CN113892973A

CN113892973A - 超声成像设备及其超声回波数据降采样因子的确定方法

Info

Publication number: CN113892973A
Application number: CN202111513966.1A
Authority: CN
Inventors: 刘天天; 张立国; 王胜昔
Original assignee: Shenzhen Mindray Animal Medical Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Mindray Animal Medical Technology Co Ltd
Priority date: 2021-12-13
Filing date: 2021-12-13
Publication date: 2022-01-07
Anticipated expiration: 2041-12-13
Also published as: CN113892973B

Abstract

本发明提供的超声成像设备及其超声回波数据降采样因子的确定方法，根据第一降采样因子的预设取值范围和第二降采样因子的预设取值范围得到多种第一降采样因子和第二降采样因子的组合，组合用于对超声回波数据进行降采样；根据扫描深度和预设的期望点数，在多种组合中选出目标组合，使超声回波数据采用目标组合进行降采样后的数据点数与采用其他组合进行降采样后的数据点数相比更接近期望点数。由此，不论扫描深度如何变化，两次降采样之后的数据的点数均接近期望点数，从而使得后续经过扫描转换（DSC）得到的超声图像的图像效果更为稳定。

Description

超声成像设备及其超声回波数据降采样因子的确定方法

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及超声成像设备及其超声回波数据降采样因子的确定方法。

背景技术

超声成像设备的图像处理过程中，有个步骤是DSC(扫描转换，将扫描数据转换为可视化的、便于人眼查看的数据格式)，当输入到此步骤的数据点个数过大，会导致软件算法处理耗时较大，对最终图像性能（帧率）产生影响；当输入的数据点数较小时，呈现到用户眼前的图像质量就会有所降低。

超声成像设备工作过程中，每次采集到的点数非常多，但受到芯片带宽、流程等限制，需要通过两次降采样（如图1所示），才能达到软件能够处理的数据点数范围。两次降采样（第一级降采样率、第二级降采样率）对输入到DSC步骤的点数起了决定性作用。

现有技术中，使用的一二级降采样率基本都是固定值。超声回波数据经过两级降采样和DSC处理后在显示器上显示出来，然而显示器显示的超声图像效果有时会不稳定。

发明内容

本发明主要提供超声成像设备及其超声回波数据降采样因子的确定方法，旨在提高超声图像效果的稳定性。

一实施例提供一种超声成像设备，包括：

超声探头；

发射电路，用于控制超声探头向目标组织发射超声波；

接收电路，用于控制所述超声探头接收所述超声波的回波，得到超声回波信号；

还包括：

降采样因子确定模块，用于获取超声参数，所述超声参数包括超声探头的扫描深度；根据第一降采样因子的预设取值范围和第二降采样因子的预设取值范围得到多种第一降采样因子和第二降采样因子的组合，所述组合用于对超声回波数据进行降采样；根据所述扫描深度和预设的期望点数，在所述多种第一降采样因子和第二降采样因子的组合中选出目标组合，使超声回波数据采用所述目标组合进行降采样后的数据点数与采用其他组合进行降采样后的数据点数相比更接近所述期望点数；

所述接收电路还用于对所述目标组织的超声回波信号进行模数转换得到超声回波数据；

一级降采样模块，用于采用所述目标组合中的第一降采样因子对所述超声回波数据进行一级降采样；

二级降采样模块，用于采用所述目标组合中的第二降采样因子对一级降采样后的超声回波数据进行二级降采样。

一实施例提供的所述超声成像设备中，所述超声参数还包括模数转换的AD采样率；所述降采样因子确定模块根据所述扫描深度和预设的期望点数，在所述多种第一降采样因子和第二降采样因子的组合中选出目标组合，使超声回波数据采用所述目标组合进行降采样后的数据点数与采用其他组合进行降采样后的数据点数相比更接近所述期望点数，包括：

根据声速、所述AD采样率和所述扫描深度计算得到一个扫描周期中模数转换得到超声回波数据的采集点数；

将所述采集点数除以预设的期望点数得到采样转换比；

在所述多种第一降采样因子和第二降采样因子的组合中选出目标组合，使所述目标组合中第一降采样因子和第二降采样因子的乘积与其他组合中第一降采样因子和第二降采样因子的乘积相比更接近所述采样转换比。

一实施例提供的所述超声成像设备中，所述降采样因子确定模块根据第一降采样因子的预设取值范围和第二降采样因子的预设取值范围得到多种第一降采样因子和第二降采样因子的组合，包括：

根据所述第一降采样因子的预设取值范围和第二降采样因子的预设取值范围，选出所述第一降采样因子和第二降采样因子乘积大于或等于所述采样转换比的所有组合。

一实施例提供的所述超声成像设备中，所述第一降采样因子的预设取值范围中，各个数值均为整数。

一实施例提供的所述超声成像设备中，所述第二降采样因子的预设取值范围中，各个数值均为大于1的分数。

一实施例提供的所述超声成像设备中，所述二级降采样模块采用所述目标组合中的第二降采样因子对一级降采样后的超声回波数据进行二级降采样，包括：

将所述目标组合中的第二降采样因子的分母作为升采样因子对一级降采样后的超声回波数据进行升采样；

将所述目标组合中的第二降采样因子的分子作为降采样因子对升采样后的超声回波数据进行降采样。

一实施例提供的所述超声成像设备中，还包括：

扫描转换模块，用于对二级降采样后的超声回波数据进行扫描转换得到超声图像；

显示器，用于显示所述超声图像。

一实施例提供的所述超声成像设备中，所述期望点数根据处理器的处理能力和数据对齐确定。

一实施例提供一种超声成像设备，包括：

超声探头；

发射电路，用于控制超声探头向目标组织发射超声波；

还包括：

降采样因子确定模块，用于获取超声参数，所述超声参数包括超声探头当前的扫描深度；不同的扫描深度预先关联有不同的组合，所述组合包括第一降采样因子和第二降采样因子；扫描深度关联的组合用于对基于所述扫描深度得到的超声回波数据进行降采样，使降采样后的超声回波数据的数据点数接近预设的期望点数；

所述降采样因子确定模块还用于根据所述当前的扫描深度获取所述当前的扫描深度预先关联的目标组合；

一实施例提供的所述超声成像设备中，不同扫描深度关联的组合对应的期望点数相同。

一实施例提供一种超声回波数据降采样因子的确定方法，包括：

获取超声参数，所述超声参数包括超声探头的扫描深度；

根据第一降采样因子的预设取值范围和第二降采样因子的预设取值范围得到多种第一降采样因子和第二降采样因子的组合，所述组合用于对超声回波数据进行降采样；根据所述扫描深度和预设的期望点数，在所述多种第一降采样因子和第二降采样因子的组合中选出目标组合，使超声回波数据采用所述目标组合进行降采样后的数据点数与采用其他组合进行降采样后的数据点数相比更接近所述期望点数。

获取超声参数，所述超声参数包括超声探头当前的扫描深度；不同的扫描深度预先关联有不同的组合，所述组合包括第一降采样因子和第二降采样因子；扫描深度关联的组合用于对基于所述扫描深度得到的超声回波数据进行降采样，使降采样后的超声回波数据的数据点数接近预设的期望点数；

根据所述当前的扫描深度获取所述当前的扫描深度预先关联的目标组合。

一实施例提供的所述方法中，还包括：

基于所述超声参数扫查目标组织得到所述目标组织的超声回波信号；

对所述目标组织的超声回波信号进行模数转换得到超声回波数据；

采用所述目标组合中的第一降采样因子对所述超声回波数据进行一级降采样；

采用所述目标组合中的第二降采样因子对一级降采样后的超声回波数据进行二级降采样。

一实施例提供一种计算机可读存储介质，所述介质上存储有程序，所述程序能够被处理器执行以实现如上所述的方法。

依据上述实施例的超声成像设备及其超声回波数据降采样因子的确定方法，根据第一降采样因子的预设取值范围和第二降采样因子的预设取值范围得到多种第一降采样因子和第二降采样因子的组合，组合用于对超声回波数据进行降采样；根据扫描深度和预设的期望点数，在多种组合中选出目标组合，使超声回波数据采用目标组合进行降采样后的数据点数与采用其他组合进行降采样后的数据点数相比更接近期望点数。由此，不论扫描深度如何变化，两次降采样之后的数据的点数均接近期望点数，从而使得后续经过扫描转换（DSC）得到的超声图像的图像效果更为稳定。

附图说明

图1为现有超声成像设备中，将超声回波数据处理成超声图像后显示的过程示意图；

图2为本发明提供的超声成像设备一实施例的结构框图；

图3为本发明提供的超声回波数据降采样因子的确定方法一实施例的流程图；

图4为图3中步骤3一实施例的流程图；

图5为本发明提供的超声回波数据降采样因子的确定方法另一实施例的流程图；

图6为本发明提供的超声回波数据处理方法一实施例的流程图；

图7为本发明提供的超声成像设备另一实施例的结构框图；

图8为本发明提供的超声B图像生成过程一实施例的示意图；

图9为本发明提供的超声血流图像生成过程一实施例的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。

病人不同组织器官的深度是不同的，即超声探头扫查目标组织的扫描深度随着目标组织的不同而可能不同。扫描深度不同，则一次扫描（发射一次超声波并接收）的耗时是不同的，这就导致了同样一个扫描周期，不同扫描深度采集的数据点数是不同的，由于现有技术中超声回波数据的两次降采样的降采样率是固定的，因此，不同扫描深度采集的数据点数经过两次降采样后仍然不同。例如，扫描转换器（DSC）理想的数据点数是696，但不同深度对应的输入到扫描转换器中的数据点数如下表1所示：

从表1中可以看出，不同扫描深度的点数差异明显，最终反映到超声图像上就是有的组织器官的超声图像帧率相对小一些，有的组织器官的超声图像相对模糊一些，这就使得超声图像的效果不稳定。

本发明提供的超声成像设备，能根据扫描深度动态的调整两次降采样的采样率，从而让进入到扫描转换器的数据点数在一个相对较小的区间内浮动，从而保障了扫描转换器处理后的超声图像的一致性。并且让数据点数接近期望点数，从而让扫描转换器能高效的处理数据，最终呈现的超声图像更清晰。下面通过一些实施例来详细说明。

如图2所示，本发明提供的超声成像设备，包括超声探头10、发射电路30、接收电路40、一级降采样模块210、二级降采样模块220和降采样因子确定模块230。

超声探头10包括由阵列式排布的多个阵元组成的换能器（图中未示出），多个阵元排列成一排构成线阵，或排布成二维矩阵构成面阵，多个阵元也可以构成凸阵列。阵元用于根据激励电信号发射超声波，或将接收的超声波变换为电信号。因此每个阵元可用于实现电脉冲信号和超声波的相互转换，从而实现向目标组织发射超声波、也可用于接收经组织反射回的超声波的回波。在进行超声检测时，可通过发射电路30和接收电路40控制哪些阵元用于发射超声波，哪些阵元用于接收超声波，或者控制阵元分时隙用于发射超声波或接收超声波的回波。参与超声波发射的阵元可以同时被电信号激励，从而同时发射超声波；或者参与超声波发射的阵元也可以被具有一定时间间隔的若干电信号激励，从而持续发射具有一定时间间隔的超声波。

发射电路30用于根据控制（如根据处理器的控制）产生发射序列，发射序列用于控制多个阵元中的部分或者全部向目标组织（待成像对象）发射超声波，发射序列参数包括发射用的阵元位置、阵元数量和超声波束发射参数（例如幅度、频率、发射次数、发射间隔、发射角度、波型、聚焦位置等）。某些情况下，发射电路30还用于对发射的波束进行相位延迟，使不同的发射阵元按照不同的时间发射超声波，以便各发射超声波束能够在预定的感兴趣区域聚焦。不同的工作模式，例如B图像模式、C图像模式和D图像模式（多普勒模式），发射序列参数可能不同，超声回波信号经接收电路40接收并经后续的模块和相应算法处理后，可生成反映组织解剖结构的B图像、反映血流信息的C图像以及反映多普勒频谱图像的D图像。

接收电路40用于从超声探头10接收超声回波信号，并对超声回波信号进行处理，例如，对目标组织的超声回波信号进行模数转换得到超声回波数据。具体的，接收电路40可以包括一个或多个放大器、模数转换器(ADC)等。放大器用于在适当增益补偿之后放大所接收到的超声回波信号，放大器用于对模拟的超声回波信号按预定的时间间隔进行采样，从而转换成数字化的回波信号（超声回波数据），数字化后的回波信号依然保留有幅度信息、频率信息和相位信息。当然将模拟的超声回波信号转换成数字的超声回波数据，也可以由模数转换器来执行。

降采样因子确定模块230，用于根据超声探头10的扫描深度来确定第一降采样因子和第二降采样因子，使超声回波数据采用确定的第一降采样因子和第二降采样因子分别进行两次降采样之后得到的数据点数接近期望点数。具体的技术方案有多种，下面列举两种进行说明。

如图3所示，降采样因子确定模块230确定降采样因子的一种方法包括如下步骤：

步骤1、降采样因子确定模块230获取超声参数，超声参数包括超声探头的扫描深度。扫描深度可以是超声成像设备预设的一个初始深度，也可以是用户调整的深度。超声成像设备通常会提供操作入口供用户设置扫描深度，用户可根据扫查的目标组织来设置扫描深度。

步骤2、降采样因子确定模块230根据第一降采样因子的预设取值范围和第二降采样因子的预设取值范围得到多种第一降采样因子和第二降采样因子的组合。所述组合用于对超声回波数据进行降采样，具体是第一降采样因子用于对超声回波数据进行一级降采样，第二降采样因子用于对一级降采样后的超声回波数据进行二级降采样。

第一降采样因子的预设取值范围可以根据低通滤波的需求来确定，本实施例中，第一降采样因子的预设取值范围中，各个数值均为整数。第一降采样因子表达了采样周期变成原来的几倍大，即，第一降采样因子的倒数就是一级降采样率。因为是降采样，故第一降采样因子是大于1的整数，其取值范围可以是低通滤波器阶数的取值范围。

第二降采样因子的预设取值范围中，各个数值均为大于1的分数。同样的第二降采样因子的倒数就是二级降采样率。

步骤3、降采样因子确定模块230根据扫描深度和预设的期望点数，在所述多种第一降采样因子和第二降采样因子的组合中选出目标组合，使超声回波数据采用目标组合进行降采样后的数据点数与采用其他组合进行降采样后的数据点数相比更接近期望点数，其中，接近期望点数包括等于期望点数的情况。用数学语言描述则是：在所述多种第一降采样因子和第二降采样因子的组合中选出目标组合，使超声回波数据采用目标组合进行降采样后的数据点数与期望点数之间的差值最小（相比于其他组合降采样后的数据点数与期望点数之间的差值而言最小）。此种方式确定的目标组合中的第一降采样因子和第二降采样因子，是与当前的扫描深度适配的，后续用于降采样能让进入到扫描转换器的数据点数最接近期望点数，提高了超声图像的图像效果的稳定性。

进入到扫描转换器的数据点数可以在小于期望点数的基础上接近期望点数，也可以在大于期望点数的基础上接近期望点数。考虑到进入扫描转换器的数据点数如果大于期望点数，随着时间的推移，扫描转换器可能无法及时的处理接收的数据，故本实施例以超声回波数据采用目标组合进行降采样后的数据点数小于或等于期望点数为例进行说明。本实施例中，步骤2具体可以包括：降采样因子确定模块230根据第一降采样因子的预设取值范围和第二降采样因子的预设取值范围，选出第一降采样因子和第二降采样因子乘积大于或等于采样转换比的所有组合。所述乘积大于或等于采样转换比，则进入到扫描转换器的数据点数将小于或等于期望点数。

本实施例中，第二降采样因子的预设取值范围中，各个数值不仅为大于1的分数，而且分数的分子和分母均为整数，且分子和分母同样具有一定的取值范围，分子和分母预设的取值范围用来控制计算量。

超声参数还包括接收电路40模数转换的AD采样率。步骤3具体如图4所示，可以包括如下步骤：

步骤31、降采样因子确定模块230根据声速V（以单位为m/s为例）、AD采样率AD_clock（以单位为hz为例）和扫描深度D（以单位为cm为例）计算得到一个扫描周期中模数转换得到超声回波数据的采集点数。采集点数就是采集的数据点个数。

具体的，降采样因子确定模块230可以根据距离除以速度得到一次扫描的耗时，进一步得出用于此扫描深度D的扫描频率（每秒扫描多少次，称为prf）：

，-----公式1；

其中的2×D，是因为超声采集发射是按照来回距离计算的，故需要两倍的扫查深度作为距离。扫描频率prf的倒数就是扫描周期。

进而计算一个扫描周期内（耗时：

）的采集点数pt_ad，也就是能够采样多少个数据点（每点耗时：

）：

-----公式2。

步骤32、降采样因子确定模块230将采集点数pt_ad除以预设的期望点数pt_im得到采样转换比

-----公式3。

步骤33、降采样因子确定模块230在所述多种第一降采样因子和第二降采样因子的组合中选出目标组合，使目标组合中第一降采样因子SR1和第二降采样因子SR2的乘积与其他组合中第一降采样因子和第二降采样因子的乘积相比更接近采样转换比ratio。

第一降采样因子SR1的取值范围可根据需要进行设置，如[2,30]，本实施例以[3,20]这个整数区间为例进行说明。第二降采样因子SR2的取值范围可根据需要进行设置，如(1,3)且分子p和分母q都是20以内的正整数，本实施例以(1,2)且SR2的分子p和分母q的取值范围为小于10的正整数为例进行说明。

以SR1×SR2≥ratio（公式4）这一条件，可得到：

，其中SR1∈[3，20]------公式5。

本实施例中，SR2值域（取值范围）要求是(1，2)的分数，且分子分母都为小于10的正整数，则可得到：

，其中2<p<10，

<q<p-----公式6。

可以计算超声回波数据经过一个组合SR1和SR2的降采样处理后得到的数据点数

-----公式7。

根据公式3，可以枚举出所有的p/q，如下表2：

在SR1的取值范围、SR2的取值范围和SR2分子分母的取值范围中可以穷举出SR1和SR2的组合。降采样因子确定模块230可以选出数据点数pt_real小于等于期望点数，且最接近期望点数对应的组合作为目标组合。当然，也可以在穷举出来的各个组合中选出SR1×SR2最接近采样转换比ratio组合作为目标组合。这两种方式本质上是一样的。

下面用具体数值进行说明：

期望点数假设为696点，扫描深度10cm，AD_clock=40MHz，则根据公式1，得出

=7700，其中，1540是超声波在固体中传播的速度；根据公式2，得出pt_ad=

=5194。根据公式3，得出ratio=

=7.463。根据公式5，得出SR1≥

，再结合SR1的取值范围、SR2的取值范围，SR2分子和分母的取值范围，穷举出所有组合，以SR1×SR2最接近7.463为筛选条件，选出目标组合。具体的，由于SR2的值的个数有限，可挨个枚举处理，根据公式5、公式6及表2，求得SR1≥

，得到如下表3：

从表3上的数据可知，第三列中的7.5是最接近但大于ratio(7.463)的数值，同时得出有如下表4所示的几组SR1、SR2数据满足要求，可以作为目标组合：

即，目标组合可能有多个，可以选取目标组合中SR1最小的组合作为最终的目标组合，也可以选取目标组合中SR2最小的组合作为最终的目标组合。本实施例选取SR1=5，SR2=

，

=

=692，与期望的696相当接近。若采用表1的深度，按本发明提供的方法计算，最终不同深度对应的点数可如下表5所示：

可见，数据点数的变化幅度明显小于表1，本发明的技术效果非常明显。

期望点数可根据需要设置，例如，期望点数根据处理器（如扫描转换器等）的处理能力和数据对齐确定，例如可以介于400至800之间，本实施例中，期望点数为696个数据点，每点16bits的数据是16字节对齐的，符合软件使用SSE等指令对数据进行处理，当然，以16字节对齐的话，还可以是16整数倍的其他数，如680、712等。如此，不管扫描深度多少，最终输入到DSC的数据点数都接近于696，能很好的保障最终输出的超声图像显示的一致性。

阵元发射和接收一次超声波通常得到的是目标组织深度方向上的一条线上各点的数据，上述的期望点数对应的数据最终体现在超声图像上就是一条线上的像素点数。后续可根据目标组合分别对各个线上的数据点进行降采样，进而由DSC处理后可得到超声图像。

上述实施例中，超声回波数据采用目标组合进行降采样后的数据点数小于或等于期望点数，对应的，目标组合中第一降采样因子和第二降采样因子的乘积大于或等于采样转换比。在其他实施例中，也可以将确定目标组合的条件设置为超声回波数据采用目标组合进行降采样后的数据点数大于或等于期望点数，对应的，目标组合中第一降采样因子和第二降采样因子的乘积小于或等于采样转换比，将上述公式的不等式符号相应的改变，其他过程同上述实施例，在此不做赘述。

降采样因子确定模块230确定第一降采样因子和第二降采样因子，还可以采用如图5所示的方法，包括如下步骤：

步骤1’、降采样因子确定模块230获取超声参数，超声参数包括超声探头的扫描深度。通常超声探头的扫描深度是当前设置的扫描深度，具体过程同上述步骤1，在此不做赘述。其中，不同的扫描深度预先关联有不同的组合，组合包括第一降采样因子和第二降采样因子。扫描深度关联的组合用于对基于所述扫描深度得到的超声回波数据进行降采样，使降采样后的超声回波数据的数据点数接近预设的期望点数，其中，数据点数接近预设的期望点数包括数据点数等于预设的期望点数的情况。不同扫描深度关联的组合对应的期望点数相同，这样能尽量使得进入DSC的点数接近期望点数。

可见，图3实施例中的SR1和SR2是根据扫描深度计算确定出来的，而本实施例则是根据不同扫描深度与不同组合之间的对应关系来确定的，都能根据当前的扫描深度选取最合适的SR1和SR2。

步骤2’、降采样因子确定模块230根据当前的扫描深度获取当前的扫描深度预先关联的目标组合。即，当前的扫描深度预先关联的组合就是目标组合。

通过上述方法确定了目标组合，就可以对超声回波信号进行后续处理了，如图6所示，上述步骤3或者步骤2’之后，超声成像设备生成超声图像的过程还包括如下步骤：

步骤4、处理器基于超声参数扫查目标组织得到目标组织的超声回波信号。例如，处理器根据超声参数，通过发射电路30控制超声探头10向目标组织发射超声波；接收电路40通过超声探头10接收目标组织的超声回波信号，并对超声回波信号进行模数转换得到超声回波数据。

步骤5、一级降采样模块210采用目标组合中的第一降采样因子对超声回波数据进行一级降采样。

步骤6、二级降采样模块220采用目标组合中的第二降采样因子对一级降采样后的超声回波数据进行二级降采样。二级降采样模块220的功能可以采用FPGA（可编程逻辑单元）来实现。

本实施例中，考虑到数据点是整数形式的，而第二降采样因子是分数，故二级降采样的过程可分为两步：

二级降采样模块220将目标组合中的第二降采样因子的分母作为升采样因子对一级降采样后的超声回波数据进行升采样。之后，二级降采样模块220将目标组合中的第二降采样因子的分子作为降采样因子对升采样后的超声回波数据进行降采样。

步骤7、超声成像设备还包括扫描转换模块240，扫描转换模块240对二级降采样后的超声回波数据进行扫描转换得到超声图像。进而通过显示器显示超声图像。

图6主要体现的是超声回波数据的两次降采样过程，实际上从超声回波数据变到超声图像，还需要其他的处理过程，如波束合成、IQ解调等，此为现有技术，下面简单举例说明。

如图7所示，超声成像设备还包括波束合成模块50、IQ解调模块60、处理器20、人机交互装置70和存储器80。一级降采样模块210可设置在处理器20中，换而言之，可由处理器20来执行上述一级降采样模块210的功能，当然，一级降采样模块210也可以相对于处理器20独立设置。二级降采样模块220可设置在处理器20中，换而言之，可由处理器20来执行上述二级降采样模块220的功能，当然，二级降采样模块220也可以相对于处理器20独立设置。降采样因子确定模块230可设置在处理器20中，换而言之，可由处理器20来执行上述降采样因子确定模块230的功能，当然，降采样因子确定模块230也可以相对于处理器20独立设置。同样的，扫描转换模块240可设置在处理器20中，换而言之，可由处理器20来执行上述扫描转换模块240的功能，当然，扫描转换模块240也可以相对于处理器20独立设置。本实施例中，以一级降采样模块210、二级降采样模块220、降采样因子确定模块230和扫描转换模块240集成在处理器20中为例进行说明。

请一并参阅图8和图9，步骤4中，接收电路40对超声回波信号进行模数转换得到超声回波数据后，可将超声回波数据输出给波束合成模块50进行处理，或输出给存储器80进行存储。

波束合成模块50和接收电路40信号相连，用于对超声回波数据进行相应的延时和加权求和等波束合成处理，由于目标组织中的超声波接收点到接收阵元的距离不同，因此，不同接收阵元输出的同一接收点的通道数据具有延时差异，需要进行延时处理，将相位对齐，并将同一接收点的不同通道数据进行加权求和，得到波束合成后的超声图像数据，波束合成模块50输出的超声图像数据也称为射频数据（RF数据）。波束合成模块50将射频数据输出至IQ解调模块60。在有的实施例中，波束合成模块50也可以将射频数据输出至存储器80进行缓存或保存，或将射频数据直接输出至处理器20进行图像处理。

波束合成模块50可以采用硬件、固件或软件的方式执行上述功能。波束合成模块50可以集成在处理器20中，也可以单独设置，本发明不做限定。

IQ解调模块60通过IQ解调去除信号载波，提取信号中包含的组织结构信息，并进行滤波去除噪声，此时获取的信号称为基带信号（IQ数据对）。IQ解调模块60将IQ数据对输出至处理器20进行图像处理。在有的实施例中，IQ解调模块60还将IQ数据对输出至存储器80进行缓存或保存，以便处理器20从存储器80中读出数据进行后续的图像处理。

IQ解调模块60也可以采用硬件、固件或软件的方式执行上述功能，在有的实施例中，IQ解调模块60还可以和波束合成模块50集成在一个芯片中。

人机交互装置70用于进行人机交互，例如输出可视化信息以及接收用户的输入。其接收用户的输入可采用键盘、操作按钮、鼠标、轨迹球、触摸板等，也可以采用与显示器集成在一起的触控屏；其输出可视化信息可以采用显示器。

处理器20用于配置成能够根据特定逻辑指令处理输入数据的中央控制器电路(CPU)、一个或多个微处理器、图形控制器电路(GPU)或其他任何电子部件，其可以根据输入的指令或预定的指令对外围电子部件执行控制，或对存储器80执行数据读取和/或保存，也可以通过执行存储器80中的程序对输入数据进行处理，例如根据一个或多个工作模式对采集的超声数据执行一个或多个处理操作，处理操作包括但不限于调整或限定超声探头10发出的超声波的形式，生成各种图像帧以供后续人机交互装置70的显示器进行显示，或者调整或限定在显示器上显示的内容和形式，或者调整在显示器上显示的一个或多个图像显示设置(例如超声图像、界面组件、定位感兴趣区域)。

接收到回波信号时，所采集的超声数据可由处理器20在扫描期间实时地处理，也可以临时存储在存储器80上，并且在联机或离线操作中以准实时的方式进行处理。

本实施例中，处理器20控制发射电路30和接收电路40的工作，例如控制发射电路30和接收电路40交替工作或同时工作。处理器20还可根据用户的选择或程序的设定确定合适的工作模式，形成与当前工作模式对应的发射序列，并将发射序列发送给发射电路30，以便发射电路30采用合适的发射序列控制超声探头10发射超声波。

处理器20还用于对超声数据进行处理，以生成扫描范围内的信号强弱变化的灰度图像，该灰度图像反映组织内部的解剖结构，称为B图像。处理器20可以将B图像输出至人机交互装置70的显示器进行显示。具体的，一级降采样模块210采用目标组合中的第一降采样因子对IQ解调模块60输出的数据进行一级降采样。之后，处理器20对一级降采样模块210输出的数据求包络，即，对一级降采样模块210输出的数据进行复数求模，得到复数的长度绝对值。之后二级降采样模块220采用目标组合中的第二降采样因子对求包络之后的数据进行二级降采样，还可以进行空间复合、平滑等处理。之后扫描转换模块240对二级降采样后的数据进行扫描转换得到超声图像。最后可通过显示器显示该超声图像。图8所示的过程得到的超声图像是B图像，在求包络和B信号处理的同时，若再进行求相位差和血流信号处理，最后与B图像结合即可得到超声血流图像。

存储器80用于存储上述各类数据。

本文参照了各种示范实施例进行说明。然而，本领域的技术人员将认识到，在不脱离本文范围的情况下，可以对示范性实施例做出改变和修正。例如，各种操作步骤以及用于执行操作步骤的组件，可以根据特定的应用或考虑与系统的操作相关联的任何数量的成本函数以不同的方式实现（例如一个或多个步骤可以被删除、修改或结合到其他步骤中）。

另外，如本领域技术人员所理解的，本文的原理可以反映在计算机可读存储介质上的计算机程序产品中，该可读存储介质预装有计算机可读程序代码。任何有形的、非暂时性的计算机可读存储介质皆可被使用，包括磁存储设备（硬盘、软盘等）、光学存储设备（CD-ROM、DVD、Blu Ray盘等）、闪存和/或诸如此类。这些计算机程序指令可被加载到通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备上以形成机器，使得这些在计算机上或其他可编程数据处理装置上执行的指令可以生成实现指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读存储器中，该计算机可读存储器可以指示计算机或其他可编程数据处理设备以特定的方式运行，这样存储在计算机可读存储器中的指令就可以形成一件制造品，包括实现指定功能的实现装置。计算机程序指令也可以加载到计算机或其他可编程数据处理设备上，从而在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生一个计算机实现的进程，使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令可以提供用于实现指定功能的步骤。

虽然在各种实施例中已经示出了本文的原理，但是许多特别适用于特定环境和操作要求的结构、布置、比例、元件、材料和部件的修改可以在不脱离本披露的原则和范围内使用。以上修改和其他改变或修正将被包含在本文的范围之内。

前述具体说明已参照各种实施例进行了描述。然而，本领域技术人员将认识到，可以在不脱离本披露的范围的情况下进行各种修正和改变。因此，对于本披露的考虑将是说明性的而非限制性的意义上的，并且所有这些修改都将被包含在其范围内。同样，有关于各种实施例的优点、其他优点和问题的解决方案已如上所述。然而，益处、优点、问题的解决方案以及任何能产生这些的要素，或使其变得更明确的解决方案都不应被解释为关键的、必需的或必要的。本文中所用的术语“包括”和其任何其他变体，皆属于非排他性包含，这样包括要素列表的过程、方法、文章或设备不仅包括这些要素，还包括未明确列出的或不属于该过程、方法、系统、文章或设备的其他要素。此外，本文中所使用的术语“耦合”和其任何其他变体都是指物理连接、电连接、磁连接、光连接、通信连接、功能连接和/或任何其他连接。

Claims

1.一种超声成像设备，包括：

超声探头；

发射电路，用于控制超声探头向目标组织发射超声波；

其特征在于，还包括：

2.如权利要求1所述的超声成像设备，其特征在于，所述超声参数还包括模数转换的AD采样率；所述降采样因子确定模块根据所述扫描深度和预设的期望点数，在所述多种第一降采样因子和第二降采样因子的组合中选出目标组合，使超声回波数据采用所述目标组合进行降采样后的数据点数与采用其他组合进行降采样后的数据点数相比更接近所述期望点数，包括：

将所述采集点数除以预设的期望点数得到采样转换比；

3.如权利要求2所述的超声成像设备，其特征在于，所述降采样因子确定模块根据第一降采样因子的预设取值范围和第二降采样因子的预设取值范围得到多种第一降采样因子和第二降采样因子的组合，包括：

4.如权利要求1或3所述的超声成像设备，其特征在于，所述第一降采样因子的预设取值范围中，各个数值均为整数。

5.如权利要求1或3所述的超声成像设备，其特征在于，所述第二降采样因子的预设取值范围中，各个数值均为大于1的分数。

6.如权利要求5所述的超声成像设备，其特征在于，所述二级降采样模块采用所述目标组合中的第二降采样因子对一级降采样后的超声回波数据进行二级降采样，包括：

7.如权利要求1或2所述的超声成像设备，其特征在于，还包括：

显示器，用于显示所述超声图像。

8.如权利要求1或2所述的超声成像设备，其特征在于，所述期望点数根据处理器的处理能力和数据对齐确定。

9.一种超声成像设备，包括：

超声探头；

发射电路，用于控制超声探头向目标组织发射超声波；

其特征在于，还包括：

10.如权利要求9所述的超声成像设备，其特征在于，不同扫描深度关联的组合对应的期望点数相同。

11.一种超声回波数据降采样因子的确定方法，其特征在于，包括：

获取超声参数，所述超声参数包括超声探头的扫描深度；

12.一种超声回波数据降采样因子的确定方法，其特征在于，包括：

13.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，还包括：

14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述介质上存储有程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求11、12或13所述的方法。