響函數(shù)乘積，即:
[0065]Tx_ff(f)=ffaveForm(f)*Probe(f)；
[0066]其中，所述TX_W(f)亦表示經(jīng)過發(fā)射探頭發(fā)送的超聲發(fā)射信號(hào)發(fā)射到待測(cè)物后的頻響特性。
[0067]P2、對(duì)輸入到所述待測(cè)物的超聲發(fā)射信號(hào)的頻率響應(yīng)采用高斯模型近似擬合；
[0068]在輸入信號(hào)為正弦波或者方波時(shí)，TX_W(f)可以用高斯模型近似擬合為:
[0069]Tx_ff(f) =exp(-(f-f0) '2/(2*deta) ~2)，
[0070]其中deta為系數(shù)，f0為發(fā)射信號(hào)的中心頻率。
[0071]P3、將經(jīng)過高斯模型近似擬合后的發(fā)射信號(hào)的頻率響應(yīng)以及待測(cè)物的頻率響應(yīng)；
[0072]本發(fā)明具體示例中，所述回波信號(hào)等于待測(cè)物的頻響特性與其接收到的超聲信號(hào)的頻響特性的乘積，所述回波信號(hào)以Rx(f，t)表示，
[0073]則:Rx(f,t) =K(f ,t)*Tx_ff(f) =K(f, t)*exp(-(f-f0(t)) '2/(2*deta) ~2)
[0074]其中，K(f，t)表示待測(cè)物的頻響特性，其表現(xiàn)待測(cè)物的頻率衰減特性，f O (t)為回波信號(hào)隨時(shí)間變化的中心頻率。
[0075]P4、將所述回波信號(hào)進(jìn)行近似擬合，并根據(jù)t = 0時(shí)RF濾波器的-gdB截止頻率獲取經(jīng)過近似擬合后的所述回波信號(hào)在待測(cè)物中的中心頻率。
[0076]本發(fā)明具體示例中，由于相對(duì)于發(fā)射頻率，待測(cè)物的頻率響應(yīng)為寬帶響應(yīng)，故，經(jīng)過近似擬合后的回波信號(hào)可表示為:
[0077]Rx(f,t)=K(t)*exp(-(f-fO(t))'2/(2*deta)~2)
[0078]進(jìn)一步的，假設(shè):當(dāng)t= 0時(shí)所感興趣的-gdB截止頻率，也就是RF濾波器的-gdB截止頻率分別為fh(O)、fl (O)，對(duì)于某均一待測(cè)物，其頻率衰減系數(shù)以f_att表示，則在t = O時(shí)，
[0079]-g = -20*(fh(0)-f0(0)) '2/(2*deta) ~2*log(e)
[0080]-g = -20*(fl(0)-f0(0)r2/(2*deta)~2*log(e)
[0081]S卩:在t時(shí)刻，超聲發(fā)射信號(hào)的傳播深度為d = C_s/fs/2時(shí)，所述待測(cè)物的頻率成份將衰減為:
[0082]-g-f_att*d*fh(0)=-20*(fh(0)-f0(0))'2/(2*deta)~2*log(e)
[0083]-g-f_att*d*fl(0)=-20*(fl(0)-f0(0))'2/(2*deta)~2*log(e)
[0084]其中，c_s為超聲發(fā)射信號(hào)在待測(cè)物中的傳播速度，fs為采樣頻率；
[0085]進(jìn)一步的，經(jīng)過近似擬合后的所述回波信號(hào)在待測(cè)物中的中心頻率可表示為:
[0086]f0(t)=(sqrt(g+f_att*d*fh(0))*fl(0)+sqrt(g+f_att*d*fI(0))*fh(0))/(sqrt(g+f_att*d*fh(0))+sqrt(g+f_att*d*f1(0)))；
[0087]其中，f_att為待測(cè)物的頻率隨深度的衰減系數(shù)，fh(0)、fl(0)分別為當(dāng)t= 0時(shí)RF濾波器的-gdB截止頻率。
[0088]結(jié)合圖6所示，為本發(fā)明一具體示例中的回波信號(hào)的中心頻率隨時(shí)間變化的曲線示意圖；
[0089]其中，給定的1^1^ = 0.51取/(dB*cm)，通過該曲線示意圖可獲知其相應(yīng)的參數(shù)，-6dB截止頻率下的fh (O) = 14MHz，f I (O) = 8MHz，則通過上述公式可獲得所述回波信號(hào)的中心頻率fO(t)，在此不做詳細(xì)贅述。
[0090]進(jìn)一步的，本發(fā)明一實(shí)施方式中，所述基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理方法還包括:
[0091]S2、采用自適應(yīng)梯度算法將所述回波信號(hào)劃分為若干數(shù)據(jù)段。
[0092]結(jié)合圖3所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式中，所述步驟S2具體包括:
[0093]M1、在當(dāng)前掃查深度下，根據(jù)所述回波信號(hào)在待測(cè)物中的中心頻率獲取所述回波信號(hào)對(duì)應(yīng)每個(gè)時(shí)刻的梯度絕對(duì)值；
[0094]本發(fā)明具體示例中，將當(dāng)前掃查深度D下的所述回波信號(hào)對(duì)應(yīng)每個(gè)時(shí)刻的梯度絕對(duì)值以Df O (t)表示，掃查間隔時(shí)間t〈 = 2*D/c_s ；
[0095]則:DfO(t)=abs((fO(t+l/fs)-fO(t))*fs)，或
[0096]Df0(t)=abs((f0(t+l/fs) -f0 (t-l/fs)) *fs/2)。
[0097]M2、預(yù)設(shè)梯度系數(shù)閾值，并獲取每個(gè)數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值，以相同的間隔時(shí)間依次查詢每個(gè)時(shí)刻的梯度絕對(duì)值，若當(dāng)前所述初始梯度絕對(duì)值之后的梯度絕對(duì)值小于所述初始梯度絕對(duì)值與所述梯度系數(shù)閾值的乘積，則將其劃分為一個(gè)數(shù)據(jù)段;同時(shí)，將小于當(dāng)前數(shù)據(jù)段最后一個(gè)梯度絕對(duì)值、且距離當(dāng)前數(shù)據(jù)段的最后一個(gè)梯度絕對(duì)值最近的梯度絕對(duì)值設(shè)置為下一數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值，所述第一個(gè)數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值為所述回波信號(hào)在t = 0時(shí)刻的梯度絕對(duì)值。
[0098]為了方便理解，下述示例為采用步驟M2將所述回波信號(hào)劃分為若干數(shù)據(jù)段的具體應(yīng)用實(shí)例；
[0099]本具體示例中，所述梯度系數(shù)閾值可根據(jù)需要具體設(shè)定，以Thr_df表示，其大小介于0-1之間；初始梯度絕對(duì)值以maxDf表示，所述回波信號(hào)對(duì)應(yīng)每個(gè)時(shí)刻的梯度絕對(duì)值所對(duì)應(yīng)的回波信號(hào)以Sig(t)表示，每個(gè)數(shù)據(jù)段以Sig_seg(i)表示，各個(gè)數(shù)據(jù)段的中心頻率的線段斜率Wk_seg(i)表示，每個(gè)數(shù)據(jù)段最后一個(gè)回波信號(hào)接收的時(shí)間以tseg(i)表示，I < i <N，N為所述回波信號(hào)劃分的數(shù)據(jù)段的總和。
[0100]相應(yīng)的，第一個(gè)數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值maxDf= Df O (O)，Df O (O)表示回波信號(hào)在t = O時(shí)刻的梯度絕對(duì)值；
[0101]進(jìn)一步的，以相同的間隔時(shí)間依次查詢每個(gè)時(shí)刻的梯度絕對(duì)值，若當(dāng)前所述初始梯度絕對(duì)值之后的梯度絕對(duì)值小于所述初始梯度絕對(duì)值與所述梯度系數(shù)閾值的乘積，則將其劃分為一個(gè)數(shù)據(jù)段；
[0?02] 例如:某個(gè)時(shí)刻七868(1)的0抑<^868(1))〈11^10;^1'111'_(^，則劃分的第一數(shù)據(jù)段為:Sig_seg(l) = (Sig(0)，Sig(l/fs)，…，Sig(tseg(l))，相應(yīng)的，獲取第一數(shù)據(jù)段的中心頻率的線段斜率表示為:
[0103]k_seg(I) = (f0(tseg(I))-f0(0))/(tseg(I )-0)；
[0104]同時(shí)，將小于當(dāng)前數(shù)據(jù)段最后一個(gè)梯度絕對(duì)值、且距離當(dāng)前數(shù)據(jù)段的最后一個(gè)梯度絕對(duì)值最近的梯度絕對(duì)值設(shè)置為下一數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值，
[0?05]則，第二數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值maxDf = DfO(tseg(l)+l/fs)，重復(fù)上述過程，得到第二數(shù)據(jù)段Sig_seg(2)以及其對(duì)應(yīng)的線段斜率18叩(2);繼續(xù)重復(fù)上述過程，將所述回波信號(hào)劃分為N個(gè)數(shù)據(jù)段，在此不做重復(fù)贅述。
[0106]進(jìn)一步的，本發(fā)明一實(shí)施方式中，所述基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理方法還包括:
[0107]S3、分別對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)段做分?jǐn)?shù)傅里葉變換，獲得若干時(shí)不變分段信號(hào)；
[0108]其中，各個(gè)數(shù)據(jù)段對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)傅里葉的變換因子以aifa(i)，
[0109]則:aifa(i)= l_2/pi*atan(fs/T(i)/k_seg(i))，
[0110]T(i)為 Sig_seg(i)的時(shí)長(zhǎng)，
[0111 ] T(i) =tseg(i)-tseg(1-l)+l/fs；
[0112]各個(gè)數(shù)據(jù)段做分?jǐn)?shù)傅里葉變換的結(jié)果為:
[0113]Sig_seg_frft(i) =frft(Sig_seg(i) ,aifa(i))，frft()表示分?jǐn)?shù)傅里葉變換。
[0114]進(jìn)一步的，本發(fā)明一實(shí)施方式中，所述基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理方法還包括:
[0115]S4、分別對(duì)各個(gè)時(shí)不變分段信號(hào)進(jìn)行多通道帶通濾波，分解為多個(gè)子帶信號(hào)；
[0116]分別對(duì)每個(gè)子帶信號(hào)進(jìn)行不同時(shí)變的增益調(diào)整，將調(diào)整后的子帶信號(hào)進(jìn)行加權(quán)形成增強(qiáng)的分段信號(hào)。
[0117]結(jié)合圖4所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式中，所述步驟S4具體包括:
[0118]N1、將t = 0時(shí)RF濾波器的-gdB截止頻率對(duì)應(yīng)的高截止頻率至低截止頻率之間等距劃分K個(gè)區(qū)域，并按照預(yù)設(shè)截止頻率設(shè)計(jì)K組帶通濾波器；
[0119]接續(xù)上述示例，將fh(0)至fl(0)之間等劃分成K個(gè)區(qū)域，所述預(yù)設(shè)截止頻率可為-3dB截止頻率、-4dB截止頻率等。
[0120]N2、使各個(gè)時(shí)不變分段信號(hào)分別通過K組帶通濾波器，分解為K組子帶信號(hào)；
[0121 ] 接續(xù)上述示例，將Sig_seg_frft(i)信號(hào)分別通過K組帶通濾波器，分解為K組子帶信號(hào)；
[ΟΙ22] 將第k組子帶信號(hào)的結(jié)果以Sig_seg_frft_Bp(k)表示，k = l，2，…,K。
[0123]N3、根據(jù)預(yù)設(shè)的總體增益曲線獲取每組子帶信號(hào)分別對(duì)應(yīng)的子帶時(shí)間增益曲線；
[0124]本發(fā)明具體示例中，Sig_seg(i)對(duì)應(yīng)的子帶時(shí)間增益曲線以Tgc_seg(i)表示，
[0125]貝ij:Tgc_seg(i) = {Tgc(tseg(i_l)+l/fs)，…，Tgc(tseg(i))}
[0126]其中，Tgc(.)表示預(yù)設(shè)的整體時(shí)間增益曲線。
[0127]N4、分別根據(jù)各個(gè)子帶信號(hào)對(duì)應(yīng)的子帶增益曲線，對(duì)各個(gè)所述子帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)整；
[0128]本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式中，將各個(gè)子帶信號(hào)分別與其對(duì)應(yīng)的子帶增益曲線進(jìn)行點(diǎn)乘，以對(duì)各個(gè)子帶信號(hào)進(jìn)行不同時(shí)變的增益調(diào)整，實(shí)現(xiàn)均衡化。
[0129]每組子帶信號(hào)對(duì)應(yīng)的子帶時(shí)間增益曲線以G(k)表示，
[0130]則:G(k)=Cof(k)*Tgc_seg(k)，其中，Cof(k)為每組子帶信號(hào)對(duì)應(yīng)的調(diào)制系數(shù)；[0131 ] 調(diào)整后的子帶信號(hào)以Sig_seg_frft_Bp_Ad(k)表示，
[0132]則:Sig_seg_frft_Bp_Ad(k)=Sig_seg_frft_Bp(k)*G(k)。
[0133]N5、對(duì)調(diào)整后的子帶信號(hào)進(jìn)行加權(quán)處理，形成若干增強(qiáng)的分段信號(hào)。
[ΟΙ34]所述增強(qiáng)的分段信號(hào)以Sig_seg_frft_En(i)表示，貝丨J:
[0135]Sig_seg_frft_En(i) = S i g_s e g_frft_Bp_Ad(0)+Sig_se g_frf t_Bp_Ad(I) +,...+Sig_seg_frft_Bp_Ad(K)。
[0136]進(jìn)一步的，本發(fā)明一實(shí)施方式中，所述基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理方法還包括:
[0137]S5、對(duì)各個(gè)分段信號(hào)進(jìn)行分?jǐn)?shù)傅里葉逆變換，并將其合并形成補(bǔ)償回波信號(hào)。
[0138]接續(xù)上述示例，對(duì)Sig_seg_frft_En(i)做分?jǐn)?shù)傅里葉逆變換，其變換因子為-aifa⑴，
[0139]則所述增強(qiáng)的分段信號(hào)進(jìn)行分?jǐn)?shù)傅里葉逆變換后的結(jié)果為:
[0140]Sig_seg_En(i)=frft(Sig_seg_frft_En(i),-aifa(i))；
[0141]進(jìn)一步的，將各個(gè)增強(qiáng)的分段信號(hào)進(jìn)行分?jǐn)?shù)傅里葉逆變換后的結(jié)果合并形成補(bǔ)償回波信號(hào)Sig_En。
[0142]本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式中，所述步驟S5還包括:對(duì)補(bǔ)償回波信號(hào)采用平滑處理，以消除段之間的信號(hào)跳變，在此不做詳細(xì)贅述。
[0143]結(jié)合圖5所示，本發(fā)明一實(shí)施方式中提供的基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:信號(hào)發(fā)射模塊100、信號(hào)接收模塊200、信號(hào)處理模塊300。
[0144]信號(hào)發(fā)射模塊100用于通過超聲探頭向待測(cè)物發(fā)射超聲發(fā)射信號(hào)；信號(hào)接收模塊200用于對(duì)所述超聲發(fā)射信號(hào)的頻率響應(yīng)采用高斯模型近似擬合，以獲取其對(duì)應(yīng)的回波信號(hào)，并獲取所述回波信號(hào)在待測(cè)物中的中心頻率。
[0145]本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，信號(hào)接收模塊200接收通過超聲探頭向待測(cè)物發(fā)射的超聲發(fā)射信號(hào)，所述超聲發(fā)射信號(hào)的波形為方波或正弦波；
[ΟΙ46]本發(fā)明具體示例中，所述超聲發(fā)射信號(hào)的傅里葉變換以WaveForm(f)表示，所述超聲探頭的頻響函數(shù)以Probe(f)表示，
[0147]則:輸入到所述待測(cè)物的超聲發(fā)射信號(hào)的傅里葉變換可表示為待測(cè)物的頻響函數(shù)與所述超聲探頭的頻響函數(shù)乘積，即:
[0148]Tx_ff(f)=ffaveForm(f)*Probe(f)；
[0149]其中，所述TX_W(f)亦表示經(jīng)過發(fā)射探頭發(fā)送的超聲發(fā)射信號(hào)發(fā)射到待測(cè)物后的頻響特性。
[0150]進(jìn)一步的，信號(hào)接收模塊200還用于對(duì)輸入到所述待測(cè)物的超聲發(fā)射信號(hào)的頻率響應(yīng)采用高斯模型近似擬合；
[0151]在輸入信號(hào)為正弦波或者方波時(shí)，TX_W(f)可以用高斯模型近似擬合為:
[0152]Tx_ff(f) =exp(-(f-f0) '2/(2*deta) ~2)，
[0153]其中deta為系數(shù)，f0為發(fā)射信號(hào)的中心頻率。
[0154]進(jìn)一步的，信號(hào)接收模塊200還用于將經(jīng)過高斯模型近似擬合后的發(fā)射信號(hào)的頻率響應(yīng)以及待測(cè)物的頻率響應(yīng)；
[0155]本發(fā)明具體示例中，所述回波信號(hào)等于待測(cè)物的頻響特性與其接收到的超聲信號(hào)的頻響特性的乘積，所述回波信號(hào)以Rx(f，t)表示，
[0156]則:Rx(f,t) =K(f ,t)*Tx_ff(f) =K(f, t)*exp(-(f-f0(t)) '2/(2*deta) ~2)
[0157]其中，K(f，t)表示待測(cè)物的頻響特性，其表現(xiàn)待測(cè)物的頻率衰減特性，fO (t)為回波信號(hào)隨時(shí)間變化的中心頻率。
[0158]進(jìn)一步的，信號(hào)接收模塊200還用于將所述回波信號(hào)進(jìn)行近似擬合，并根據(jù)t= 0時(shí)RF濾波器的-gdB截止頻率獲取經(jīng)過近似擬合后的所述回波信號(hào)在待測(cè)物中的中心頻率。
[0159]本發(fā)明具體示例中，由于相對(duì)于發(fā)射頻率，待測(cè)物的頻率響應(yīng)為寬帶響應(yīng)，故，經(jīng)過近似擬合后的回波信號(hào)可表示為:
[0160]Rx(f,t)=K(t)*exp(-(f-fO(t))'2/(2*deta)~2)
[0161]進(jìn)一步的，假設(shè):當(dāng)t= 0時(shí)所感興趣的-gdB截止頻率，也就是RF濾波器的-gdB截止頻率分別為fh(O)、fl (O)，對(duì)于某均一待測(cè)物，其頻率衰減系數(shù)以f_att表示，則在t = O時(shí)，
[0162]-g = -20*(fh(0)-f0(0)) '2/(2*deta) ~2*log(e)
[0163]-g = -20*(f l(0)-f0(0)) '2/(2*deta) ~2*log(e)
[0164]S卩:在t時(shí)刻，超聲發(fā)射信號(hào)的傳播深度為d = C_s/fs/2時(shí)，所述待測(cè)物的頻率成份將衰減為:
[0165]-g-f_att*d*fh(0)=-20*(fh(0)-f0(0))'2/(2*deta)~2*log(e)
[0166]-g-f_att*d*fl(0)=-20*(fl(0)-f0(0))'2/(2*deta)~2*log(e)
[0167]其中，c_s為超聲發(fā)射信號(hào)在待測(cè)物中的傳播速度，fs為采樣頻率；
[0168]進(jìn)一步的，經(jīng)過近似擬合后的所述回波信號(hào)在待測(cè)物中的中心頻率可表示為:
[0169]f0(t)=(sqrt(g+f_att*d*fh(0))*fl(0)+sqrt(g+f_att*d*fI(0))*fh(0))/(sqrt(g+f_att*d*fh(0))+s qrt(g+f_att*d*f1(0)))；
[0170]其中，f_att為待測(cè)物的頻率隨深度的衰減系數(shù)，fh(0)、fl(0)分別為當(dāng)t= 0時(shí)RF濾波器的-gdB截止頻率。
[0171]結(jié)合圖6所示，為本發(fā)明一具體示例中的回波信號(hào)的中心頻率隨時(shí)間變化的曲線示意圖；
[ΟΙ72] 其中，給定的1^1^ = 0.51取/(dB*cm)，通過該曲線示意圖可獲知其相應(yīng)的參數(shù)，-6dB截止頻率下的fh (O) = 14MHz，f I (O) = 8MHz，則通過上述公式可獲得所述回波信號(hào)的中心頻率fO(t)，在此不做詳細(xì)贅述。
[0173]進(jìn)一步的，本發(fā)明一實(shí)施方式中，信號(hào)處理模塊300用于采用自適應(yīng)梯度算法將所述回波信號(hào)劃分為若干數(shù)據(jù)段。
[0174]本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式中，信號(hào)處理模塊300具體用于在當(dāng)前掃查深度下，根據(jù)所述回波信號(hào)在待測(cè)物中的中心頻率獲取所述回波信號(hào)對(duì)應(yīng)每個(gè)時(shí)刻的梯度絕對(duì)值；
[0175]本發(fā)明具體示例中，將當(dāng)前掃查深度D下的所述回波信號(hào)對(duì)應(yīng)每個(gè)時(shí)刻的梯度絕對(duì)值以Df O (t)表示，掃查間隔時(shí)間t〈 = 2*D/c_s ；
[0176]則:DfO(t)=abs((fO(t+l/fs)-fO(t))*fs)，或
[0177]Df0(t)=abs((f0(t+l/fs) -f0 (t-l/fs)) *fs/2)。
[0178]進(jìn)一步的，信號(hào)處理模塊300具體用于預(yù)設(shè)梯度系數(shù)閾值，并獲取每個(gè)數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值，以相同的間隔時(shí)間依次查詢每個(gè)時(shí)刻的梯度絕對(duì)值，若當(dāng)前所述初始梯度絕對(duì)值之后的梯度絕對(duì)值小于所述初始梯度絕對(duì)值與所述梯度系數(shù)閾值的乘積，則將其劃分為一個(gè)數(shù)據(jù)段；同時(shí)，將小于當(dāng)前數(shù)據(jù)段最后一個(gè)梯度絕對(duì)值、且距離當(dāng)前數(shù)據(jù)段的最后一個(gè)梯度絕對(duì)值最近的梯度絕對(duì)值設(shè)置為下一數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值，所述第一個(gè)數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值為所述回波信號(hào)在t = 0時(shí)刻的梯度絕對(duì)值。
[0179]為了方便理解，提供一具體應(yīng)用實(shí)例;本具體示例中，所述梯度系數(shù)閾值可根據(jù)需要具體設(shè)定，以Thr_df表示，其大小介于0-1之間；初始梯度絕對(duì)值以maxDf表示，所述回波信號(hào)對(duì)應(yīng)每個(gè)時(shí)刻的梯度絕對(duì)值所對(duì)應(yīng)的回波信號(hào)以Sig(t)表示，每個(gè)數(shù)據(jù)段以Sig_seg
(i)表示，各個(gè)數(shù)據(jù)段的中心頻率的線段斜率以k_seg(i)表示，每個(gè)數(shù)據(jù)段最后一個(gè)回波信號(hào)接收的時(shí)間以tseg(i)表示，I < i <N，N為所述回波信號(hào)劃分的數(shù)據(jù)段的總和。
[0180]相應(yīng)的，第一個(gè)數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值maxDf= Df O (O)，Df O (O)表示回波信號(hào)在t = O時(shí)刻的梯度絕對(duì)值；
[0181]進(jìn)一步的，信號(hào)處理模塊300具體用于以相同的間隔時(shí)間依次查詢每個(gè)時(shí)刻的梯度絕對(duì)值，若當(dāng)前所述初始梯度絕對(duì)值之后的梯度絕對(duì)值小于所述初始梯度絕對(duì)值與所述梯度系數(shù)閾值的乘積，則將其劃分為一個(gè)數(shù)據(jù)段；
[0182]例如:某個(gè)時(shí)刻tseg( I)的Df0(tseg( I))〈maxDf *Thr_df，則劃分的第一數(shù)據(jù)段為:Sig_seg(l) = (Sig(0)，Sig(l/fs)，…，Sig(tseg(l))，相應(yīng)的，獲取第一數(shù)據(jù)段的中心頻率的線段斜率表示為:
[0183]k_seg(I) = (f0(tseg(I))-f0(0))/(tseg(I )-0)；
[0184]同時(shí)，信號(hào)處理模塊300具體用于將小于當(dāng)前數(shù)據(jù)段最后一個(gè)梯度絕對(duì)值、且距離當(dāng)前數(shù)據(jù)段的最后一個(gè)梯度絕對(duì)值最近的梯度絕對(duì)值設(shè)置為下一數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值，
[ΟΙ85]則，第二數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值maxDf = DfO(tseg(l)+l/fs)，重復(fù)上述過程，得到第二數(shù)據(jù)段Sig_seg(2)以及其對(duì)應(yīng)的線段斜率18叩(2);繼續(xù)重復(fù)上述過程，將所述回波信號(hào)劃分為N個(gè)數(shù)據(jù)段，在此不做重復(fù)贅述。
[0186]進(jìn)一步的，本發(fā)明一實(shí)施方式中，信號(hào)處理模塊300還用于分別對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)段做分?jǐn)?shù)傅里葉變換，獲得若干時(shí)不變分段信號(hào)；
[0187]其中，各個(gè)數(shù)據(jù)段對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)傅里葉的變換因子以aifa(i)，
[0188]則:aifa(i)= l_2/pi*atan(fs/T(i)/k_seg(i))，
[0189]T(i)為 Sig_seg(i)的時(shí)長(zhǎng)，
[0190]T(i) =tseg(i)-tseg(1-l)+l/fs；
[0191]各個(gè)數(shù)據(jù)段做分?jǐn)?shù)傅里葉變換的結(jié)果為:
[0192]Sig_seg_frft(i) =frft(Sig_seg(i) ,aifa(i))，frft()表示分?jǐn)?shù)傅里葉變換。[ΟΙ93]進(jìn)一步的，本發(fā)明一實(shí)施方式中，信號(hào)處理模塊300還用于
[0194]分別對(duì)各個(gè)時(shí)不變分段信號(hào)進(jìn)行多通道帶通濾波，分解為多個(gè)子帶信號(hào)；
[0195]分別對(duì)每個(gè)子帶信號(hào)進(jìn)行不同時(shí)變的增益調(diào)整，將調(diào)整后的子帶信號(hào)進(jìn)行加權(quán)形成增強(qiáng)的分段信號(hào)。
[0196]本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式中，信號(hào)處理模塊300具體用于將t= 0時(shí)RF濾波器的-gdB截止頻率對(duì)應(yīng)的高截止頻率至低截止頻率之間等距劃分K個(gè)區(qū)域，并按照預(yù)設(shè)截止頻率設(shè)計(jì)K組帶通濾波器；
[0197]接續(xù)上述示例，信號(hào)處理模塊300將fh(0)至fl(0)之間等劃分成K個(gè)區(qū)域，所述預(yù)設(shè)截止頻率可為_3dB截止頻率、-4dB截止頻率等。
[0198]進(jìn)一步的，信號(hào)處理模塊300具體用于使各個(gè)時(shí)不變分段信號(hào)分別通過K組帶通濾波器，分解為K組子帶信號(hào)；
[0199]接續(xù)上述示例，信號(hào)處理模塊300將Sig_seg_frft(i)信號(hào)分別通過K組帶通濾波器，分解為K組子帶信號(hào)；
[°20°] 將第k組子帶信號(hào)的結(jié)果以Sig_seg_frft_Bp(k)表示，k = l，2，…,K。
[0201]進(jìn)一步的，信號(hào)處理模塊300具體用于根據(jù)預(yù)設(shè)的總體增益曲線獲取每組子帶信號(hào)分別對(duì)應(yīng)的子帶時(shí)間增益曲線；
?0202] 本發(fā)明具體示例中，Sig_seg(i)對(duì)應(yīng)的子帶時(shí)間增益曲線以Tgc_seg(i)表示，
[0203]貝ij:Tgc_seg(i) = {Tgc(tseg(i_l)+l/fs)，…，Tgc(tseg(i))}
[0204]其中，Tgc(.)表示預(yù)設(shè)的整體時(shí)間增益曲線。
[0205]進(jìn)一步的，信號(hào)處理模塊300具體用于分別根據(jù)各個(gè)子帶信號(hào)對(duì)應(yīng)的子帶增益曲線，對(duì)各個(gè)所述子帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)整；
[0206]本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式中，信號(hào)處理模塊300將各個(gè)子帶信號(hào)分別與其對(duì)應(yīng)的子帶增益曲線進(jìn)行點(diǎn)乘，以對(duì)各個(gè)子帶信號(hào)進(jìn)行不同時(shí)變的增益調(diào)整，實(shí)現(xiàn)均衡化。
[0207]每組子帶信號(hào)對(duì)應(yīng)的子帶時(shí)間增益曲線以G(k)表示，
[0208]則:G(k) = Cof (k)*Tgc_seg(k)，其中，Cof (k)為每組子帶信號(hào)對(duì)應(yīng)的調(diào)制系數(shù)；
[0209]調(diào)整后的子帶信號(hào)以Sig_seg_frft_Bp_Ad(k)表示，
[0210]則:Sig_seg_frft_Bp_Ad(k)=Sig_seg_frft_Bp(k)*G(k)。
[0211]進(jìn)一步的，信號(hào)處理模塊300具體用于對(duì)調(diào)整后的子帶信號(hào)進(jìn)行加權(quán)處理，形成若干增強(qiáng)的分段信號(hào)。
[0212]所述增強(qiáng)的分段信號(hào)以Sig_seg_frft_En(i)表示，貝丨J:
[0213]Sig_seg_frft_En(i) = S i g_s e g_frft_Bp_Ad(0)+Sig_se g_frf t_Bp_Ad(I) +,...+Sig_seg_frft_Bp_Ad(K)。
[0214]進(jìn)一步的，本發(fā)明一實(shí)施方式中，信號(hào)處理模塊300還用于對(duì)各個(gè)分段信號(hào)進(jìn)行分?jǐn)?shù)傅里葉逆變換，并將其合并形成補(bǔ)償回波信號(hào)。
[0215]接續(xù)上述示例，對(duì)Sig_seg_frft_En(i)做分?jǐn)?shù)傅里葉逆變換，其變換因子為-aifa⑴，
[0216]則所述增強(qiáng)的分段信號(hào)進(jìn)行分?jǐn)?shù)傅里葉逆變換后的結(jié)果為:
[0217]Sig_seg_En(i)=frft(Sig_seg_frft_En(i),-aifa(i))；
[0218]進(jìn)一步的，信號(hào)處理模塊300具體用于將增強(qiáng)的分段信號(hào)進(jìn)行分?jǐn)?shù)傅里葉逆變換后的結(jié)果合并形成補(bǔ)償回波信號(hào)Sig_En。
[0219]本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式中，信號(hào)處理模塊300還用于對(duì)補(bǔ)償回波信號(hào)采用平滑處理，以消除段之間的信號(hào)跳變，在此不做詳細(xì)贅述。
[0220]綜上所述，本發(fā)明的基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像方法及處理系統(tǒng)，基于高斯信號(hào)模型，自動(dòng)根據(jù)中心頻率曲線采用自適應(yīng)梯度算法對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行分段，對(duì)分段后的信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的分?jǐn)?shù)傅里葉變換，轉(zhuǎn)化為線性時(shí)不變信號(hào)，再將其通過帶通濾波器組分為若干個(gè)具有獨(dú)立頻帶的子帶強(qiáng)化信號(hào)，并對(duì)子帶強(qiáng)化信號(hào)做相應(yīng)的權(quán)重調(diào)整，最后對(duì)調(diào)整后的結(jié)果逆分?jǐn)?shù)傅里葉變換并合并為增強(qiáng)后的輸出信號(hào);該處理方法及處理系統(tǒng)設(shè)置的帶寬能兼顧所有長(zhǎng)度上的信號(hào)的帶寬要求，不影響輸出信噪比；按照回波信信號(hào)在時(shí)間方向的衰減差異性進(jìn)行補(bǔ)償，考慮不同頻段信號(hào)對(duì)最終成像的影響結(jié)果，提高了超聲成像設(shè)備的方便性和使用效率，提升了超聲圖像的質(zhì)量。
[0221]為了描述的方便，描述以上裝置時(shí)以功能分為各種模塊分別描述。當(dāng)然，在實(shí)施本申請(qǐng)時(shí)可以把各模塊的功能在同一個(gè)或多個(gè)軟件和/或硬件中實(shí)現(xiàn)。
[0222]通過以上的實(shí)施方式的描述可知，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本申請(qǐng)可借助軟件加必需的通用硬件平臺(tái)的方式來實(shí)現(xiàn)。基于這樣的理解，本申請(qǐng)的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該軟件產(chǎn)品可以保存在保存介質(zhì)中，如R0M/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，信息推送服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本申請(qǐng)各個(gè)實(shí)施方式或者實(shí)施方式的某些部分所述的方法。
[0223]以上所描述的裝置實(shí)施方式僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的模塊可以是或者也可以不是物理上分開的，作為模塊顯示的部件可以是或者也可以不是物理模塊，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)模塊上。可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施方式方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的情況下，即可以理解并實(shí)施。
[0224]本申請(qǐng)可以在由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的一般上下文中描述，例如程序模塊。一般地，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對(duì)象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等。也可以在分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)踐本申請(qǐng)，在這些分布式計(jì)算環(huán)境中，由通過通信網(wǎng)絡(luò)而被連接的遠(yuǎn)程處理設(shè)備來執(zhí)行任務(wù)。在分布式計(jì)算環(huán)境中，程序模塊可以位于包括保存設(shè)備在內(nèi)的本地和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)保存介質(zhì)中。
[0225]應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
[0226]上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: S1、通過超聲探頭向待測(cè)物發(fā)射超聲發(fā)射信號(hào)，對(duì)所述超聲發(fā)射信號(hào)的頻率響應(yīng)采用高斯模型近似擬合，以獲取其對(duì)應(yīng)的回波信號(hào)，并獲取所述回波信號(hào)在待測(cè)物中的中心頻率； S2、采用自適應(yīng)梯度算法將所述回波信號(hào)劃分為若干數(shù)據(jù)段； S3、分別對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)段做分?jǐn)?shù)傅里葉變換，獲得若干時(shí)不變分段信號(hào)； S4、分別對(duì)各個(gè)時(shí)不變分段信號(hào)進(jìn)行多通道帶通濾波，分解為多個(gè)子帶信號(hào)； 分別對(duì)每個(gè)子帶信號(hào)進(jìn)行不同時(shí)變的增益調(diào)整，將調(diào)整后的子帶信號(hào)進(jìn)行加權(quán)形成增強(qiáng)的分段信號(hào)； S5、對(duì)各個(gè)分段信號(hào)進(jìn)行分?jǐn)?shù)傅里葉逆變換，并將其合并形成補(bǔ)償回波信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理方法，其特征在于，所述步驟SI具體包括: P1、接收通過超聲探頭向待測(cè)物發(fā)射的超聲發(fā)射信號(hào)，所述超聲發(fā)射信號(hào)的波形為方波或正弦波； P2、對(duì)輸入到所述待測(cè)物的超聲發(fā)射信號(hào)的頻率響應(yīng)采用高斯模型近似擬合； P3、將經(jīng)過高斯模型近似擬合后的發(fā)射信號(hào)的頻率響應(yīng)以及待測(cè)物的頻率響應(yīng)進(jìn)行波束合成形成回波信號(hào)； P4、將所述回波信號(hào)進(jìn)行近似擬合，并根據(jù)t = 0時(shí)RF濾波器的-gdB截止頻率獲取經(jīng)過近似擬合后的所述回波信號(hào)在待測(cè)物中的中心頻率。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括: M1、在當(dāng)前掃查深度下，根據(jù)所述回波信號(hào)在待測(cè)物中的中心頻率獲取所述回波信號(hào)對(duì)應(yīng)每個(gè)時(shí)刻的梯度絕對(duì)值； M2、預(yù)設(shè)梯度系數(shù)閾值，并獲取每個(gè)數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值，以相同的間隔時(shí)間依次查詢每個(gè)時(shí)刻的梯度絕對(duì)值，若當(dāng)前所述初始梯度絕對(duì)值之后的梯度絕對(duì)值小于所述初始梯度絕對(duì)值與所述梯度系數(shù)閾值的乘積，則將其劃分為一個(gè)數(shù)據(jù)段；同時(shí)，將小于當(dāng)前數(shù)據(jù)段最后一個(gè)梯度絕對(duì)值、且距離當(dāng)前數(shù)據(jù)段的最后一個(gè)梯度絕對(duì)值最近的梯度絕對(duì)值設(shè)置為下一數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值，所述第一個(gè)數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值為所述回波信號(hào)在t = O時(shí)刻的梯度絕對(duì)值。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理方法，其特征在于，所述步驟S4具體包括: N1、將t = 0時(shí)RF濾波器的-gdB截止頻率對(duì)應(yīng)的高截止頻率至低截止頻率之間等距劃分K個(gè)區(qū)域，并按照預(yù)設(shè)截止頻率設(shè)計(jì)K組帶通濾波器； N2、使各個(gè)時(shí)不變分段信號(hào)分別通過K組帶通濾波器，分解為K組子帶信號(hào)； N3、根據(jù)預(yù)設(shè)的總體增益曲線獲取每組子帶信號(hào)分別對(duì)應(yīng)的子帶時(shí)間增益曲線； N4、分別根據(jù)各個(gè)子帶信號(hào)對(duì)應(yīng)的子帶增益曲線，對(duì)各個(gè)所述子帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)整； N5、對(duì)調(diào)整后的子帶信號(hào)進(jìn)行加權(quán)處理，形成若干增強(qiáng)的分段信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理方法，其特征在于，所述步驟S5還包括: 對(duì)補(bǔ)償回波信號(hào)采用平滑處理，以消除段之間的信號(hào)跳變。6.一種基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 信號(hào)發(fā)射模塊，用于通過超聲探頭向待測(cè)物發(fā)射超聲發(fā)射信號(hào)； 信號(hào)接收模塊，用于對(duì)所述超聲發(fā)射信號(hào)的頻率響應(yīng)采用高斯模型近似擬合，以獲取其對(duì)應(yīng)的回波信號(hào)，并獲取所述回波信號(hào)在待測(cè)物中的中心頻率； 信號(hào)處理模塊，用于采用自適應(yīng)梯度算法將所述回波信號(hào)劃分為若干數(shù)據(jù)段； 分別對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)段做分?jǐn)?shù)傅里葉變換，獲得若干時(shí)不變分段信號(hào)； 分別對(duì)各個(gè)時(shí)不變分段信號(hào)進(jìn)行多通道帶通濾波，分解為多個(gè)子帶信號(hào)； 分別對(duì)每個(gè)子帶信號(hào)進(jìn)行不同時(shí)變的增益調(diào)整，將調(diào)整后的子帶信號(hào)進(jìn)行加權(quán)形成增強(qiáng)的分段信號(hào);對(duì)各個(gè)分段信號(hào)進(jìn)行分?jǐn)?shù)傅里葉逆變換，并將其合并形成補(bǔ)償回波信號(hào)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理系統(tǒng)，其特征在于， 所述信號(hào)發(fā)射模塊具體用于:接收通過超聲探頭向待測(cè)物發(fā)射的超聲發(fā)射信號(hào)，所述超聲發(fā)射信號(hào)的波形為方波或正弦波； 所述信號(hào)接收模塊具體用于:對(duì)輸入到所述待測(cè)物的超聲發(fā)射信號(hào)的頻率響應(yīng)采用高斯模型近似擬合； 將經(jīng)過高斯模型近似擬合后的發(fā)射信號(hào)的頻率響應(yīng)以及待測(cè)物的頻率響應(yīng)進(jìn)行波束合成形成回波信號(hào)； 將所述回波信號(hào)進(jìn)行近似擬合，并根據(jù)t = 0時(shí)RF濾波器的-gdB截止頻率獲取經(jīng)過近似擬合后的所述回波信號(hào)在待測(cè)物中的中心頻率。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理系統(tǒng)，其特征在于， 所述信號(hào)處理模塊具體用于: 在當(dāng)前掃查深度下，根據(jù)所述回波信號(hào)在待測(cè)物中的中心頻率獲取所述回波信號(hào)對(duì)應(yīng)每個(gè)時(shí)刻的梯度絕對(duì)值； 預(yù)設(shè)梯度系數(shù)閾值，并獲取每個(gè)數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值，以相同的間隔時(shí)間依次查詢每個(gè)時(shí)刻的梯度絕對(duì)值，若當(dāng)前所述初始梯度絕對(duì)值之后的梯度絕對(duì)值小于所述初始梯度絕對(duì)值與所述梯度系數(shù)閾值的乘積，則將其劃分為一個(gè)數(shù)據(jù)段;同時(shí)，將小于當(dāng)前數(shù)據(jù)段最后一個(gè)梯度絕對(duì)值、且距離當(dāng)前數(shù)據(jù)段的最后一個(gè)梯度絕對(duì)值最近的梯度絕對(duì)值設(shè)置為下一數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值，所述第一個(gè)數(shù)據(jù)段的初始梯度絕對(duì)值為所述回波信號(hào)在t=O時(shí)刻的梯度絕對(duì)值。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理系統(tǒng)，其特征在于， 所述信號(hào)處理模塊具體用于: 將t = 0時(shí)RF濾波器的-gdB截止頻率對(duì)應(yīng)的高截止頻率至低截止頻率之間等距劃分K個(gè)區(qū)域，并按照預(yù)設(shè)截止頻率設(shè)計(jì)K組帶通濾波器； 使各個(gè)時(shí)不變分段信號(hào)分別通過K組帶通濾波器，分解為K組子帶信號(hào)； 根據(jù)預(yù)設(shè)的總體增益曲線獲取每組子帶信號(hào)分別對(duì)應(yīng)的子帶時(shí)間增益曲線； 分別根據(jù)各個(gè)子帶信號(hào)對(duì)應(yīng)的子帶增益曲線，對(duì)各個(gè)所述子帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)整； 對(duì)調(diào)整后的子帶信號(hào)進(jìn)行加權(quán)處理，形成若干增強(qiáng)的分段信號(hào)。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于RF數(shù)據(jù)的超聲成像處理系統(tǒng)，其特征在于， 所述信號(hào)處理模塊還用于:對(duì)補(bǔ)償回波信號(hào)采用平滑處理，以消除段之間的信號(hào)跳變。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK105844598SQ201610202276
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月1日
【發(fā)明人】郭建軍, 趙鳴, 趙一鳴
【申請(qǐng)人】飛依諾科技(蘇州)有限公司