CN114343708A - 一种超声波阵列基板和驱动方法、检测系统和应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声波阵列基板和驱动方法、检测系统和应用方法，其中一实施例的超声波阵列基板包括：阵列排布的传感器组、以及用于选通各传感器组的第一行选通信号线和第一列选通信号线；每个传感器组包括阵列排布的传感单元、用于选通各传感单元的第二行选通信号线和第二列选通信号线、以及读取信号线，各第二列选通信号线分别与读取信号线电连接；传感单元响应于第一行选通信号线和第一列选通信号线选通所属的传感器组，并且响应于第二行选通信号线和第二列选通信号线的选通将接收的回波信号经第二列选通信号线传输至读取信号线。本发明提供的实施例能够解决阵列超声成像中信号采集频率过高、传感器密度大、引线多的问题，具有实际应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及超声波技术领域，特别是涉及一种超声波阵列基板和驱动方法、检测系统和应用方法。
背景技术
现有超声医疗成像探头为聚焦探头，探头发射出超声信号经人体组织反射后接收探头对应位置反射的超声回波信号，基于回波时间以及幅值信息以及探头的移动实现对人体组织进行成像，该类方案阵元通道数少，工艺相对成熟，信号采集容易实现。
然而，在使用过程中，该超声医疗成像探头需要医护人员不断移动探头对待检测区域进行检测，费时费力，并且不同的医护人员的操作手法也存在差异，检测结果易受影响。
发明内容
为了解决上述问题至少之一，本发明第一个实施例提供一种超声波阵列基板，包括阵列排布的传感器组、以及用于选通各所述传感器组的第一行选通信号线和第一列选通信号线；
每个传感器组包括阵列排布的传感单元、用于选通各所述传感单元的第二行选通信号线和第二列选通信号线、以及读取信号线，各所述第二列选通信号线分别与所述读取信号线电连接；
所述传感单元响应于所述第一行选通信号线和第一列选通信号线选通所属的传感器组，并且响应于所述第二行选通信号线和第二列选通信号线的选通将接收的回波信号经所述第二列选通信号线传输至所述读取信号线。
例如，在本申请一些实施例提供的超声波阵列基板中，还包括用于接收输入的时间增益控制信号的时间增益控制信号线，每个传感器组根据所述时间增益控制信号调制所述回波信号。
例如，在本申请一些实施例提供的超声波阵列基板中，所述传感单元包括超声波传感器和驱动所述超声波传感器的驱动电路，其中
所述超声波传感器，包括第一电极、第二电极以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的压电材料层，所述第一电极接入第一电源信号，所述第二电极与第一节点电连接；
所述驱动电路包括：整流二极管，包括第一端和第二端，所述整流二极管的第一端接入第二电源信号，所述整流二极管的第二端与所述第一节点电连接；
复位器件，包括控制端、第一端和第二端，所述复位器件的控制端接入第一复位信号，所述复位器件的第一端接入第三电源信号，所述复位器件的第二端与所述第一节点电连接；
存储器件，包括第一控制端、第二控制端、第一端和第二端，所述存储器件的第一控制端与所述第一节点电连接，所述存储器件的第二控制端接入所述时间增益控制信号，所述存储器件的第一端接入第四电源信号；
读取器件，包括控制端、第一端和第二端，所述读取器件的控制端接入所述第二行选通信号线传送的第二行选通信号，所述读取器件的第一端与所述存储器件的第二端电连接，所述读取器件的第二端与所述第二列选通信号线电连接。
例如，在本申请一些实施例提供的超声波阵列基板中，每个传感器组还包括与所述第一列选通信号线连接的辅助电路，所述辅助电路包括：
第一电容，包括第一端和第二端，所述第一电容的第一端与所述第一列选通信号线的第二节点电连接，所述第一电容的第二端接入所述第三电源信号；
辅助复位器件，包括控制端、第一端和第二端，所述辅助复位器件的控制端接入第二复位信号，所述辅助复位器件的第一端与所述第二节点电连接，所述辅助复位器件的第二端接入所述第三电源信号。
例如，在本申请一些实施例提供的超声波阵列基板中，每个传感器组还包括与所述第一列选通信号线连接的并且设置在所述辅助电路后端的电压跟随器，所述电压跟随器包括：
第一运放电路，包括第一输入端、第二输入端、电源输入端和输出端，所述电压跟随器的第一输入端与所述第二节点电连接以接入所述回波信号，所述电压跟随器的第二输入端与所述电压跟随器的输出端电连接，所述电压跟随器的电源输入端接入第五电源信号；以及
第二开关，包括控制端、第一端和第二端，所述第二开关的控制端接入所述第一行选通信号，所述第二开关的第一端与所述第一运放电路的输出端电连接，所述第二开关的第二端输出回波信号。
例如，在本申请一些实施例提供的超声波阵列基板中，所述电压跟随器包括电流源、差分运放电路和漏极跟随晶体管，其中
所述电流源包括第一端、第二端和第三端，所述电流源的第一端接入第五电源信号，所述电流源的第二端与第三节点电连接，所述电流源的第三端与第三节点电连接，所述第三节点与所述电压跟随器的第二输入端电连接；
所述差分运放电路包括第一端、第二端、第三端、第四端和第五端，所述差分运放电路的第一端与所述第三节点电连接，所述差分运放电路的第二端与所述电压跟随器的第一输入端电连接，所述差分运放电路的第三端与所述第三节点电连接，所述差分运放电路的第四端接入所述第三电源信号；
所述漏极跟随晶体管包括控制端、第一端和第二端，所述漏极跟随晶体管的控制端与所述差分运放电路的第五端电连接，所述漏极跟随晶体管的第一端与所述第三节点电连接，所述漏极跟随晶体管的第二端接入所述第三电源信号。
例如，在本申请一些实施例提供的超声波阵列基板中，每个传感器组还包括第二运放电路，所述第二运放电路包括第一输入端、第二输入端、第一电源输入端、第二电源输入端、输出端、以及阈值器件，其中
所述第二运放电路的第一输入端接入所述时间增益控制信号，所述第二运放电路的第二输入端与所述第一列选通信号线电连接以接入所述回波信号，所述第二运放电路的第一电源输入端接入第六电源信号，所述第二运放电路的第二电源输入端接入第七电源信号，所述第二运放电路的输出端输出经所述时间增益控制信号调制后的回波信号；
所述第二运放电路的阈值器件包括第一端和第二端，所述阈值器件的第一端与所述第二运放电路的第二输入端电连接，所述阈值器件的第二端与所述第二运放电路的输出端电连接。
例如，在本申请一些实施例提供的超声波阵列基板中，
所述阈值器件为阈值二极管，包括第一端和第二端，所述阈值二极管的第一端与所述第二运放电路的第二输入端电连接，所述阈值二极管的第二端与所述第二运放电路的输出端电连接；
或者
所述阈值器件为阈值三极管，包括控制端、第一端和第二端，所述阈值三极管的控制端和所述阈值三极管的第一端与所述第二运放电路的第二输入端电连接，所述阈值二极管的第二端与所述第二运放电路的输出端电连接。
本发明第二个实施例提供一种应用第一个实施例项所述的超声波阵列基板的驱动方法，包括：
传感器组响应于第一行选通信号线和第一列选通信号线选通；
所述传感器组的传感单元响应于第二行选通信号线和第二列选通信号线的选通将接收的回波信号经所述第二列选通信号线传输至所述读取信号线。
例如，在本申请一些实施例提供的驱动方法中，所述超声波阵列基板还包括用于接收输入的时间增益控制信号的时间增益控制信号线，所述传感器组的传感单元响应于第二行选通信号线和第二列选通信号线的选通将接收的回波信号经所述第二列选通信号线传输至所述读取信号线进一步包括：
所述传感器组根据所述时间增益控制信号调制所述回波信号。
例如，在本申请一些实施例提供的驱动方法中，所述传感单元包括超声波传感器和驱动所述超声波传感器的驱动电路，其中，所述超声波传感器，包括第一电极、第二电极以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的压电材料层，所述第一电极接入第一电源信号，所述第二电极与第一节点电连接；所述驱动电路包括：整流二极管，包括第一端和第二端，所述整流二极管的第一端接入第二电源信号，所述整流二极管的第二端与所述第一节点电连接；复位器件，包括控制端、第一端和第二端，所述复位器件的控制端接入第一复位信号，所述复位器件的第一端接入第三电源信号，所述复位器件的第二端与所述第一节点电连接；存储器件，包括第一控制端、第二控制端、第一端和第二端，所述存储器件的第一控制端与所述第一节点电连接，所述存储器件的第二控制端接入所述时间增益控制信号，所述存储器件的第一端接入第四电源信号；读取器件，包括控制端、第一端和第二端，所述读取器件的控制端接入所述第二行选通信号线传送的第二行选通信号，所述读取器件的第一端与所述存储器件的第二端电连接，所述读取器件的第二端与所述第二列选通信号线电连接；
所述传感器组根据所述时间增益控制信号调制所述回波信号进一步包括：所述传感单元根据所述存储器件接入所述时间增益控制信号以调制所述存储器件接入的所述回波信号，并输出经所述时间增益控制信号调制后的回波信号。
例如，在本申请一些实施例提供的驱动方法中，所述传感器组还包括第二运放电路，所述第二运放电路包括第一输入端、第二输入端、第一电源输入端、第二电源输入端、输出端、以及阈值器件，其中所述第二运放电路的第一输入端接入所述时间增益控制信号，所述第二运放电路的第二输入端与所述第一列选通信号线电连接以接入所述回波信号，所述第二运放电路的第一电源输入端接入第六电源信号，所述第二运放电路的第二电源输入端接入第七电源信号；所述第二运放电路的阈值器件包括第一端和第二端，所述阈值器件的第一端与所述第二运放电路的第二输入端电连接，所述阈值器件的第二端与所述第二运放电路的输出端电连接；
所述传感器组根据所述时间增益控制信号调制所述回波信号进一步包括：所述传感器组根据所述第二运放电路接入所述时间增益控制信号以调制所述第二运放电路接入的所述回波信号，并输出经所述时间增益控制信号调制后的回波信号。
本发明第三个实施例提供一种超声波检测系统，包括第一个实施例所述的超声波阵列基板、模数转换单元、数模转换单元和控制器，其中
所述控制器配置为：
控制数模转换单元将接收的数字信号转换为模拟信号并传输至所述超声波阵列基板；
生成第一行选通信号线和第一列选通信号线以选通所述超声波阵列基板的传感器组；
生成第一行选通信号线和第一列选通信号线以选通所述传感器组的传感单元，以使得所述传感单元将接收的回波信号经所述第二列选通信号线传输至所述读取信号线；
控制模数转换单元将所述回波信号转换为数字信号并输出数字回波信号。
本发明第四个实施例提供一种应用如第三个实施例所述的超声波检测系统的应用方法，包括：
控制数模转换单元将接收的数字信号转换为模拟信号并传输至所述超声波阵列基板；
生成第一行选通信号线和第一列选通信号线以选通所述超声波阵列基板的传感器组；
生成第一行选通信号线和第一列选通信号线以选通所述传感器组的传感单元，以使得所述传感单元将接收的回波信号经所述第二列选通信号线传输至所述读取信号线；
控制模数转换单元将所述回波信号转换为数字信号并输出数字回波信号。
例如，在本申请一些实施例提供的应用方法中，在所述生成第一行选通信号线和第一列选通信号线以选通所述传感器组的传感单元之后，所述应用方法还包括：
使用预设置的回波信号识别模型识别所述回波信号并输出识别后的回波信号。
例如，在本申请一些实施例提供的应用方法中，在使用预设置的回波信号识别模型识别所述回波信号并输出识别后的回波信号之前，所述应用方法还包括：
以不同的脉冲宽度采集所述回波信号的波形以获得第一训练样本；
对所述第一训练样本进行随机组合以获得增强的第二训练样本；
使用所述第二训练样本对所述回波信号识别模型进行训练。
本发明第五个实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第四个实施例所述的方法。
本发明第六个实施例提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第四个实施例所述的方法。
本发明的有益效果如下：
本发明针对目前现有的问题，制定一种超声波阵列基板和驱动方法、检测系统和应用方法，采用大规模超声波阵列一方面扩大检测区域以避免人工移动带来的差异，另一方面有效提高测量精度；同时考虑到大规模超声波阵列对检测频率高、布线密度大的问题，通过第一行选通信号和第一列选通信号对分区的传感器组进行选通，并通过时分复用第二行选通信号和第二列选通信号对各分区内的传感单元进行选通并读取回波信号，从而通过嵌套的两层选通信号解决检测频率高和布线密度大的问题，进一步避免信号混叠问题、以及信号强度随距离的衰减问题，从而弥补了现有技术中存在的问题，有效提高测量精度，能够改善超声波检测现状，进而提高检测效率和检测准确率，具有实际应用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出本发明的一个实施例所述超声波阵列基板的结构框图；
图2示出本发明的一个实施例所述超声波阵列基板的检测示意图；
图3示出本发明的一个实施例所述回波信号的增益随着时间和距离的变化曲线图；
图4示出本发明的一个实施例所述传感单元的示意图；
图5示出本发明的一个实施例所述传感单元的时序图；
图6示出本发明的一个实施例所述传感器组的示意图；
图7示出本发明的另一个实施例所述传感器组的示意图；
图8示出本发明的一个实施例所述电压跟随器的电路示意图；
图9示出本发明的另一个实施例所述传感器组的示意图；
图10示出本发明的另一个实施例所述传感器组的示意图；
图11示出本发明的一个实施例所述驱动方法的流程图；
图12示出本发明的一个实施例所述检测系统的结构框图；
图13示出本发明的一个实施例所述应用方法的流程图；
图14示出本发明的一个实施例所述不同脉冲宽度采样的示意图；
图15示出本发明的一个实施例所述叠加的回波信号的信号波形示意图；
图16示出本发明的另一个实施例所述的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
针对现有技术中存在的问题，如图1所示，本发明的一个实施例提供了一种超声波阵列基板100，包括阵列排布的传感器组1001、以及用于选通各所述传感器组的第一行选通信号线1002和第一列选通信号线1003；
每个传感器组1001包括阵列排布的传感单元10011、用于选通各所述传感单元的第二行选通信号线和第二列选通信号线(图中未示出)、以及读取信号线1004，各所述第二列选通信号线分别与所述读取信号线电连接；
所述传感单元10011响应于所述第一行选通信号线和第一列选通信号线选通所属的传感器组1001，并且响应于所述第二行选通信号线和第二列选通信号线的选通将接收的回波信号经所述第二列选通信号线传输至所述读取信号线1004。
在本实施例中，通过采用大规模超声波阵列一方面扩大检测区域以避免人工移动带来的差异，另一方面有效提高测量精度；同时考虑到大规模超声波阵列对检测频率高、布线密度大的问题，通过第一行选通信号和第一列选通信号对分区的传感器组进行选通，并通过时分复用第二行选通信号和第二列选通信号对各分区内的传感单元进行选通并读取回波信号，从而通过嵌套的两层选通信号解决检测频率高和布线密度大的问题，进一步避免信号混叠问题、以及信号强度随距离的衰减问题，从而弥补了现有技术中存在的问题，有效提高测量精度，能够改善超声波检测现状，进而提高检测效率和检测准确率，具有实际应用价值。
在一个具体的示例中，如图2所示，为使用大规模超声波阵列检测待测区域的示意图，其中，包括阵列排布的传感单元10011，超声波发射单元10013，实际检测时，超声波发射单元10013作为声源向待检测区域发送超声波，所述超声波发射单元10013例如为锆酸钛酸铅(PZT)声源，超声波发送至待检测区域后经人途组织反射为回波信号，阵列排布的传感单元10011接收该回波信号；通过包括大规模超声波阵列的检测探头检测待测区域，直接返回该待测区域的回波信号，无需人工移动，从而提高检测精度。
考虑到大规模超声波阵列存在检测频率高、布线密度大的问题，在现有阵列基板采用行选通信号和列选通信号的基础上，进一步对传感单元进行分区，分为多个传感器组，每个传感器组包括阵列排布的多个传感单元，并在传感器组内再次通过行选通信号和列选通信号进行选通，从而通过嵌套的两层选通信号解决检测频率高和布线密度大的问题，进一步避免信号混叠问题、以及信号强度随距离的衰减问题。
具体的，以9×9的传感单元阵列为例进行说明，可以划分为9个3×3的传感器组，即以3×3的小阵列进行分区，在该示例中，第一行选通信号和第一列选通信号用于选通9个分区，第二行选通信号和第二列选通信号用于在每个分区中选通9个传感单元，例如，在一个分区中，通过时分复用在各时隙中通过选通的第二列选通信号线读取各传感单元接收的回波信号并传输至读取线，从而有效降低超声波阵列相对于各传感单元的读取频率和布线数量，本领域技术人员应当理解，分区数量越多信号的读取速度越快。
在实际应用中，首先，控制第一行选通信号线和第一列选通信号线选通一个传感器组，然后，控制第二行选通信号线和第二列选通信号线选通该传感器组的一个传感单元，并通过第二列选通信号线读取出该传感单元的接收的回波信号，并输出至读取信号线。
值得说明的是，本申请对传感器组的分区不作具体限定，可以为行列数量相同的阵列，也可以为行列数量不相同的阵列，本领域技术人员应当根据实际应用需求选择适当的行列数量进行分区，在此不再赘述。
同时，需要说明的是，本实施例使用列选通信号线读取各传感单元的回波信号仅用于说明本申请的具体实施方式，本领域技术人员应当理解，也可以使用行选通信号线读取各传感单元的回波信号，并且无论使用行选通信号线作为输出单元还是使用列选通信号线作为输出单元，均在本申请的保护范围中。
在一个可选的实施例中，所述超声波阵列基板还包括用于接收输入的时间增益控制信号的时间增益控制信号线，每个传感器组根据所述时间增益控制信号调制所述回波信号。
考虑到如图3所示，回波信号的增益随着时间和距离的变化曲线，在本实施例中，通过向各传感器组输入时间增益控制信号以根据接收回波信号的距离和时间对回波信号的放大倍数进行时间增益控制，从而进一步提高检测精度。例如在实际应用中，将时间增益控制信号接入传感器组，同时根据时间增益控制信号调制回波信号，即使用时间增益控制信号控制回波信号的放大倍数以调制回波信号。
在一个具体的示例中，如图4所示，每个传感单元包括超声波传感器PVDF和驱动所述超声波传感器的驱动电路，其中
所述超声波传感器PVDF，包括第一电极、第二电极以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的压电材料层，所述第一电极接入第一电源信号A1，所述第二电极与第一节点N1电连接；
所述驱动电路包括：整流二极管D1，包括第一端和第二端，所述整流二极管的第一端接入第二电源信号Vbias，所述整流二极管的第二端与所述第一节点N1电连接；值得说明的是，如图4所示，通常在整流二极管D1上串联电阻R。
复位器件M1，包括控制端、第一端和第二端，所述复位器件的控制端接入第一复位信号Reset，所述复位器件的第一端接入第三电源信号DRST，所述复位器件的第二端与所述第一节点N1电连接；
存储器件M2，包括第一控制端G1、第二控制端G2、第一端D和第二端S，所述存储器件的第一控制端G1与所述第一节点N1电连接，所述存储器件的第二控制端G2接入所述时间增益控制信号TGC，所述存储器件M2的第一端D接入第四电源信号；
读取器件M3，包括控制端、第一端和第二端，所述读取器件的控制端接入所述第二行选通信号线传送的第二行选通信号Gate，所述读取器件的第一端与所述存储器件的第二端S电连接，所述读取器件的第二端与所述第二列选通信号线电连接。
在本实施例中，存储器件M2为双栅薄膜晶体管，利用双栅薄膜晶体管具有两个栅极的特性，在原栅极信号为超声波传感器PVDF的输出信号的基础上，将时间增益控制信号TGC作为另一个栅极信号引入，从而将时间增益控制信号TGC和超声波传感器PVDF的输出信号以相乘的方式共同作用于存储器件M2，能够实现使用时间增益控制信号TGC以图3所示的时间轴逐次逼近的方式控制超声波传感器PVDF的输出信号，从而进一步提高检测精度。
换句话说，将时间增益控制信号TGC接入到每个传感单元中，并将时间增益控制信号TGC视为超声波传感器PVDF的输出信号的放大控制系数，该控制系数符合图3示出的曲线，根据超声波传感器PVDF接收回波信号的时间而不同。
在一个具体的示例中，如图5所示为图4所述的传感单元的回波信号采集时序图，其中，回波信号为超声波发射单元向待测区域发送的超声波信号被待测区域反射的原始回波信号，DRST为传感单元的驱动信号的复位电源信号，Vbias为信号采集脉冲，Vread为读取器件输出的回波信号，Iout为存储器件M2源级的输出电流，该输出电流的大小由G1栅极采集到的回波信号、以及G2栅极接入的TGC信号的乘积共同决定。
具体回波信号采集过程如下：
t0：初始阶段，超声波发射单元向待测区域发送的超声波信号。
t1：信号到来未开始采样：
其中，Ug(t1)为驱动电路采样的回波信号，U0(t1)为原始回波信号，C0为超声波传感器PVDF的自身电容，C1为G1栅极的寄生电容。
t1-t2：采样阶段，回波信号到来，复位电源信号DRST为低，信号采集脉冲Vbias短暂拉高，向接收节点N1充电，电压存储在寄生电容C1上，最终电位高低受超声回波影响：
其中，Ug(t)为驱动电路采样的回波信号，R为整流二极管的串联电阻，
ia(t)为超声波传感器PVDF的电流，Ub为信号采集脉冲Vbias的幅值。
t2-t3：保持阶段，
其中，tRGW为采样时间，即t2-t1的差值，A为原始回波信号的幅值。
t3-t4：读出阶段，Gate拉高，M3打开，接收节点电位通过M2变换为电流信号，对外输出。
具体的响应方程为：
其中，a、b、c均为中间变量。
响应方程化简为：
即通过上式可得到,使用该种方法连续采集即可得到与原始回波信号波形I0(t)＝A sin(ωt)相比为：幅值相差
倍，相位差角度
并具有偏置c的以t1为自变量的正弦波。
例如在实际应用中，通过将时间增益控制信号接入传感器组的每个传感单元，所述传感单元根据利用双栅薄膜晶体管的存储器件将时间增益控制信号和超声波传感器的输出信号以相乘的方式，实现使用时间增益控制信号调制接收的回波信号，从而进一步提高检测精度。
基于上述实施例的接入时间增益控制信号TGC的传感单元，在一个可选的实施例中，如图6所示，每个传感器组1001还包括与所述第一列选通信号线1003连接的辅助电路，所述辅助电路包括：
第一电容10015，包括第一端和第二端，所述第一电容10015的第一端与所述第一列选通信号线1003的第二节点N2电连接，所述第一电容10015的第二端接入所述第三电源信号；
辅助复位器件10016，包括控制端、第一端和第二端，所述辅助复位器件的控制端接入第二复位信号RESET，所述辅助复位器件的第一端与所述第二节点N2电连接，所述辅助复位器件的第二端接入所述第三电源信号。
在本实施例中，所述第三电源信号为地，其中，第一电容10015用于实现电荷积分，与所述第一电容10015并联的辅助复位器件10016用于在第一列选通信号线1003读取传感器组的各第二列选通信号线10013输出的回波信号后进行复位，从而进一步提高检测精度。
进一步的，如图7所示，在一个可选的实施例中，每个传感器组1001还包括与所述第一列选通信号线1003连接的并且设置在所述辅助电路后端的电压跟随器，所述电压跟随器包括：
第一运放电路10017，包括第一输入端、第二输入端、电源输入端和输出端，所述电压跟随器的第一输入端与所述第二节点N2电连接以接入所述回波信号，所述电压跟随器的第二输入端与所述电压跟随器的输出端电连接，所述电压跟随器的电源输入端接入第五电源信号；以及
第二开关10018，包括控制端、第一端和第二端，所述第二开关的控制端接入所述第一行选通信号Gate，所述第二开关的第一端与所述第一运放电路10017的输出端电连接，所述第二开关的第二端输出所述回波信号。
在本实施例中，所述第五电源信号为高电平信号，所述电压跟随器用于阻抗变换，通过接入的高电平信号提高驱动后续器件的能力。
在一个可选的实施例中，如图8所示，所述电压跟随器包括电流源201、差分运放电路202和漏极跟随晶体管203，其中
所述电流源201包括第一端、第二端和第三端，所述电流源的第一端接入第五电源信号Vdd，所述电流源的第二端与第三节点N3电连接，所述电流源的第三端与第三节点N3电连接，所述第三节点N3与所述电压跟随器的第二输入端V-电连接；
所述差分运放电路202包括第一端、第二端、第三端、第四端和第五端，所述差分运放电路202的第一端与所述第三节点N3电连接，所述差分运放电路202的第二端与所述电压跟随器的第一输入端V+电连接，所述差分运放电路202的第三端与所述第三节点N3电连接，所述差分运放电路202的第四端接入所述第三电源信号；
所述漏极跟随晶体管203包括控制端、第一端和第二端，所述漏极跟随晶体管的控制端与所述差分运放电路的第五端电连接，所述漏极跟随晶体管的第一端与所述第三节点N3电连接，所述漏极跟随晶体管的第二端接入所述第三电源信号。
在本实施例中，所述第三电源信号为地，具体的：所述电流源201包括第一晶体管T1、第六晶体管T6和第七晶体管T7，用于提供静态电流；所述差分运放电路202包括第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4和第五晶体管T5，用于形成差分放大电路，接入电压跟随器的第一输入端V+和电压跟随器的第二输入端V-；所述漏极跟随晶体管203为第八晶体管T8，第八晶体管T8的栅极与第四晶体管T4的漏极电连接，第八晶体管T8的漏极与第四晶体管T4的栅极电连接形成电压跟随晶体管。
本实施例通过设置电压跟随器和辅助电路，一方面能够实现电荷积分和输出数据后的复位操作，另一方面能够提高驱动后续器件的能力，从而提高检测精度。值得说明的是，本领域技术人员应当理解，为进一步提高检测精度，可以在每个第二列选通信号线上设置电压跟随器和辅助电路，或者在每个第二列选通信号线上和每个传感器组连接的第一列选通信号线上设置电压跟随器和辅助电路以进一步提高检测精度。
基于使用时间增益控制信号调制回波信号，如图9所示，在一个具体的实施例中，每个传感器组1001还包括第二运放电路10019，所述第二运放电路10019包括第一输入端、第二输入端、第一电源输入端、第二电源输入端、输出端、以及阈值器件10020，其中
所述第二运放电路10019的第一输入端接入所述时间增益控制信号TGC，所述第二运放电路10019的第二输入端与所述第一列选通线1003电连接以接入所述回波信号，所述第二运放电路10019的第一电源输入端接入第六电源信号，所述第二运放电路10019的第二电源输入端接入第七电源信号，所述第二运放电路10019的输出端输出经所述时间增益控制信号调制后的回波信号；
所述第二运放电路10019的阈值器件10020包括第一端和第二端，所述第一端为同相端，所述第二端为反向端，所述阈值器件10020的第一端与所述第二运放电路10019的第二输入端电连接，所述阈值器件10020的第二端与所述第二运放电路的输出端电连接。
在本实施例中，第六电源信号为VDD，第七电源信号为VNN，通过将时间增益控制信号TGC接入第二运放电路的同相端，将回波信号的电流接入第二运放电路的反相端，基于阈值器件10020的电流与端电压的关系
得到第二运放电路的输出
因此，第二运放电路10019的输出电流经对数运算后与TGC信号相加，从而实现对输出电流i的时间增益控制。换句话说，即将回波信号进行对数变化后与TGC信号以相加的方式实现对回波信号的调制，从而进一步提高检测精度。
例如在实际应用中，通过将时间增益控制信号接入每个传感器组中，所述传感器组阈值器件的特性实现对输出信号的对数变换，从而将对数变换后的回波信号与时间增益控制信号以相加的方式，实现使用时间增益控制信号调制接收的回波信号，从而进一步提高检测精度。
在一个具体的实施例中，如图9所示，所述阈值器件10020为阈值二极管，包括第一端和第二端，所述阈值二极管的第一端与所述第二运放电路的第二输入端电连接，所述阈值二极管的第二端与所述第二运放电路的输出端电连接。
在本实施例中，根据阈值二极管的二极管特性，实现对输出信号的对数变换。
在另一个具体的实施例中，如图10所示，所述阈值器件为阈值三极管，包括控制端、第一端和第二端，所述阈值三极管的控制端和所述阈值三极管的第一端与所述第二运放电路的第二输入端电连接，所述阈值二极管的第二端与所述第二运放电路的输出端电连接
在本实施例中，将阈值三极管的栅极和漏极电连接以具有二极管特性，实现对输出信号的对数变换。
与上述实施例提供的超声波阵列基板相对应，本申请的一个实施例还提供一种利用上述超声波阵列基板的驱动方法，由于本申请实施例提供的驱动方法与上述几种实施例提供的超声波阵列基板相对应，因此在前实施方式也适用于本实施例提供的驱动方法，在本实施例中不再详细描述。
如图11所示，本申请的一个实施例还提供一种利用上述超声波阵列基板的驱动方法，包括：
传感器组响应于第一行选通信号线和第一列选通信号线选通；
所述传感器组的传感单元响应于第二行选通信号线和第二列选通信号线的选通将接收的回波信号经所述第二列选通信号线传输至所述读取信号线。
本实施例通过第一行选通信号和第一列选通信号对分区的传感器组进行选通，并通过时分复用第二行选通信号和第二列选通信号对各分区内的传感单元进行选通并读取回波信号，从而通过嵌套的两层选通信号解决检测频率高和布线密度大的问题，进一步避免信号混叠问题、以及信号强度随距离的衰减问题，从而弥补了现有技术中存在的问题，有效提高测量精度，能够改善超声波检测现状，进而提高检测效率和检测准确率，具有实际应用价值。本实施例的具体实施方式参见前述实施例，在此不再赘述。
在一个可选的实施例中，所述超声波阵列基板还包括用于接收输入的时间增益控制信号的时间增益控制信号线，所述传感器组的传感单元响应于第二行选通信号线和第二列选通信号线的选通将接收的回波信号经所述第二列选通信号线传输至所述读取信号线进一步包括：
所述传感器组根据所述时间增益控制信号调制所述回波信号。
在本实施例中，通过向各传感器组输入时间增益控制信号以根据接收回波信号的距离和时间对回波信号的放大倍数进行时间增益控制，从而进一步提高检测精度。本实施例的具体实施方式参见前述实施例，在此不再赘述。
在一个可选的实施例中，所述传感单元包括超声波传感器和驱动所述超声波传感器的驱动电路，其中，所述超声波传感器，包括第一电极、第二电极以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的压电材料层，所述第一电极接入第一电源信号，所述第二电极与第一节点电连接；所述驱动电路包括：整流二极管，包括第一端和第二端，所述整流二极管的第一端接入第二电源信号，所述整流二极管的第二端与所述第一节点电连接；复位器件，包括控制端、第一端和第二端，所述复位器件的控制端接入第一复位信号，所述复位器件的第一端接入第三电源信号(复位电源信号)，所述复位器件的第二端与所述第一节点电连接；存储器件，包括第一控制端、第二控制端、第一端和第二端，所述存储器件的第一控制端与所述第一节点电连接，所述存储器件的第二控制端接入所述时间增益控制信号，所述存储器件的第一端接入第四电源信号；读取器件，包括控制端、第一端和第二端，所述读取器件的控制端接入所述第二行选通信号线传送的第二行选通信号，所述读取器件的第一端与所述存储器件的第二端电连接，所述读取器件的第二端与所述第二列选通信号线电连接；
所述传感器组根据所述时间增益控制信号调制所述回波信号进一步包括：所述传感单元根据所述存储器件接入所述时间增益控制信号以调制所述存储器件接入的所述回波信号，并输出经所述时间增益控制信号调制后的回波信号。
在本实施例中，通过利用双栅薄膜晶体管具有两个栅极的特性，在原栅极信号为超声波传感器的输出信号的基础上，将时间增益控制信号作为另一个栅极信号引入，从而将时间增益控制信号和超声波传感器的输出信号以相乘的方式共同作用于存储器件，能够实现使用时间增益控制信号以图3所示的时间轴逐次逼近的方式控制超声波传感器的输出信号，从而进一步提高检测精度。本实施例的具体实施方式参见前述实施例，在此不再赘述。
在一个可选的实施例中，所述传感器组还包括第二运放电路，所述第二运放电路包括第一输入端、第二输入端、第一电源输入端、第二电源输入端、输出端、以及阈值器件，其中所述第二运放电路的第一输入端接入所述时间增益控制信号，所述第二运放电路的第二输入端与所述读取信号线电连接以接入所述回波信号，所述第二运放电路的第一电源输入端接入第六电源信号，所述第二运放电路的第二电源输入端接入第七电源信号；所述阈值器件包括第一端和第二端，所述阈值器件的第一端与所述第二运放电路的第二输入端电连接，所述阈值器件的第二端与所述第二运放电路的输出端电连接；
所述传感器组根据所述时间增益控制信号调制所述回波信号进一步包括：所述传感器组根据所述第二运放电路接入所述时间增益控制信号以调制所述第二运放电路接入的所述回波信号，并输出经所述时间增益控制信号调制后的回波信号。
在本实施例中，通过将时间增益控制信号接入每个传感器组中，并将回波信号进行对数变化后与TGC信号以相加的方式实现对回波信号的调制，从而进一步提高检测精度。本实施例的具体实施方式参见前述实施例，在此不再赘述。
基于上述实施例的超声波阵列基板，如图12所示，本发明的一个实施例提供了一种超声波检测系统，包括上述实施例的超声波阵列基板、模数转换单元、数模转换单元和控制器，其中
所述控制器配置为：控制数模转换单元将接收的数字信号转换为模拟信号并传输至所述超声波阵列基板；生成第一行选通信号线和第一列选通信号线以选通所述超声波阵列基板的传感器组；生成第一行选通信号线和第一列选通信号线以选通所述传感器组的传感单元，以使得所述传感单元将接收的回波信号经所述第二列选通信号线传输至所述读取信号线；控制模数转换单元将所述回波信号转换为数字信号并输出数字回波信号。
在本实施例中，控制器根据分区设置的传感器组和每个传感器组内的传感单元，生成第一行选通信号和第一列选通信号对分区的传感器组进行选通的同时，生成第二行选通信号和第二列选通信号对各分区内的传感单元进行选通并读取回波信号，从而通过嵌套的两层选通信号解决检测频率高和布线密度大的问题，进一步避免信号混叠问题、以及信号强度随距离的衰减问题，从而弥补了现有技术中存在的问题，有效提高测量精度，能够改善超声波检测现状，进而提高检测效率和检测准确率，具有实际应用价值。
与上述实施例提供的超声波检测系统相对应，本申请的一个实施例还提供一种利用上述超声波检测系统的应用方法，如图13所示，包括：
控制数模转换单元将接收的数字信号转换为模拟信号并传输至所述超声波阵列基板；
生成第一行选通信号线和第一列选通信号线以选通所述超声波阵列基板的传感器组；
生成第一行选通信号线和第一列选通信号线以选通所述传感器组的传感单元，以使得所述传感单元将接收的回波信号经所述第二列选通信号线传输至所述读取信号线；
控制模数转换单元将所述回波信号转换为数字信号并输出数字回波信号。
在本实施例中，首先通过数模转换单元对接收的数字信号进行转换并传输至超声波阵列基板，再生成用于选通各传感器组的第一行选通信号线和第一列选通信号线，以及生成用于选通传感器组中各传感单元的第二行选通信号线和第二列选通信号线，从而利用嵌套的两层选通信号进行时分复用以读取各传感单元接收的回波信号，能够解决检测频率高和布线密度大的问题，进一步避免信号混叠问题、以及信号强度随距离的衰减问题，从而弥补了现有技术中存在的问题，有效提高测量精度，能够改善超声波检测现状，进而提高检测效率和检测准确率，具有实际应用价值。
在一个可选的实施例中，在所述生成第一行选通信号线和第一列选通信号线以选通所述传感器组的传感单元之后，所述应用方法还包括：
使用预设置的回波信号识别模型识别所述回波信号并输出识别后的回波信号。
在本实施例中，考虑到超声波检测系统在实际应用过程中，由于人体组织内具有多个目标物，各目标物在接收到激励超声信号后向不同方向反射，因此各传感单元存在接收到多个目标的多个回波信号，所述多个回波信号在单个传感单元的接收时间线上呈现为不同时刻的回波，或者呈现为互相叠加的回波。针对互相叠加的回波信号，制定一种基于深度学习的用于识别回波信号的回波信号识别模型，用于对接收的任意回波波形进行识别、以输出实际回波信号源数量以及各信号源的对应波形。所述回波信号识别模型为CNN、DBN和DBM的至少一个。
在一个可选的实施例中，如图13所示，在使用预设置的回波信号识别模型识别所述回波信号并输出识别后的回波信号之前，所述应用方法还包括：
以不同的脉冲宽度采集所述回波信号的波形以获得第一训练样本；
对所述第一训练样本进行随机组合以获得增强的第二训练样本；
使用所述第二训练样本对所述回波信号识别模型进行训练。
在本实施例中，考虑到训练回波信号识别模型需要大量的训练样本，预先建立波形数据库：
首先，通过将任意数量、任意时刻不同大小回波信号进行叠加获得的叠加波形作为训练数据库。
其次，对训练数据库中的波形数据，以不同的脉冲宽度进行数据采样并获得第一训练样本。
具体的，考虑到超声医疗中信号频率大于MHz，受限于薄膜晶体管TFT频响特性的不足，对于高速信号采集需采用一种可以将交流变直流再恢复交流的方式实现信号的采集。例如使用本申请的实施例中的驱动各超声波传感器的驱动电路采集回波信号，超声回波信号为正弦波信号，通过多次以不同时刻为起点即以t1为起点使用信号采集脉冲Vbias进行信号采集，例如多次发射多次接收，每次采集时刻不同，获得与原始回波信号波形U0(t)＝A sin(ωt)具有幅值相差
倍，相位差角度
并具有偏置信号c的以t1为自变量的正弦信号：
其中，a、b、c的值与超声波传感器的电容C0、驱动电路引线上寄生电容C1、原始信号幅值A，整流二极管的电阻R，采样脉冲宽度tw相关。即通过多次以指定的脉冲宽度，以不同t1为起始时刻重复使用信号采集脉冲Vbias进行信号采集的等效采样过程，即可实现一个超声回波信号的采样，其中两次采样间隔△t1为采样率。
在本实施例中，考虑到不同波形数据起始结束时刻、幅值大小、衰减系数的不同，需要以不同的脉冲宽度，如图14所示，即以不同脉冲宽度tw1、tw2和tw3进行多次采样得到多个具有一定幅值与相位差异的原始波形的采样数据,这些每次采样得到的数据与叠加前各独立信号源的波形数据具有一定内在联系和规律；例如对于一个1us周期信号，以50-1000ns范围内几个不同采样宽度为采样脉宽，从而获得第一训练样本。
再次，对所述第一训练样本进行随机组合以获得增强的第二训练样本。
具体的，如图15所示，对于若干个模拟的回波波形进行拆分，例如拆分为L1、L2和L3三个子回波信号，对其进行任意组合如L1+L2、L1+L2+L3、L2+L3等以增强训练样本数量，并获得第二训练样本。
最后，使用所述第二训练样本对所述回波信号识别模型进行训练。
根据获取的第二训练样本作为待训练的回波信号识别模型的输入向量，同时以每一个输入的训练数据所对应的信号源数量以及各信号源波形即作为输出向量，进行训练。
本发明的另一个实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现：控制数模转换单元将接收的数字信号转换为模拟信号并传输至所述超声波阵列基板；生成第一行选通信号线和第一列选通信号线以选通所述超声波阵列基板的传感器组；生成第一行选通信号线和第一列选通信号线以选通所述传感器组的传感单元，以使得所述传感单元将接收的回波信号经所述第二列选通信号线传输至所述读取信号线；控制模数转换单元将所述回波信号转换为数字信号并输出数字回波信号。
在实际应用中，所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
如图16所示，本发明的另一个实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。图16显示的计算机设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图16所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图16未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图16中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM，DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图16所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图16中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理器单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的一种超声波检测系统的应用方法。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (18)
1.一种超声波阵列基板，其特征在于，包括阵列排布的传感器组、以及用于选通各所述传感器组的第一行选通信号线和第一列选通信号线；
每个传感器组包括阵列排布的传感单元、用于选通各所述传感单元的第二行选通信号线和第二列选通信号线、以及读取信号线，各所述第二列选通信号线分别与所述读取信号线电连接；
所述传感单元响应于所述第一行选通信号线和第一列选通信号线选通所属的传感器组，并且响应于所述第二行选通信号线和第二列选通信号线的选通将接收的回波信号经所述第二列选通信号线传输至所述读取信号线。
2.根据权利要求1所述的超声波阵列基板，其特征在于，还包括用于接收输入的时间增益控制信号的时间增益控制信号线，每个传感器组根据所述时间增益控制信号调制所述回波信号。
3.根据权利要求2所述的超声波阵列基板，其特征在于，所述传感单元包括超声波传感器和驱动所述超声波传感器的驱动电路，其中
所述超声波传感器，包括第一电极、第二电极以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的压电材料层，所述第一电极接入第一电源信号，所述第二电极与第一节点电连接；
所述驱动电路包括：整流二极管，包括第一端和第二端，所述整流二极管的第一端接入第二电源信号，所述整流二极管的第二端与所述第一节点电连接；
复位器件，包括控制端、第一端和第二端，所述复位器件的控制端接入第一复位信号，所述复位器件的第一端接入第三电源信号，所述复位器件的第二端与所述第一节点电连接；
存储器件，包括第一控制端、第二控制端、第一端和第二端，所述存储器件的第一控制端与所述第一节点电连接，所述存储器件的第二控制端接入所述时间增益控制信号，所述存储器件的第一端接入第四电源信号；
读取器件，包括控制端、第一端和第二端，所述读取器件的控制端接入所述第二行选通信号线传送的第二行选通信号，所述读取器件的第一端与所述存储器件的第二端电连接，所述读取器件的第二端与所述第二列选通信号线电连接。
4.根据权利要求3所述的超声波阵列基板，其特征在于，每个传感器组还包括与所述第一列选通信号线连接的辅助电路，所述辅助电路包括：
第一电容，包括第一端和第二端，所述第一电容的第一端与所述第一列选通信号线的第二节点电连接，所述第一电容的第二端接入所述第三电源信号；
辅助复位器件，包括控制端、第一端和第二端，所述辅助复位器件的控制端接入第二复位信号，所述辅助复位器件的第一端与所述第二节点电连接，所述辅助复位器件的第二端接入所述第三电源信号。
5.根据权利要求4所述的超声波阵列基板，其特征在于，每个传感器组还包括与所述第一列选通信号线连接的并且设置在所述辅助电路后端的电压跟随器，所述电压跟随器包括：
第一运放电路，包括第一输入端、第二输入端、电源输入端和输出端，所述电压跟随器的第一输入端与所述第二节点电连接以接入所述回波信号，所述电压跟随器的第二输入端与所述电压跟随器的输出端电连接，所述电压跟随器的电源输入端接入第五电源信号；以及
第二开关，包括控制端、第一端和第二端，所述第二开关的控制端接入所述第一行选通信号，所述第二开关的第一端与所述第一运放电路的输出端电连接，所述第二开关的第二端输出所述回波信号。
6.根据权利要求5所述的超声波阵列基板，其特征在于，所述电压跟随器包括电流源、差分运放电路和漏极跟随晶体管，其中
所述电流源包括第一端、第二端和第三端，所述电流源的第一端接入第五电源信号，所述电流源的第二端与第三节点电连接，所述电流源的第三端与第三节点电连接，所述第三节点与所述电压跟随器的第二输入端电连接；
所述差分运放电路包括第一端、第二端、第三端、第四端和第五端，所述差分运放电路的第一端与所述第三节点电连接，所述差分运放电路的第二端与所述电压跟随器的第一输入端电连接，所述差分运放电路的第三端与所述第三节点电连接，所述差分运放电路的第四端接入所述第三电源信号；
所述漏极跟随晶体管包括控制端、第一端和第二端，所述漏极跟随晶体管的控制端与所述差分运放电路的第五端电连接，所述漏极跟随晶体管的第一端与所述第三节点电连接，所述漏极跟随晶体管的第二端接入所述第三电源信号。
7.根据权利要求2所述的超声波阵列基板，其特征在于，每个传感器组还包括第二运放电路，所述第二运放电路包括第一输入端、第二输入端、第一电源输入端、第二电源输入端、输出端、以及阈值器件，其中
所述第二运放电路的第一输入端接入所述时间增益控制信号，所述第二运放电路的第二输入端与所述第一列选通信号线电连接以接入所述回波信号，所述第二运放电路的第一电源输入端接入第六电源信号，所述第二运放电路的第二电源输入端接入第七电源信号，所述第二运放电路的输出端输出经所述时间增益控制信号调制后的回波信号；
所述第二运放电路的阈值器件包括第一端和第二端，所述阈值器件的第一端与所述第二运放电路的第二输入端电连接，所述阈值器件的第二端与所述第二运放电路的输出端电连接。
8.根据权利要求7所述的超声波阵列基板，其特征在于，
所述阈值器件为阈值二极管，包括第一端和第二端，所述阈值二极管的第一端与所述第二运放电路的第二输入端电连接，所述阈值二极管的第二端与所述第二运放电路的输出端电连接；
或者
所述阈值器件为阈值三极管，包括控制端、第一端和第二端，所述阈值三极管的控制端和所述阈值三极管的第一端与所述第二运放电路的第二输入端电连接，所述阈值二极管的第二端与所述第二运放电路的输出端电连接。
9.一种应用如权利要求1-8中任一项所述的超声波阵列基板的驱动方法，其特征在于，包括：
传感器组响应于第一行选通信号线和第一列选通信号线选通；
所述传感器组的传感单元响应于第二行选通信号线和第二列选通信号线的选通将接收的回波信号经所述第二列选通信号线传输至所述读取信号线。
10.根据权利要求9所述的驱动方法，其特征在于，所述超声波阵列基板还包括用于接收输入的时间增益控制信号的时间增益控制信号线，所述传感器组的传感单元响应于第二行选通信号线和第二列选通信号线的选通将接收的回波信号经所述第二列选通信号线传输至所述读取信号线进一步包括：
所述传感器组根据所述时间增益控制信号调制所述回波信号。
11.根据权利要求10所述的驱动方法，其特征在于，所述传感单元包括超声波传感器和驱动所述超声波传感器的驱动电路，所述超声波传感器，包括第一电极、第二电极以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的压电材料层，所述第一电极接入第一电源信号，所述第二电极与第一节点电连接；所述驱动电路包括：整流二极管，包括第一端和第二端，所述整流二极管的第一端接入第二电源信号，所述整流二极管的第二端与所述第一节点电连接；复位器件，包括控制端、第一端和第二端，所述复位器件的控制端接入第一复位信号，所述复位器件的第一端接入第三电源信号，所述复位器件的第二端与所述第一节点电连接；存储器件，包括第一控制端、第二控制端、第一端和第二端，所述存储器件的第一控制端与所述第一节点电连接，所述存储器件的第二控制端接入所述时间增益控制信号，所述存储器件的第一端接入第四电源信号；读取器件，包括控制端、第一端和第二端，所述读取器件的控制端接入所述第二行选通信号线传送的第二行选通信号，所述读取器件的第一端与所述存储器件的第二端电连接，所述读取器件的第二端与所述第二列选通信号线电连接；
所述传感器组根据所述时间增益控制信号调制所述回波信号进一步包括：所述传感单元根据所述存储器件接入所述时间增益控制信号以调制所述存储器件接入的所述回波信号，并输出经所述时间增益控制信号调制后的回波信号。
12.根据权利要求10所述的驱动方法，其特征在于，所述传感器组还包括第二运放电路，所述第二运放电路包括第一输入端、第二输入端、第一电源输入端、第二电源输入端、输出端、以及阈值器件，其中所述第二运放电路的第一输入端接入所述时间增益控制信号，所述第二运放电路的第二输入端与所述第一列选通信号线电连接以接入所述回波信号，所述第二运放电路的第一电源输入端接入第六电源信号，所述第二运放电路的第二电源输入端接入第七电源信号；所述第二运放电路的阈值器件包括第一端和第二端，所述阈值器件的第一端与所述第二运放电路的第二输入端电连接，所述阈值器件的第二端与所述第二运放电路的输出端电连接；
所述传感器组根据所述时间增益控制信号调制所述回波信号进一步包括：所述传感器组根据所述第二运放电路接入所述时间增益控制信号以调制所述第二运放电路接入的所述回波信号，并输出经所述时间增益控制信号调制后的回波信号。
13.一种超声波检测系统，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的超声波阵列基板、模数转换单元、数模转换单元和控制器，其中
所述控制器配置为：
控制数模转换单元将接收的数字信号转换为模拟信号并传输至所述超声波阵列基板；
生成第一行选通信号线和第一列选通信号线以选通所述超声波阵列基板的传感器组；
生成第一行选通信号线和第一列选通信号线以选通所述传感器组的传感单元，以使得所述传感单元将接收的回波信号经所述第二列选通信号线传输至所述读取信号线；
控制模数转换单元将所述回波信号转换为数字信号并输出数字回波信号。
14.一种应用如权利要求13所述的超声波检测系统的应用方法，其特征在于，包括：
控制数模转换单元将接收的数字信号转换为模拟信号并传输至所述超声波阵列基板；
生成第一行选通信号线和第一列选通信号线以选通所述超声波阵列基板的传感器组；
生成第一行选通信号线和第一列选通信号线以选通所述传感器组的传感单元，以使得所述传感单元将接收的回波信号经所述第二列选通信号线传输至所述读取信号线；
控制模数转换单元将所述回波信号转换为数字信号并输出数字回波信号。
15.根据权利要求14所述的应用方法，其特征在于，在所述生成第一行选通信号线和第一列选通信号线以选通所述传感器组的传感单元之后，所述应用方法还包括：
使用预设置的回波信号识别模型识别所述回波信号并输出识别后的回波信号。
16.根据权利要求15所述的应用方法，其特征在于，在使用预设置的回波信号识别模型识别所述回波信号并输出识别后的回波信号之前，所述应用方法还包括：
以不同的脉冲宽度采集所述回波信号的波形以获得第一训练样本；
对所述第一训练样本进行随机组合以获得增强的第二训练样本；
使用所述第二训练样本对所述回波信号识别模型进行训练。
17.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求14-16中任一项所述的方法。
18.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求14-16中任一项所述的方法。
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