CN103932734A - 被检体信息获取装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及被检体信息获取装置及其控制方法。提供一种被检体信息获取装置，所述被检体信息获取装置包括：向被检体发送并从被检体接收声波并将其转换成多个接收信号的元件；获取被检体内部的功率强度信号的处理器；和校正功率强度信号的校正器，所述处理器被配置为计算频率分量的相关值、对作为多个计算的相关值的集合的相关矩阵执行频率平均处理以获取第一功率强度信号、并且减小相关矩阵的对角方向上的元素的差异以获取第二功率强度信号，并且，所述校正器被配置为输出经过了校正处理的功率强度信号。

Description

被检体信息获取装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及被检体信息获取装置及其控制方法。

背景技术

在实现医疗超声波成像的超声波诊断装置中，在通过脉冲回声方法形成图像的情况下，能够一般通过(nλ)/2代表深度方向上的空间分辨率，这里，λ是超声波的波长，并且，n是发送波数。例如，发送具有12MHz的中心频率的超声波的两个波长的情况下的空间分辨率为约0.13mm。

将描述脉冲回声方法。首先，当超声波脉冲（弹性波）通过探测器等被发送到被检体时，超声波根据被检体内的声学阻抗被反射回来。然后，该反射波被接收，并且，获取反射波的波形的包络线。通过转换成亮度值并且显示的包络线，获得发送和接收超声波的方向的扫描线上的亮度信息。通过关于被检体内的多个方向或位置重复超声波的发送和接收，可以获取多个扫描线上的亮度信息。通过排列多个扫描线上的亮度信息，能够实现被检体内部的成像。一般地，在超声波诊断装置中，使用多个超声波/电气转换元件，并且，为了在发送和接收中均聚焦在被检体内而在各元件的波形之间添加时间差。

虽然可通过使用上述的脉冲回声方法实现深度方向的约0.13mm的空间分辨率，但需要更高的空间分辨率。例如，如果可更详细地观察颈动脉的血管壁中的层结构，那么可以料想会对动脉硬化等的早期检测有贡献。

在日本专利申请公开No.2010-183979和“Hirofumi Taki,Kousuke Taki,Takuya Sakamoto,Makoto Yamakawa,TsuyoshiShiina and Toru Sato:Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc.2010;1:5298-5301”中描述了提高这种深度方向即发送和接收超声波的方向上的空间分辨率的技术。在这些文献中，应用作为自适应信号处理的频域干涉测量（FDI）和Capon方法，并且，示出了血管可视化的结果。

如上所述，一般的超声波诊断装置通过针对各扫描线获取接收波形的包络线来形成图像。在通过向接收波形应用FDI和Capon方法来进一步提高深度方向上的空间分辨率的情况下，为了执行FDI的处理，期望在切出的深度方向上的信号的范围内（在处理范围内）存在多个反射层。在脉冲回声方法中，由于接收关于一个发送波形的反射波，因此，在存在多个接近的反射层的情况下，来自反射层的反射波彼此具有高的相关性的可能性高。众所周知，当以这种方式关于具有高的相关性的多个反射波形直接施加Capon方法等的自适应信号处理时，执行诸如消除希望的信号之类的意外的行为。为了减少和防止具有相关性的信号（相关性干涉波）的这种影响，存在组合使用频率平均化技术的方法。因此，能够对于通过一般的脉冲回声方法获得的信号应用FDI和Capon方法。

专利文献1：日本专利申请公开No.2010-183979

非专利文献1：Hirofumi Taki,Kousuke Taki,Takuya Sakamoto,Makoto Yamakawa,Tsuyoshi Shiina and Toru Sato:Conf Proc IEEEEng Med Biol Soc.2010;1:5298-5301

发明内容

在如上面描述的那样向通过脉冲回声方法获取的信号应用FDI和Capon方法等的自适应信号处理时，存在通过频率平均化技术减小相关干涉波的影响的效果不足的情况。在这些情况下，存在应用FDI和自适应信号处理的结果的估计功率值（输出值）变化（特别是减小）的可能性。

鉴于上述的问题，提出本发明，并且其目的是提供可呈现具有稳定和减小的相关干涉波影响的图像的被检体信息获取装置。

本发明提供一种被检体信息获取装置，该被检体信息获取装置包括：

向被检体发送声波并且接收在被检体内反射的声波并将其转换成多个接收信号的多个转换元件；

通过使用多个接收信号、通过使用施加自适应信号处理的频域干涉测量法的处理、获取表示被检体内的多个位置的功率强度的分布的功率强度信号的处理器；和

对功率强度信号执行校正处理的校正器，

处理器被配置为通过使用多个接收信号来计算频率分量的多个相关值、对作为多个计算的相关值的集合的相关矩阵执行频率平均处理以通过使用通过频率平均处理获得的多个值来获取第一功率强度信号、并且通过使用多个计算的相关值来执行减小相关矩阵的对角方向上的元素的差异的处理以通过使用经过了该处理的多个值来获取第二功率强度信号，并且，

校正器被配置为通过使用第一功率强度信号和第二功率强度信号来输出经过了校正处理的功率强度信号。

本发明还提供一种被检体信息获取装置，该被检体信息获取装置包括：

向被检体发送声波并且接收在被检体内反射的声波并将其转换成多个接收信号的多个转换元件；

通过使用多个接收信号、通过使用施加自适应信号处理的频域干涉测量法的处理、获取表示被检体内的多个位置的功率强度的分布的功率强度信号的处理器；和

对功率强度信号执行校正处理的校正器，

处理器被配置为通过使用多个接收信号来计算频率分量的多个相关值、对作为多个计算的相关值的集合的相关矩阵执行频率平均处理以通过使用通过频率平均处理获得的多个值来获取第一功率强度信号、并且执行减小通过频率平均处理获得的多个值中的至少对角方向上的元素的差异的处理以通过使用经过了该处理的多个值来获取第二功率强度信号，并且，

校正器被配置为通过使用第一功率强度信号和第二功率强度信号来输出经过了校正处理的功率强度信号。

本发明还提供一种被检体信息获取装置，该被检体信息获取装置包括：

向被检体发送声波并且接收在被检体内反射的声波并将其转换成多个接收信号的多个转换元件；

通过使用多个接收信号、通过使用施加自适应信号处理的频域干涉测量法的处理、获取表示被检体内的多个位置的功率强度的分布的功率强度信号的处理器；和

对功率强度信号执行校正处理的校正器，

处理器被配置为通过使用多个接收信号来计算频率分量的多个相关值、对作为多个计算的相关值的集合的相关矩阵执行频率平均处理以通过使用通过频率平均处理获得的多个值来获取第一功率强度信号、并且通过使用多个计算的相关值来执行减小相关矩阵的对角方向上的元素的差异的处理以通过使用经过该处理的多个值和通过频率平均处理获得的多个值来获取第二功率强度信号；并且，

校正器被配置为通过使用第一功率强度信号和第二功率强度信号来输出经过了校正处理的功率强度信号。

本发明还提供一种用于被检体信息获取装置的控制方法，该被检体信息获取装置包括：向被检体发送声波并且接收在被检体内反射的声波并将其转换成多个接收信号的多个转换元件；通过使用多个接收信号、通过使用施加自适应信号处理的频域干涉测量法的处理、获取表示被检体内的多个位置的功率强度的分布的功率强度信号的处理器；和对功率强度信号执行校正处理的校正器，控制方法包括以下的步骤：

通过处理器，通过使用多个接收信号来计算频率分量的多个相关值；

通过处理器，对作为多个计算的相关值的集合的相关矩阵执行频率平均处理以通过使用通过频率平均处理获得的多个值来获取第一功率强度信号；

通过处理器，通过使用多个计算的相关值来执行减小相关矩阵的对角方向上的元素的差异的处理以通过使用经过了该处理的多个值来获取第二功率强度信号；和

通过校正器，通过使用第一功率强度信号和第二功率强度信号来输出经过了校正处理的功率强度信号。

本发明还提供一种用于被检体信息获取装置的控制方法，该被检体信息获取装置包括：向被检体发送声波并且接收在被检体内反射的声波并将其转换成多个接收信号的多个转换元件；通过使用多个接收信号、通过使用施加自适应信号处理的频域干涉测量法的处理、获取表示被检体内的多个位置的功率强度的分布的功率强度信号的处理器；和对功率强度信号执行校正处理的校正器，控制方法包括以下的步骤：

通过处理器，通过使用多个接收信号来计算频率分量的多个相关值；

通过处理器，对作为多个计算的相关值的集合的相关矩阵执行频率平均处理以通过使用通过频率平均处理获得的多个值来获取第一功率强度信号；

通过处理器，执行减小通过频率平均处理获得的多个值中的至少对角方向上的元素的差异的处理以通过使用经过了该处理的多个值来获取第二功率强度信号；

通过校正器，通过使用第一功率强度信号和第二功率强度信号来输出经过了校正处理的功率强度信号。

本发明还提供一种用于被检体信息获取装置的控制方法，该被检体信息获取装置包括：向被检体发送声波并且接收在被检体内反射的声波并将其转换成多个接收信号的多个转换元件；通过使用多个接收信号、通过使用施加自适应信号处理的频域干涉测量法的处理、获取表示被检体内的多个位置的功率强度的分布的功率强度信号的处理器；和对功率强度信号执行校正处理的校正器，控制方法包括以下步骤：

通过处理器，通过使用多个接收信号来计算频率分量的多个相关值；

通过处理器，对作为多个计算的相关值的集合的相关矩阵执行频率平均处理以通过使用通过频率平均处理获得的多个值来获取第一功率强度信号；

通过处理器，通过使用多个计算的相关值来执行减小相关矩阵的对角方向上的元素的差异的处理以通过使用经过该处理的多个值和通过频率平均处理获得的多个值来获取第二功率强度信号；

通过校正器，通过使用第一功率强度信号和第二功率强度信号来输出经过了校正处理的功率强度信号。

通过本发明，可以提供可呈现具有稳定和减小的相关干涉波影响的图像的被检体信息获取装置。

参照附图阅读示例性实施例的以下说明，本发明的其它特征将变得清晰。

附图说明

图1是表示根据本发明的被检体信息获取装置的系统概要的示图；

图2是示出根据实施例1的FDI自适应处理块内的处理的示图；

图3是示出功率信号校正块内的处理的示图；

图4是示出本发明的效果的示图；

图5A和图5B是示出计算对角平均矩阵RT的处理的示图；

图6是示出根据实施例2的FDI自适应处理块内的处理的示图；

图7是示出根据实施例3的FDI自适应处理块内的处理的示图；

图8是示出计算频率平均矩阵R′的处理的示图。

具体实施方式

以下将参照附图描述本发明的优选实施例。注意，以下描述的部件的尺寸、材料和形状及其相对布置等应根据应用本发明的装置的配置或各种条件适当地改变，并且不欲将本发明的范围限于以下的描述。

在本发明中，超声波指的是称为声波或音波的弹性波。本发明的被检体信息获取装置是利用超声波回声技术的装置，在该超声波回声技术中，向被检体发送超声波（声波），接收在被检体内反射的反射波（声波回声），并且获取被检体信息作为图像数据。获取的被检体信息是反映被检体内的组织的声学阻抗的差异的形貌信息。本发明中的扫描线表示沿从探测器发送的超声波的进行方向形成的虚拟线。

被检体一般是医疗超声波诊断中的活体，但这不是限制。

<实施例1>

图1是表示根据本发明的被检体信息获取装置的系统概要的示图。将通过使用该示图描述装置的配置和行为的概要。

装置包括包含多个超声波转换元件002的探测器001、发送器电路系统003、系统控制单元004和接收器电路系统005。探测器001与被检体000声学接触。装置还包括延迟加算块006、FDI自适应处理块007、功率信号校正块008、图像处理块009和图像显示系统010。

在超声波发送时，发送器电路系统003根据来自系统控制单元004的控制信号产生具有依赖于关注位置或关注方向的延迟时间或振幅的电压波形。电压波形通过多个超声波转换元件002被转换成超声波，并从探测器001被发送到被检体中。超声波在被检体000内被反射。超声波转换元件对应于本发明的转换元件。

在超声波接收时，通过多个超声波转换元件002，反射波被转换成多个电压信号，并且作为接收信号被输入到接收器电路系统005。多个电压信号通过接收器电路系统005被放大并被转换成多个数字信号（数字化的接收信号）。从接收器电路系统005输出的数字信号被输入到延迟加算块006。在本发明中，不仅由超声波转换元件002输出的模拟接收信号，而且执行了诸如放大或数字转换的处理的信号，也被称为接收信号。

延迟加算块006执行延迟加算处理，即，根据超声波发送的方向或位置对多个数字信号进行延迟处理而供加算的处理。通过延迟加算处理获得的多个扫描线信号被输入到FDI自适应处理块007。在一个扫描线上，布置多个扫描线信号。在通过一般的超声波装置显示的B模式图像中，对于多个扫描线布置扫描线信号的包络线。

关于输入扫描线信号，FDI自适应处理块007通过使用应用自适应信号处理的频域干涉测量法（FDI）执行处理。FDI自适应处理块与本发明的处理器对应。

将通过使用图2描述FDI自适应处理块007内的处理。图2示出处理中的动作的流程连同在处理中使用或计算的信号或矩阵。

频域干涉测量法（FDI）是对各频率分解接收信号、根据关注位置改变分解信号的相位并且估计关注位置的接收功率的方法。可事先根据从一定的基准位置到关注位置的距离与对应于频率的波数的积确定相位的变化量。

根据接收信号，自适应信号处理自适应地改变其处理参数。作为自适应信号处理的一种形式的Capon方法是关于多个输入信号在固定与关注位置有关的灵敏度的状态下使功率最小化的处理方法。即，通过FDI与自适应信号处理的组合，通过关于分解成各频率分量的接收信号不使用事先确定的相位变化量或权重而使用通过自适应信号处理根据信号计算的相位变化量或权重，估计关注位置的接收功率。

FDI自适应处理块007接收从延迟加算块006输出的合成扫描线信号作为输入信号（与图2中的附图标记200对应）。（以下，将以类似的方式在括号中表示附图标记）。然后，从输入信号提取与一次处理的时间对应即与处理范围对应的信号（201）。通过傅立叶变换，提取的信号被分成各频率的分量（X_s1,X_s2,X_s3,...,X_sN）（202）。

同时，FDI自适应处理块007从系统控制单元接收基准信号（203）。通过傅立叶变换，基准信号被分成各频率的分量（X_r1,X_r2,X_r3,...,X_rN）（204）。在保持基准波作为频率信息的情况下，不需要傅立叶转换块204。

然后，FDI自适应处理块007执行下式（1）表示的白化处理（205）。例如，通过除以输入信号和基准信号的各频率分量，执行白化处理。

[数学式1]

$X_{\mathrm{wk}}=\frac{X_{\mathrm{sk}}{X_{\mathrm{rk}}}^{*}}{{\left|X_{\mathrm{rk}}\right|}^2+\mathrm{\&eta;}}...\left(1\right)$

这里，X_wk（k=1,2,...,N）表示白化处理之后的各频率的分量，η是用于稳定化的微小量，*表示复共轭。

式（2）表示由经过白化处理的各频率分量形成的矢量X。通过使用它，FDI自适应处理块007如式（3）所示的那样计算相关矩阵R（206）。相关矩阵R是通过使用频率分量计算的多个相关值的集合。例如，通过频率分量的乘法获得相关值。

[数学式2]

X＝[X_w1，X_w2，...，X_wN]^T…(2)

R＝XX^T*…(3)

注意，T表示转置。相关矩阵R是具有N×N的尺寸的矩阵。

然后，FDI自适应处理块007实施从相关矩阵R提取预先确定的尺寸的多个子矩阵R_m并将子所述矩阵平均化的频率平均化技术（207）。

[数学式3]

$R^{\text{'}}=\frac{1}{M}\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}{R}_m...\left(4\right)$

R_mij＝X_W(i+m-1)X_W(j+m-1) ^*…(5)

在式（4）中，R′表示频率平均矩阵。并且，R_m是相关矩阵R的子矩阵，并且具有作为元素的R_mij。在式（5）示出元素R_mij。在式（4）所示的频率平均化技术中，可实施各子矩阵中的带权重的加权平均。

通过该频率平均化处理，计算包含计算的多个平均值的频率平均矩阵R′（208）。

将通过使用式8描述所述处理。在所述处理中，从N×N（这里为5×5）相关矩阵R提取沿对角方向布置的子矩阵R1、R2和R3，并计算子矩阵的平均。只要元素的数量比相关矩阵中的元素的数量少，子矩阵的尺寸就可以是任意的。

相关矩阵R、子矩阵Rm和频率平均矩阵R′均是Hermitian矩阵。因此，能够仅通过执行包含于包含对角元素的上三角矩阵或下三角矩阵中的元素的计算实施本发明。即，不管矩阵的形状如何都能够实施与上述的处理相当的处理。

返回图2，将继续描述。通过使用相关矩阵R的元素，FDI自适应处理块007实施沿对角方向将元素平均化的平均处理（211）。

[数学式4]

$R_{\mathrm{Ti},j}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{1}{N+i-j}\underset{m=1}{\overset{N+i-j}{\mathrm{\&Sigma;}}}{R}_{m,(m-i+j)}& (i\&le;j)\\ R_{\mathrm{Tj},i}^{*}& (i>j)\end{array}\right.-...\left(6\right)$

在式（6）中，RT_i,j是通过对角频率平均处理获得的对角平均矩阵R_T的（i,j）元素。以这种方式，计算对角平均矩阵R_T（212）。在式（6）所示的平均处理中，可以实施相关矩阵的各元素的带权重的加权平均。

图5A和图5B是用于示出平均处理的概念的示图。图5A表示相关矩阵R，图5B是对角平均矩阵R_T。

通过元素的数量是N×N的相关矩阵R的对角元素501的简单平均计算对角平均矩阵R_T的对角元素502（这里，i=j），并且，在对角元素502中代入相同的值。

通过相关矩阵R的对角方向上的元素组504的简单平均，计算对角平均矩阵R_T的上三角矩阵的对角方向上的元素组503（这里，i+1=j），并且，在对角方向上的元素组502中代入相同的值。

注意，i≤j≤N。对角平均矩阵R_T的尺寸可以是N×N或更小的任意尺寸。例如，对角平均矩阵R_T的尺寸可等于频率平均矩阵R′的尺寸。

在以上述的方式计算的频率平均矩阵R′中，由于存在相关干涉波等，因此，存在对角方向上的元素的差异。沿对角方向具有恒定值的对角平均矩阵R_T在对角方向上没有差异。

将重新返回图2继续描述。约束矢量C是根据处理范围内的位置r（对应于深度，即，从超声波发送和接收的表面算起的距离）改变的矢量。约束矢量C由下式（7）限定（209）。

[数学式5]

c＝[exp(jk₁r),exp(jk₂r),...，exp(jk_(N-M+1)r)]…(7)

FDI自适应处理块007使用约束矢量C、频率平均矩阵R′和对角平均矩阵R_T以计算处理范围内的第一功率强度信号P（r）和第二功率强度信号P_T（r）（210和213）。在下式（8）和式（9）中示出计算方法。

[数学式6]

$P\left(r\right)=\frac{1}{C^{T*}{(R^{\text{'}}+{\mathrm{\&eta;}}^{\text{'}}E)}^{-1}C}...\left(8\right)$

$P_T\left(r\right)=\frac{1}{C^{T*}{(R_T+{\mathrm{\&eta;}}^{\text{'}}E)}^{-1}C}...\left(9\right)$

注意，为了使逆矩阵计算稳定，添加η′E，η′是根据R′或R_T等的值改变的常数或值，E是单位矩阵。注意，式（8）中的η′和式（9）中的η′不需要是相同的值并且可以是不同的值。

如果未处理信号不在输入信号中，那么处理终止。如果存在未处理的信号，那么处理继续，从而返回信号提取（201）。

以这种方式，FDI自适应处理块007以从延迟加算块006输出的扫描线信号作为输入信号执行FDI和自适应信号处理（这里为Capon方法），并且输出第一和第二功率强度信号。

将描述从频率平均矩阵R′计算的第一功率强度信号和从对角平均矩阵R_T计算的第二功率强度信号。虽然将在后面描述细节，但图4分别用点线（附图标记401）和点划线（附图标记402）表示第一功率强度信号和第二功率强度信号。图4代表对模型测量的功率强度信号的分布。

第一功率强度信号是作为对输入的扫描线信号执行FDI和自适应信号处理的结果获得的。在功率强度信号中，与常规的获取包络线的成像技术相比，深度方向的分辨率得到提高。

从图4的示图中的点线可以看出，第一功率强度信号在空间分辨率上高，但会受相关干涉波影响。

通过使用对角平均矩阵R_T计算第二功率强度信号。对角平均矩阵R_T是对角方向上的元素匹配的Toeplitz矩阵。相关矩阵处于Toeplitz矩阵的状态中表明相关干涉波不处于执行处理的距离范围内的状态。即，可以说，平均处理是将执行平均处理的距离范围内的相关干涉波转换成非相关干涉波的处理。由于在通过使用执行了这种平均处理的对角平均矩阵R_T计算的第二功率强度信号中几乎不存在相关干涉波的影响，因此能够以更高的精度执行存在反射体的位置的功率强度估计。

由于存在非相关干涉波，因此，与使用了通常的FDI和自适应信号处理的第一功率强度信号相比，空间分辨率降低。从图4的示图所示的点划线也可理解这种特性。

将返回图1，继续装置的概要的描述。

第一功率强度信号和第二功率强度信号被输入到功率信号校正块008。功率信号校正块008通过使用第一功率强度信号和第二功率强度信号执行校正处理。具体而言，通过第二功率强度信号校正从第一功率强度信号获得的反射体的位置（功率强度大于预先确定的功率强度的峰值位置）的功率强度信号。功率信号校正块与本发明的校正器对应。

通过使用图3表示校正方法的一个例子。图3表示校正处理中的操作的流程连同在处理中使用的信号。

功率信号校正块008提取第二功率强度信号（与图3中的附图标记300对应）比平均值高的区域Ω（301）。

然后，在区域Ω中检测第一功率强度信号（302）具有峰值的位置（303）。

以检测的第l个峰值位置为r_pl/2，计算要通过下式（10）计算的校正功率强度信号。

[数学式7]

$I_{\mathrm{cmp}}=\underset{l}{\max [}\frac{I_c\left(r\right)I_T\left(r_{\mathrm{pl}}\right)}{I_c\left(r_{\mathrm{pl}}\right)}\exp \{-\log 2{\left(\frac{r_{\mathrm{pl}-r}}{r_0}\right)}^2\}]...\left(10\right)$

这里，I_c（r）和I_T（r）分别是第一功率强度信号和第二功率强度信号，r₀是正数。并且，在I_cmp（r）<I_c（r）的情况下使用I_c（r）。

从功率信号校正块008输出的校正功率强度信号被输入到图像处理块009。根据来自系统控制单元004的命令，图像处理块009执行诸如边缘增强或对比度调整的各种图像处理，并且产生和输出图像显示数据。图像显示系统010显示输入的图像显示数据。

以上给出了根据本发明的被检体信息获取装置的概要。

下面，将通过使用4描述本发明的效果。

图4是对每0.3mm存在反射层的模型应用本发明的处理结果。横轴代表被检体上的位置（mm），纵轴代表各位置的信号强度（dB）。图4表示测量功率强度信号的分布。在图中，点线表示对接收信号即第一功率强度信号使用FDI和自适应信号处理的处理结果（附图标记401）。点划线表示通过使用对角平均矩阵R_T计算的第二功率强度信号（附图标记402）。

首先，将关注由点线表示的第一功率强度信号。可以看出，第一功率强度信号的空间分辨率高。虽然反射层被调整，使得反射强度为0dB，但是在处理结果中存在反射强度为约-6dB的部分，并且，可以看出，由于相关干涉波等的影响，功率估计精度降低。

然后，将关注由点划线表示的第二功率强度信号。由于第二功率强度信号是从相关干涉波转换的非相关干涉波，因此，与第一功率强度信号相比，获得的通过自适应信号处理提高空间分辨率的效果较小。但是，由于相关干涉波的影响明显减少，因此，反射强度的功率强度值更接近作为设定值的0dB。即，虽然空间分辨率降低，但存在反射层的位置的反射功率强度的估计精度得到提高。

图4中的实线是通过使用第一功率强度信号和第二功率强度信号计算的校正功率强度（附图标记403）。从校正的功率强度可以看出，空间分辨率高，并且，反射强度的功率强度值更接近真实值（0dB）。

通过以这种方式应用本发明，可以减少相关干涉波等的影响以获得提高估计功率值的精度的图像。

对角平均矩阵R_T被描述为Toeplitz矩阵。但是，只要对角平均矩阵R_T的对角方向上的元素组（例如，诸如502或503）的差异比通常的频率平均矩阵R′小，就获得本发明的效果。

通过第一功率强度信号和第二功率强度信号的校正不限于这里示出的方法。利用第一功率强度信号的高空间分辨率和第二功率强度信号的高功率估计精度的校正手段是足够的。通过执行这种校正，获得本发明的效果。

<实施例2>

将着眼于与上述的实施例不同的部分，描述本发明的实施例2。

在本实施例中，FDI自适应处理块007内的处理不同。图6是表示本实施例中的FDI自适应处理块007内的处理的流程的示图。从处理开始到相关矩阵R的计算（206）与上述的实施例类似，并因此省略描述。

FDI自适应处理块007执行通过频率平均技术的处理（607）。因此，计算频率平均矩阵R′（608）。通过式（11）获得频率平均矩阵R′。在式（12）中示出此时使用的子矩阵R_m的元素R_mij。在式（11）所示的频率平均技术中，可实施各子矩阵中的带权重的加权平均。

[数学式8]

$R^{\text{'}}=\frac{1}{M}\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}{R}_m...\left(11\right)$

R_mij＝X_W(i+m-1)X_W(j+m-1) ^*…(12)

然后，在本实施例中，在执行平均处理时使用频率平均矩阵R′（611）。因此，计算对角平均矩阵R_T（612）。

这里，K是包含于频率平均矩阵R′的一个列中的元素的数量。

[数学式9]

$R_{\mathrm{Ti},j}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{1}{K+i-j}\underset{m=1}{\overset{K+i-j}{\mathrm{\&Sigma;}}}{R^{\text{'}}}_{m,(m-i+j)}& (i\&le;j)\\ R_{\mathrm{Tj},i}^{*}& (i>j)\end{array}\right.-...\left(13\right)$

然后，FDI自适应处理块007通过使用频率平均矩阵R′、对角平均矩阵R_T和约束矢量C（609）计算第一功率强度信号和第二功率强度信号（610和613）。在式（13）所示的平均处理中，可以实施频率平均矩阵的各元素中的带权重的加权平均。

其后的处理与上述的实施例类似，并因此被省略。

通过本实施例，与直接根据相关矩阵R_T执行平均处理时相比，可通过更小的处理规模计算对角平均矩阵R_T。因此，有望减小电路规模、降低成本并减少时间。这里获得的对角平均矩阵R_T是Toeplitz矩阵，并且，可通过与上述实施例类似的方式获得减小相关干涉波的影响的图像。

<实施例3>

将着眼于与上述的各实施例不同的部分，描述本发明的实施例3。

在本实施例中，FDI自适应处理块007内的处理不同。图7是示出本实施例中的FDI自适应处理块007内的处理的流程的示图。从处理开始到相关矩阵R的计算（206）与上述的实施例类似，并因此省略描述。

FDI自适应处理块007执行通过频率平均技术的处理（707）。因此，计算频率平均矩阵R′（708）。通过式（14）获得频率平均矩阵R′。在式（15）中示出此时使用的子矩阵R_m的元素R_mij。在式（14）所示的频率平均技术中，可实施各子矩阵中的带权重的加权平均。

[数学式10]

$R^{\text{'}}=\frac{1}{M}\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}{R}_m...\left(14\right)$

R_mij＝X_W(i+m-1)X_W(j+m-1) ^*…(15)

FDI自适应处理块007使用相关矩阵R的元素以实施沿对角方向将其平均化的平均处理（711）。在式（16）中示出这一点。

[数学式11]

$R_{\mathrm{Ti},j}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{1}{N+i-j}\underset{m=1}{\overset{N+i-j}{\mathrm{\&Sigma;}}}{R}_{m,(m-i+j)}& (i\&le;j)\\ R_{\mathrm{Tj},i}^{*}& (i>j)\end{array}\right.-...\left(16\right)$

因此，计算对角平均矩阵R_T（712）。在式（16）所示的平均处理中，可实施相关矩阵的元素的带权重的加权平均。

然后，如式（17）所示，FDI自适应处理块007通过合成频率平均矩阵R′和对角平均矩阵R_T计算修改的对角平均矩阵R′_T（713）。

[数学式12]

R′_T＝(1-α)R′+αR_T…(17)

合成比α是用于计算的系数（权重）并采取大于或等于0且小于或等于1的值。

然后，FDI自适应处理块007通过使用频率平均矩阵R′、修改的对角平均矩阵R′_T和约束矢量C（709）计算第一功率强度信号710和第二功率强度信号714（710和714）。如式（18）和式（19）所示的那样执行计算处理。注意，式（18）中的η′和式（19）中的η′不需要是相同的值并且可以是不同的值。

[数学式13]

$P\left(r\right)=\frac{1}{C^{T*}{(R^{\text{'}}+{\mathrm{\&eta;}}^{\text{'}}E)}^{-1}C}...\left(18\right)$

$P_T\left(r\right)=\frac{1}{C^{T*}{({R^{\text{'}}}_T+{\mathrm{\&eta;}}^{\text{'}}E)}^{-1}C}...\left(19\right)$

其后的处理与上述的各实施例类似，并因此被省略。

将描述修改的对角平均矩阵R′_T。在作为Toeplitz矩阵的对角平均矩阵R_T中，对角方向上的元素组的差异是0。另一方面，在频率平均矩阵R′中，在处理范围内存在相干散射波的情况下，存在对角方向上的元素组的差异。在加权和加算这些矩阵的修改的对角平均矩阵R′_T内，对角方向上的元素组的差异至少比在频率平均矩阵R′中小。

因此，在通过使用修改的对角平均矩阵R′_T计算的第二功率强度信号中，与第一功率强度信号相比，相关干涉波的影响减小。即，与第一功率强度信号相比，可通过更高的精度执行功率强度估计。

因此，在本实施例中也可获得本发明的效果。

在本实施例中，通过对相关矩阵R使用平均处理计算的对角平均矩阵R_T已与频率平均矩阵R′合成。但是，以与实施例2类似的方式，当对角平均矩阵R_T从频率平均矩阵R′被算出并与频率平均矩阵R′合成时，也获得本发明的效果。

在具有上述的配置的被检体信息获取装置中，可通过信息处理设备配置系统控制单元004、延迟加算块006、FDI自适应处理块007、功率信号校正块008和图像处理块009等。本发明也可被理解为使信息处理设备执行本发明中的各处理的控制方法。本发明也可被理解为导致执行这种控制方法的程序。

其它实施例

也可通过读出并执行记录于存储介质（例如，非暂时计算机可读存储介质）上的计算机可执行指令以执行上述的本发明的实施例中的一个或更多个的功能的系统或装置的计算机、以及通过由系统或装置的计算机通过例如从存储介质读出并执行计算机可执行指令以执行上述的实施例中的一个或更多个的功能而执行的方法，实现本发明的实施例。计算机可包括中央处理单元（CPU）、微处理单元（MPU）或其它电路中的一个或更多个，并且可包括分离的计算机或分离的计算机处理器的网络。可例如从网络或存储介质向计算机提供计算机可执行指令。存储介质可包括例如硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、分布计算系统的存储、光盘（诸如紧致盘（CD）、数字万用盘（DVD）或蓝光盘（BD）^TM））、快擦写存储器和存储卡等中的一个或更多个。

虽然已参照示例性实施例说明了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有的修改以及等同的结构和功能。

Claims (11)

1.一种被检体信息获取装置，包括：

多个转换元件，借助于所述多个转换元件，向被检体发送声波，并且在被检体内反射的声波被接收和被转换成多个接收信号；

处理器，所述处理器通过使用所述多个接收信号、借助于使用施加自适应信号处理的频域干涉测量法的处理、获取示出被检体内的多个位置的功率强度的分布的功率强度信号；和

校正器，所述校正器对功率强度信号执行校正处理，

所述处理器被配置为：通过使用所述多个接收信号来计算频率分量的多个相关值，对作为多个计算的相关值的集合的相关矩阵执行频率平均处理以通过使用由频率平均处理获得的多个值来获取第一功率强度信号，并且通过使用多个计算的相关值来执行减小相关矩阵的对角方向上的元素的差异的处理以通过使用经过了该处理的多个值来获取第二功率强度信号，并且，

所述校正器被配置为：通过使用第一功率强度信号和第二功率强度信号来输出经过了校正处理的功率强度信号。

2.一种被检体信息获取装置，包括：

多个转换元件，借助于所述多个转换元件，向被检体发送声波，并且在被检体内反射的声波被接收和被转换成多个接收信号；

处理器，所述处理器通过使用所述多个接收信号、借助于使用施加自适应信号处理的频域干涉测量法的处理、获取示出被检体内的多个位置的功率强度的分布的功率强度信号；和

校正器，所述校正器对功率强度信号执行校正处理，

所述处理器被配置为：通过使用所述多个接收信号来计算频率分量的多个相关值，对作为多个计算的相关值的集合的相关矩阵执行频率平均处理以通过使用由频率平均处理获得的多个值来获取第一功率强度信号，并且执行减小通过频率平均处理获得的多个值之中的至少对角方向上的元素的差异的处理以通过使用经过了该处理的多个值来获取第二功率强度信号，并且，

所述校正器被配置为：通过使用第一功率强度信号和第二功率强度信号来输出经过了校正处理的功率强度信号。

3.一种被检体信息获取装置，包括：

多个转换元件，借助于所述多个转换元件，向被检体发送声波，并且在被检体内反射的声波被接收和被转换成多个接收信号；

处理器，所述处理器通过使用所述多个接收信号、借助于使用施加自适应信号处理的频域干涉测量法的处理、获取示出被检体内的多个位置的功率强度的分布的功率强度信号；和

校正器，所述校正器对功率强度信号执行校正处理，

所述处理器被配置为：通过使用所述多个接收信号来计算频率分量的多个相关值，对作为多个计算的相关值的集合的相关矩阵执行频率平均处理以通过使用由频率平均处理获得的多个值来获取第一功率强度信号，并且通过使用多个计算的相关值来执行减小相关矩阵的对角方向上的元素的差异的处理以通过使用经过该处理的多个值和通过频率平均处理获得的多个值来获取第二功率强度信号，并且，

所述校正器被配置为：通过使用第一功率强度信号和第二功率强度信号来输出经过了校正处理的功率强度信号。

4.根据权利要求1～3中的任一项的被检体信息获取装置，其中，所述处理器采取第一功率强度信号中的功率强度大于预先确定的值的位置作为被检体内的反射体的位置，并且，所述校正器用第二功率强度信号校正反射体的位置的功率强度信号。

5.根据权利要求1～3中的任一项的被检体信息获取装置，其中，所述处理器施加Capon方法作为自适应信号处理。

6.根据权利要求1～3中的任一项的被检体信息获取装置，其中，当获取第二功率强度信号时，所述处理器执行元素的平均处理作为减小元素的差异的处理。

7.根据权利要求1～3中的任一项的被检体信息获取装置，还包括图像处理器，所述图像处理器通过使用经所述校正器校正的功率强度信号创建图像显示数据。

8.一种用于被检体信息获取装置的控制方法，所述被检体信息获取装置包括：多个转换元件，借助于所述多个转换元件，向被检体发送声波，并且在被检体内反射的声波被接收和被转换成多个接收信号；处理器，所述处理器通过使用所述多个接收信号、借助于使用施加自适应信号处理的频域干涉测量法的处理、获取示出被检体内的多个位置的功率强度的分布的功率强度信号；以及，校正器，所述校正器对功率强度信号执行校正处理，所述控制方法包括以下的步骤：

借助于所述处理器，通过使用所述多个接收信号来计算频率分量的多个相关值；

借助于所述处理器，对作为多个计算的相关值的集合的相关矩阵执行频率平均处理以通过使用由频率平均处理获得的多个值来获取第一功率强度信号；

借助于所述处理器，通过使用多个计算的相关值来执行减小相关矩阵的对角方向上的元素的差异的处理以通过使用经过了该处理的多个值来获取第二功率强度信号；和

借助于所述校正器，通过使用第一功率强度信号和第二功率强度信号来输出经过了校正处理的功率强度信号。

9.一种用于被检体信息获取装置的控制方法，该被检体信息获取装置包括：多个转换元件，借助于所述多个转换元件，向被检体发送声波，并且在被检体内反射的声波被接收和被转换成多个接收信号；处理器，所述处理器通过使用所述多个接收信号、借助于使用施加自适应信号处理的频域干涉测量法的处理、获取示出被检体内的多个位置的功率强度的分布的功率强度信号；以及，校正器，所述校正器对功率强度信号执行校正处理，所述控制方法包括以下的步骤：

借助于所述处理器，通过使用所述多个接收信号来计算频率分量的多个相关值；

借助于所述处理器，对作为多个计算的相关值的集合的相关矩阵执行频率平均处理以通过使用由频率平均处理获得的多个值来获取第一功率强度信号；

借助于所述处理器，执行减小通过频率平均处理获得的多个值之中的至少对角方向上的元素的差异的处理以通过使用经过了该处理的多个值来获取第二功率强度信号；以及

借助于所述校正器，通过使用第一功率强度信号和第二功率强度信号来输出经过了校正处理的功率强度信号。

10.一种用于被检体信息获取装置的控制方法，该被检体信息获取装置包括：多个转换元件，借助于所述多个转换元件，向被检体发送声波，并且在被检体内反射的声波被接收和被转换成多个接收信号；处理器，所述处理器通过使用所述多个接收信号、借助于使用施加自适应信号处理的频域干涉测量法的处理、获取示出被检体内的多个位置的功率强度的分布的功率强度信号；以及，校正器，所述校正器对功率强度信号执行校正处理，所述控制方法包括以下步骤：

借助于所述处理器，通过使用所述多个接收信号来计算频率分量的多个相关值；

借助于所述处理器，对作为多个计算的相关值的集合的相关矩阵执行频率平均处理以通过使用由频率平均处理获得的多个值来获取第一功率强度信号；

借助于所述处理器，通过使用多个计算的相关值来执行减小相关矩阵的对角方向上的元素的差异的处理以通过使用经过该处理的多个值和通过频率平均处理获得的多个值来获取第二功率强度信号；

借助于所述校正器，通过使用第一功率强度信号和第二功率强度信号来输出经过了校正处理的功率强度信号。

11.一种使得被检体信息获取装置的信息处理设备执行在权利要求8～10中的任一项中所述的控制方法中的各步骤的程序。