CN116327238A - 超声成像方法和超声成像系统 - Google Patents

Abstract

一种超声成像方法和超声成像系统，该超声成像方法包括：控制超声探头以至少两种不同的发射角度向被测对象的目标区域发射超声波；接收目标区域返回的超声波的回波，以得到不同发射角度对应的超声回波信号；对不同发射角度对应的超声回波信号进行空间对齐；对空间对齐后的超声回波信号进行包络检测和对数压缩，以将超声回波信号从复信号变换为实信号；将包络检测和对数压缩后的超声回波信号进行复合，并根据复合后的超声回波信号生成超声图像数据。本发明在包络检测和对数压缩之前对超声回波信号进行空间对齐，在包括检测和对数压缩之后进行空间复合，能够减少信息量的损失，增加超声图像的信噪比，提高超声图像的质量。

Description

超声成像方法和超声成像系统

技术领域

本发明涉及超声成像技术领域，更具体地涉及一种超声成像方法和超声成像系统。

背景技术

超声成像具有实时成像、无辐射、受众人群广、价格便宜等优点，目前已广泛应用于医学临床诊断和常规体检中，超声图像的质量对于临床诊断来说是至关重要的。

空间复合是超声成像中的一项重要技术，是将不同角度的超声数据进行叠加复合，以降低超声图像的散斑噪声，同时增强组织的边界显示，提升图像质量。目前的空间复合技术不能获得理想的效果。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明实施例一方面提供了种超声成像方法，所述方法包括：

控制超声探头以至少两种不同的发射角度向被测对象的目标区域发射超声波；

接收所述目标区域返回的所述超声波的回波，以得到不同发射角度对应的超声回波信号；

对所述不同发射角度对应的超声回波信号进行空间对齐；

对空间对齐后的所述超声回波信号进行包络检测和对数压缩，以将所述超声回波信号从复信号变换为实信号；

将包络检测和对数压缩后的超声回波信号进行复合，并根据复合后的超声回波信号生成超声图像数据。

在一个实施例中，所述对所述不同发射角度对应的超声回波信号进行空间对齐，包括：

对所述超声回波信号进行坐标变换，以将不同发射角度对应的超声回波信号变换到同一坐标系下；

对坐标变换后的超声回波信号进行插值操作，以将所述坐标变换后的超声回波信号统一到相同的网格点中。

在一个实施例中，在对所述不同发射角度对应的超声回波信号进行空间对齐之前，所述方法还包括：

分别对每个发射角度对应的超声回波信号中不同通道的信号进行波束合成。

在一个实施例中，所述方法还包括：

在进行所述波束合成之前或进行所述波束合成之后，对所述不同通道的信号进行解调。

在一个实施例中，在进行所述波束合成之前，还包括对所述超声回波信号进行增益放大、滤波和模数转换。

在一个实施例中，所述将包络检测和对数压缩后的超声回波信号进行复合，包括：

根据预设的权重系数，将不同发射角度对应的超声回波信号进行复合。

在一个实施例中，所述将包络检测和对数压缩后的超声回波信号进行复合，包括：

根据自适应计算权重系数，将不同发射角度对应的超声回波信号进行复合。

在一个实施例中，所述超声波为聚焦超声波或非聚焦超声波。

在一个实施例中，所述控制超声探头以至少两种不同的发射角度向被测对象的目标区域发射超声波，包括：

控制所述超声探头依次向不同的发射角度发射所述超声波。

本发明实施例第二方面提供一种超声成像系统，所述超声成像系统包括：

超声探头；

发射电路，用于激励所述超声探头以至少两种不同的发射角度向被测对象的目标区域发射超声波；

接收电路，用于控制所述超声探头接收所述超声波的回波，以得到不同发射角度对应的超声回波信号；

处理器，用于执行如上所述的超声成像方法，以得到超声图像数据。

本发明实施例的超声成像方法和超声成像系统在包络检测和对数压缩之前对超声回波信号进行空间对齐，在包括检测和对数压缩之后进行空间复合，能够减少信息量的损失，增加超声图像的信噪比，提高超声图像的质量。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1示出根据本发明一个实施例的超声成像系统的结构框图；

图2示出根据本发明一个实施例的超声成像方法的示意性流程图；

图3A示出目前的空间复合的流程图；

图3B示出根据本发明一个实施例的空间复合的流程图；

图4示出根据本发明一个实施例的空间对齐的示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的可选实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

下面，首先参考图1描述根据本发明一个实施例的超声成像系统，图1示出了根据本发明实施例的超声成像系统100的示意性结构框图。

如图1所示，超声成像系统100包括超声探头110、发射电路112、接收电路114、处理器116和显示器118。进一步地，超声成像系统还可以包括发射/接收选择开关120和波束合成模块122，发射电路112和接收电路114可以通过发射/接收选择开关120与超声探头110连接。

超声探头110包括多个换能器阵元，多个换能器阵元可以排列成一排构成线阵，或排布成二维矩阵构成面阵，多个换能器阵元也可以构成凸阵列。换能器阵元用于根据激励电信号发射超声波，或将接收的超声波转换为电信号，因此每个换能器阵元可用于实现电脉冲信号和超声波的相互转换，从而实现向被测对象的目标区域的组织发射超声波、也可用于接收经组织反射回的超声波回波。

在进行超声成像时，可以通过发射序列和接收序列控制哪些换能器阵元用于发射超声波，哪些换能器阵元用于接收超声波，或者控制换能器阵元分时隙用于发射超声波或接收超声波的回波。参与超声波发射的换能器阵元可以同时被电信号激励，从而同时发射超声波；或者，参与超声波束发射的换能器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。

在超声成像过程中，发射电路112根据处理器116的控制产生发射序列，发射序列用于控制多个换能器阵元中的部分或者全部向目标组织发射超声波。发射序列参数包括发射用的换能器阵元位置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。一些情况下，发射电路112还用于对发射的波束进行相位延迟，使不同的能器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。不同成像模式对应的发射序列参数可能不同，超声回波信号经接收电路114接收并经后续的模块和相应算法处理后，可以生成不同成像模式的超声图像。

接收电路114可以包括一个或多个放大器、模数转换器等。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，模数转换器用于对模拟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信号，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。接收电路114将超声回波信号发送至波束合成模块122进行处理。

波束合成模块122对超声回波信号进行聚焦延时、加权和通道求和等处理，然后送入处理器116。处理器116对超声回波信号进行信号检测、信号增强、数据转换、对数压缩等处理形成超声图像。处理器116得到的超声图像可以在显示器118上显示，也可以存储于存储器124中。

可选地，处理器116可以实现为软件、硬件、固件或其任意组合，并且可以使用单个或多个专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、单个或多个通用集成电路、单个或多个微处理器、单个或多个可编程逻辑器件、或者前述电路和/或器件的任意组合、或者其他适合的电路或器件。并且，处理器116可以控制所述超声成像系统100中的其它组件以执行本说明书中的各个实施例中的方法的相应步骤。

显示器118与处理器116连接，显示器118可以为触摸显示屏、液晶显示屏等；或者，显示器118可以为独立于超声成像系统100之外的液晶显示器、电视机等独立显示器；或者，显示器118可以是智能手机、平板电脑等电子设备的显示屏，等等。其中，显示器118的数量可以为一个或多个。

显示器118可以显示处理器116得到的超声图像。此外，显示器118在显示超声图像的同时还可以提供给用户进行人机交互的图形界面，在图形界面上设置一个或多个被控对象，提供给用户利用人机交互装置输入操作指令来控制这些被控对象，从而执行相应的控制操作。例如，在图形界面上显示图标，利用人机交互装置可以对该图标进行操作，用来执行特定的功能，例如在超声图像上绘制出感兴趣区域框等。

可选地，超声成像系统100还可以包括显示器118之外的其他人机交互装置，其与处理器116连接，例如，处理器116可以通过外部输入/输出端口与人机交互装置连接，外部输入/输出端口可以是无线通信模块，也可以是有线通信模块，或者两者的组合。外部输入/输出端口也可基于USB、如CAN等总线协议、和/或有线网络协议等来实现。

其中，人机交互装置可以包括输入设备，用于检测用户的输入信息，该输入信息例如可以是对超声波发射/接收时序的控制指令，可以是在超声图像上绘制出点、线或框等的操作输入指令，或者还可以包括其他指令类型。输入设备可以包括键盘、鼠标、滚轮、轨迹球、移动式输入设备(例如带触摸显示屏的移动设备、手机等等)、多功能旋钮等等其中之一或者多个的结合。人机交互装置还可以包括诸如打印机之类的输出设备。

超声成像系统100还可以包括存储器124，用于存储处理器执行的指令、存储接收到的超声回波、存储超声图像，等等。存储器可以为闪存卡、固态存储器、硬盘等。其可以为易失性存储器和/或非易失性存储器，为可移除存储器和/或不可移除存储器等。

应理解，图1所示的超声成像系统100所包括的部件只是示意性的，其可以包括更多或更少的部件。本发明对此不限定。

下面，将参考图2描述根据本发明实施例的超声成像方法。图2是本发明实施例的超声成像方法200的一个示意性流程图。

如图2所示，本发明一个实施例的超声成像方法200包括如下步骤：

在步骤S210，控制超声探头以至少两种不同的发射角度向被测对象的目标区域发射超声波；

在步骤S220，接收所述目标区域返回的所述超声波的回波，以得到不同发射角度对应的超声回波信号；

在步骤S230，对所述不同发射角度对应的超声回波信号进行空间对齐；

在步骤S240，对空间对齐后的所述超声回波信号进行包络检测和对数压缩，以将所述超声回波信号从复信号变换为实信号；

在步骤S250，将包络检测和对数压缩后的超声回波信号进行复合，并根据复合后的超声回波信号生成超声图像数据。

本发明实施例涉及超声空间复合技术，即对同一目标区域在多个发射角度下进行超声扫描，并对多个发射角度下得到的超声回波信号进行叠加复合。空间复合能够降低超声成像形成的散斑噪声，使散斑形成的方差变小，并且使散射体边缘或者组织边界的可见性增加，改善图像质量。

其中，散斑噪声是均匀组织的散射回波相干叠加所产生的斑点，其本质并非噪声，但由于均匀组织理想情况下应为光滑的图像，因此这些斑点成为了影响图像效果的噪声。如果固定超声探头与组织的相对位置，斑点的位置是固定不变的，但如果改变了超声探头与组织的相对位置，则斑点图像的位置也会发生改变。空间复合技术基于以上原理，超声探头与组织的相对位置依然保持不变，但是声束扫描的方向发生了改变，等效于超声探头与组织的位置发生了改变，从而获得了完全不同的斑点图像；空间对齐后，不同角度下的斑点噪声不在对应于相同像素点，因此图像叠加后可获得平滑的效果。

并且，空间复合还能够对不同倾斜角的强反射界面产生更好显示效果。由于超声入射到组织中的强反射界面时，会产生较强的反射作用，使得只有当入射方向与反射界面垂直时，超声回波信号才能回到超声探头。不同偏转角度下的扫描能够检测到不同方向的界面；当组织界面是曲面时，由于曲面的不同部分在不同的偏转角度下得到成像，因此经过空间复合之后，曲面的连续性能够得到提升。

空间复合主要包括对不同发射角度得到的超声回波信号进行空间对齐，以及对空间对齐后的超声回波信号进行复合。以往的空间复合技术在包括检测和对数压缩之后进行空间对齐和复合，而本发明实施例的超声成像方法200在包络检测和对数压缩之前对超声回波信号进行空间对齐，在包括检测和对数压缩之后进行空间复合，能够减少信息量的损失，增加超声图像的信噪比，提高超声图像的质量。

本发明实施例的超声成像方法可以用于灰阶成像，也可以应用于多普勒成像模式以及其他成像模式；空间上可以应用于常规的二维超声成像，也可以应用于三维超声成像或四维超声成像。

示例性地，在步骤S210，不同发射角度的超声波分时发射，即控制超声探头依次向不同的发射角度发射超声波。其中，超声探头可以是线阵探头、凸阵探头、平面阵探头、相控阵探头等任意类型的超声探头。超声探头发射的超声波可以是聚焦超声波，也可以是非聚焦超声波。不同的发射角度是通过不同的发射延时而实现的，而超声探头与组织的相对位置保持不变。在一个实施例中，超声探头进行一次垂直发射和至少一次偏转发射。

示例性地，若发射的超声波为聚焦超声波，则控制超声探头的换能器阵列使得超声波束聚焦在目标位置，从而使目标位置处能够获得更好的图像分辨率和对比度；引导不同换能器阵元的声场在目标位置处叠加的过程即发射聚焦过程。

具体地，发射电路产生的发射脉冲按照一定的延时时间对各换能器阵元施加激励，使距离聚焦位置较远的换能器阵元提前发射，相应设置的延迟时间较小；距离聚焦位置较近的换能器后发射，相应设置的延迟时间较长，由此可以使所有换能器阵元发射的超声波同时到达目标位置，在目标位置形成聚焦。对于聚焦超声波来说，不同发射角度对应的聚焦位置不同。

非聚焦超声波主要包括平面波和散射波等。对于平面波来说，可以控制超声探头中的换能器阵元同步激发，以产生平行于换能器阵列平面的超声波；也可以换能器阵元基于偏转角度计算的延迟时间依次激发，以发射具有一定偏转角度的超声波。发散波即在超声探头的后方有一个或多个虚拟的聚焦点，发射波形以虚拟聚焦点为圆心，通过设置发射延时而得到圆弧状的发射波前，随着深度的增加发散波逐渐发散，从而以较小的孔径获得较大的视场。

在步骤S220，接收目标区域返回的超声波的回波，以得到不同发射角度对应的超声回波信号。示例性地，每完成一次发射，则接收电路控制超声探头中的换能器阵元接收目标区域中各接收点对上一步骤中发射的超声波的回波，并转换为电信号，以得到超声回波信号。

由于组织中不同接收点到同一换能器阵元的距离不同，且同一接收点到不同换能器阵元的距离也不同，因此，换能器阵元会在一段时间内接收到信号强度变化的超声回波信号，转换成电信号后成为一段幅度连续变化的模拟信号，该模拟信号称为与本次发射对应的一段通道信号。

示例性地，换能器阵元将接收到的超声波转换为电信号后，还可以对电信号进行增益放大、滤波、模数转换等处理，之后发送到波束合成模块进行波束合成。

具体地，由于超声波在组织中传播时，其强度对着传播距离的增加而减弱，因此需要对超声回波信号进行增益放大，即通过控制放大器的增益变化，使传播距离较远的超声回波信号放大倍数较大，传播距离较近的超声回波信号放大倍数较小，以补偿不同深度的超声波衰减。

与此同时，超声回波信号中的噪声信号也随之放大，且由于噪声不具有超声信号的衰减特征，经过增益放大后，噪声随着不同距离的增加而增大，因此，还需要对增益放大后的超声回波信号进行滤波处理。模数转换是指将模拟信号转换为数字信号，以进行后续的数字信号处理。

之后，分别对每个发射角度对应的超声回波信号中不同通道的信号进行波束合成。波束合成包括对超声回波信号进行相应的延时和加权求和等处理。由于组织中的同一接收点到不同换能器阵元的距离不同，因此，不同换能器阵元输出的同一接收点的通道数据具有延时差异，延时处理的作用是将不同通道的信号进行相位对齐。之后，将同一接收点的不同通道的数据进行加权求和，即可得到波束合成后的超声回波信号。

在波束合成之前或之后，还包括对超声回波信号进行解调。解调用于去除信号载波，提取信号中包含的组织结构信息。解调具体包括正交解调，正交解调能够将射频信号转换为IQ信号。换句话说，解调前的超声回波信号为射频(RF)信号，解调后的超声回波信号为IQ信号(即基带信号)。正交解调之后，超声回波信号被分为相互正交的I和Q两路信号，其中I和Q分别代表同相(In-Phase)和正交(Quadrature)，两路信号主要保留了原信号的低频部分。不论在波束合成之前或之后进行解调，经过波束合成和解调之后所得到的都是IQ复数信号。

在完成波束合成之后，得到是幅度和相位都受调制的信号，为了进一步得到回波的幅度信息来进行成像，还需要进行包络检测。参见图3A，在以往的超声成像过程中，包络检测和对数压缩在空间复合之前进行，即波束合成之后首先进行包络检测，将复数信号转换为实信号，而空间复合是在包络检测和对数压缩等信号处理环节之后针对实数信号进行的，信号的信息量有所缺失。

相比而言，参见图3B，本发明实施例将原有的空间复合步骤进行拆分，不再将空间对齐步骤和复合步骤绑定在一个环节内，将空间对齐转移到包络检测和对数压缩之前进行，而在包括检测和对数压缩之后进行复合。由于空间对齐是针对复数信号进行的，信号的信息量保存得更加完整，从而提高了超声图像的信噪比。

具体地，在完成波束合成之后，首先执行步骤S230，对不同发射角度对应的超声回波信号进行空间对齐。参见图4，空间对齐是将不同接收角度的超声回波信号变换到同一个维度中，图4中偏转实线上的坐标点代表偏转发射对应的接收数据点，垂直虚线上的坐标点代表未偏转发射对应的接收数据点，偏转实线上的坐标点经过空间对齐后转换到垂直虚线坐标系下，形成统一的接收网格点，以便于将每个接收网格点上的数据进行叠加。

具体地，对不同发射角度对应的超声回波信号进行空间对齐包括：对超声回波信号进行坐标变换，以将不同发射角度对应的超声回波信号变换到同一坐标系下；对坐标变换后的超声回波信号进行插值操作，以将坐标变换后的超声回波信号统一到相同的网格点中。

在进行空间变换时，以不同发射角度中的一个对应的坐标系作为基础坐标系，其他发射角度对应的超声回波信号变换到基础坐标系下，基础坐标系包括但不限于垂直发射的超声回波信号所在的坐标系。变换到同一坐标系之后，需要将所有发射角度对应的超声回波信号统一到相同的网格点中，以便于进行叠加。示例性地，可以寻找与目标网格点距离最近的至少两个邻近网格点，从坐标变换后的超声回波信号中获取邻近网格点的超声数据，进行插值运算，以得到目标网格点的超声数据。

由于本发明实施例的坐标变换和插值都是在超声回波信号仍为复数信号时完成，信号的信息量都保存比较完整。坐标变换可以用以下公式来表示：

其中，x_n表示坐标变换后的坐标，x′_n表示坐标变换前的坐标，(a_ij)表示坐标变化矩阵。可见坐标变换是线性矩阵运算，而插值也是线性运算。由于波束合成处理也是线性运算，包络检测和对数压缩改变了信号数据类型和分布范围，将同为线性运算的坐标变换和插值提前到波束合成处理之后、包络检测和对数压缩之前也是可行的。经过坐标变换和插值之后的超声回波信号仍为复信号。

完成空间对齐后，在步骤S240，对空间对齐后的超声回波信号进行包络检测和对数压缩。其中，包络检测的目的是从射频信号中提取幅度信息。示例性地，可以采用希尔伯特变换法进行包络检测，原始信号经过希尔伯特变换得到原始信号的正交信号，以原始信号为实部，以希尔伯特变换得到的正交信号为虚部构造复解析信号，该信号的模即为原始信号的包络。或者，也可以进行IQ解调进行包括检测，IQ解调具有频率选择性，可选择特定的频率成分用于最终的成像，抗干扰能力较强。

经过包络检测之后的超声回波信号，得到的是超声回波信号的幅度包络线。由于通常得到的包络线在归一化之后的取值区间在[0，1]之间，而超声成像系统的显像等级一般是[0，255]之间，因此该包络线上的数值不能直接进行成像，需要将包络线原始的取值区间映射到超声成像系统的显像区间。为了提高对非强聚焦区域的反射回波信号的超声成像效果，所采用的映射方式为对数压缩。经过包络检测和对数压缩后，实信号变换为复信号。

之后，在步骤S250，对不同发射角度的超声回波数据进行复合处理，得到复合后的图像数据。复合处理即同一位置不同发射角度的超声回波信号进行叠加，叠加的方式一般采用加权平均，从而在抑制斑点噪声的同时突出信号特征。复合处理也包括取最大值、取中值等方式。

在对不同角度的超声回波信号进行复合时，需要对不同角度的超声回波信号赋予不同的权重。在一个实施例中，可以根据预设的权重系数，将不同发射角度对应的超声回波信号进行复合。预设的权重系数可以是根据超声探头发射信号和接收信号的几何位置关系计算得到的。

或者，进行空间复合时，可以根据自适应权重系数将不同发射角度对应的超声回波信号进行复合。自适应权重系数是根据超声回波信号本身的特点计算的权重系数，根据自适应权重系数进行动态加权能够有效提升图像质量。在一个实施例中，可以采用相干系数来计算权重，具体包括但不限于广义相干系数、相位相干系数等。自适应加权系数也包括脱离相干系数以外的其他加权系数，例如最小方差等，本发明实施例对此不做限制。

将不同角度的超声回波信号进行复合后，对其进行图像处理，得到可显示的超声图像数据，输出给显示器进行显示。从图像上来说，传统方式是对包络检测和对数压缩之后的实信号进行坐标变换运算，只是对包络信息进行的处理，因此会损失一部分信息，影响超声图像的清晰度。而本发明实施例将坐标变换和插值前移到了包络检测之前，对波束合成之后的复信号进行变换，由于运算对象是复信号，保留的信息更多，运算后也不会影像超声图像的清晰度，增加了超声图像的信噪比；在包络检测和对数压缩之后对不同发射角度对应的超声回波信号进行复合则能够使数据分布范围更广，强弱信号之间的差别更大，进一步提升了超声图像的质量。

综上所述，本发明实施例的超声成像方法200在包络检测和对数压缩之前对超声回波信号进行空间对齐，在包括检测和对数压缩之后进行空间复合，能够减少信息量的损失，提高超声图像的质量。

本发明实施例还提供一种超声成像系统，用于实现上述的超声成像方法200。现在重新参照图1，该超声成像系统可以实现为如图1所示的超声成像系统100，超声成像系统100可以包括超声探头110、发射电路112、接收电路114、处理器116以及显示器118，可选地，超声成像系统100还可以包括发射/接收选择开关120和波束合成模块122，发射电路112和接收电路114可以通过发射/接收选择开关120与超声探头110连接，各个部件的相关描述可以参照上文的相关描述，在此不做赘述。

其中，发射电路112用于激励超声探头110向目标组织发射超声波；接收电路114用于控制超声探头110接收超声波的回波，以获得超声回波信号；处理器116用于执行如上的超声成像方法200的步骤，包括：控制发射电路112激励超声探头110以至少两种不同的发射角度向被测对象的目标区域发射超声波；控制接收电路114控制超声探头110接收目标区域返回的超声波的回波，以得到不同发射角度对应的超声回波信号；对不同发射角度对应的超声回波信号进行空间对齐；对空间对齐后的超声回波信号进行包络检测和对数压缩，以将超声回波信号从复信号变换为实信号；将包络检测和对数压缩后的超声回波信号进行复合，并根据复合后的超声回波信号生成超声图像数据。处理器116还用于控制显示器118显示超声图像。

以上仅描述了超声成像系统各部件的主要功能，更多细节参见对超声成像方法200进行的相关描述。本发明实施例的超声成像系统在包络检测和对数压缩之前对超声回波信号进行空间对齐，在包括检测和对数压缩之后进行空间复合，能够减少信息量的损失，增加超声图像的信噪比，提高超声图像的质量。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的一些模块的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种超声成像方法，其特征在于，所述方法包括：

控制超声探头以至少两种不同的发射角度向被测对象的目标区域发射超声波；

接收所述目标区域返回的所述超声波的回波，以得到不同发射角度对应的超声回波信号；

对所述不同发射角度对应的超声回波信号进行空间对齐；

对空间对齐后的所述超声回波信号进行包络检测和对数压缩，以将所述超声回波信号从复信号变换为实信号；

将包络检测和对数压缩后的超声回波信号进行复合，并根据复合后的超声回波信号生成超声图像数据。

2.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，所述对所述不同发射角度对应的超声回波信号进行空间对齐，包括：

对所述超声回波信号进行坐标变换，以将不同发射角度对应的超声回波信号变换到同一坐标系下；

对坐标变换后的超声回波信号进行插值操作，以将所述坐标变换后的超声回波信号统一到相同的网格点中。

3.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，在对所述不同发射角度对应的超声回波信号进行空间对齐之前，所述方法还包括：

分别对每个发射角度对应的超声回波信号中不同通道的信号进行波束合成。

4.根据权利要求3所述的超声成像方法，其特征在于，还包括：

在进行所述波束合成之前或进行所述波束合成之后，对所述不同通道的信号进行解调。

5.根据权利要求3所述的超声成像方法，其特征在于，在进行所述波束合成之前，还包括对所述超声回波信号进行增益放大、滤波和模数转换。

6.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，所述将包络检测和对数压缩后的超声回波信号进行复合，包括：

根据预设的权重系数，将不同发射角度对应的超声回波信号进行复合。

7.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，所述将包络检测和对数压缩后的超声回波信号进行复合，包括：

根据自适应计算权重系数，将不同发射角度对应的超声回波信号进行复合。

8.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，所述超声波为聚焦超声波或非聚焦超声波。

9.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，所述控制超声探头以至少两种不同的发射角度向被测对象的目标区域发射超声波，包括：

控制所述超声探头依次向不同的发射角度发射所述超声波。

10.一种超声成像系统，其特征在于，所述超声成像系统包括：

超声探头；

发射电路，用于激励所述超声探头以至少两种不同的发射角度向被测对象的目标区域发射超声波；

接收电路，用于控制所述超声探头接收所述超声波的回波，以得到不同发射角度对应的超声回波信号；

处理器，用于执行权利要求1-9中任一项所述的超声成像方法，以得到超声图像数据。

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