CN117770870B - 一种基于双线阵超声波场分离的超声成像方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本说明书公开了一种基于双线阵超声波场分离的超声成像方法及装置。所述方法包括：针对每侧的超声线阵，获取该超声线阵接收到的混叠信号；根据混叠信号在时间域中的不同截距和斜率，将混叠信号转换到表示混叠信号各斜率与截距之间对应关系的目标域中，得到待分离信号；确定透射信号在时间域中对应的目标截距和目标斜率；根据目标斜率和目标截距对待分离信号进行分离，得到待转换透射信号和待转换反射信号；将待转换透射信号和待转换反射信号转换到时间域，得到目标透射信号以及目标反射信号；根据每侧超声线阵对应的目标透射信号进行超声计算层析成像以及目标反射信号进行B型超声成像。
Description
技术领域
本说明书涉及超声信号处理领域，尤其涉及一种基于双线阵超声波场分离的超声成像方法及装置。
背景技术
医疗超声作为一种无侵入、无放射性、实时的医学成像方法，广泛应用于临床辅助检测。通过超声阵列激发和接收到的超声信号来对目标位置进行超声波图像重建，具有实现乳腺癌的早期筛查的前景。
双线阵超声系统可以利用接收到的反射波或透射波信号进行图像重建。然而，现有的双线阵超声系统成像方法通常单侧激发超声波，双侧超声探头接收超声信号，在激发侧同侧，探头阵元接收到的超声信号为反射波信号，在对侧，探头阵元接收到的超声信号为透射波信号，随后将采集端接收到的反射波和透射波信号传输至上位机。在这一过程中，随着采集角度的增加，采集端接收到的超声信号数据量较大，整个数据传输过程所消耗时间较长，导致整体成像效率较低，并且单独利用反射波或透射波信号进行成像重建分辨率也较低。
因此，如何在保证成像准确性的同时，优化传输数据过程，提高医疗超声成像效率以及成像分辨率，是一个亟待解决的问题。
发明内容
本说明书提供一种基于双线阵超声波场分离的超声成像方法及装置，以部分的解决现有技术存在的上述问题。
本说明书采用下述技术方案：
本说明书提供了一种基于双线阵超声波场分离的超声成像方法，由若干超声探头的阵元构成的超声线阵分别布署在检测目标两侧，包括：
针对每侧的超声线阵，获取该超声线阵接收到的混叠信号，其中，所述检测目标单侧的超声线阵向对侧的超声线阵发射超声信号，所述混叠信号为在单侧激发情况下，通过将双侧线阵接收到的超声信号叠加在一起得到的，所述混叠信号中包含有反射信号以及由线阵发射并穿透所述检测目标的透射信号；
根据所述混叠信号在时间域中所对应不同振幅直线的截距和斜率，将所述混叠信号转换到表示各斜率与截距之间对应关系的目标域中，得到待分离信号；
确定透射信号在所述时间域中对应的目标截距和目标斜率；
根据所述目标斜率和所述目标截距对所述待分离信号进行分离，得到待转换透射信号和待转换反射信号；
将所述待转换透射信号和所述待转换反射信号转换到所述时间域，得到目标透射信号以及目标反射信号；
根据每侧超声线阵对应的目标透射信号进行超声计算层析成像以及目标反射信号进行B型超声成像。
可选地，确定透射信号在所述时间域中对应的目标截距，具体包括：
根据参考超声波波速、两侧超声线阵之间的距离、阵元坐标以及入射波的偏转角度，确定所述目标截距。
可选地，确定透射信号在所述时间域中对应的目标斜率，具体包括：
根据入射波的偏转角度和参考超声波波速，确定所述目标斜率。
可选地，根据所述目标斜率和所述目标截距对所述待分离信号进行分离，得到待转换透射信号和待转换反射信号，具体包括：
根据所述目标斜率和所述目标截距，在所述目标域中确定目标信号；
在所述目标域中确定位于所述目标信号预设范围内的信号并进行分离，得到所述待转换透射信号，并将位于所述目标信号预设范围外的信号作为所述待转换反射信号。
可选地，在所述目标域中确定位于所述目标信号预设范围内的信号并进行分离，得到所述待转换透射信号，并将位于所述目标信号预设范围外的信号作为所述待转换反射信号，具体包括：
根据所述目标信号及其预设范围内的信号，确定第一滤波算子以及第二滤波算子，其中，通过所述第一滤波算子进行滤波时，所述目标信号及其预设范围内的信号对应权重为第一权重，剩余信号对应权重为第二权重，通过所述第二滤波算子进行滤波时，所述目标信号及其预设范围外的信号对应权重为第一权重，剩余信号对应权重为第二权重；
通过所述第一滤波算子，提取所述待转换透射信号，以及，通过所述第二滤波算子，提取所述待转换反射信号。
可选地，根据每侧超声线阵对应的目标透射信号进行超声计算层析成像以及目标反射信号进行B型超声成像，具体包括：
改变每侧超声线阵激发平面波超声信号的偏转角度，并接收不同偏转角度下的透射信号以及反射信号；
根据不同偏转角度下每侧超声线阵对应的目标透射信号进行超声计算层析成像以及目标反射信号进行B型超声成像。
可选地，改变每侧超声线阵激发平面波超声信号的偏转角度，并接收不同偏转角度下的透射信号以及反射信号，具体包括：
根据不同偏转角度以及超声线阵中各阵元之间的距离，确定所述各阵元在不同偏转角度下对应的激发时刻；
针对每侧超声线阵，根据所述激发时刻，控制各阵元激发所述超声信号，以使该侧超声线阵接收到不同偏转角度下的反射信号以及透射信号。
本说明书提供了一种基于双线阵超声波场分离的超声成像装置，包括：
获取模块，针对每侧的超声线阵，获取该超声线阵接收到的混叠信号，其中，所述检测目标单侧的超声线阵向对侧的超声线阵发射超声信号，所述混叠信号为在单侧激发情况下，通过将双侧线阵接收到的超声信号叠加在一起得到的，所述混叠信号中包含有反射信号以及由线阵发射并穿透所述检测目标的透射信号；
投影模块，根据所述混叠信号在时间域中所对应不同振幅直线的截距和斜率，将所述混叠信号转换到表示各斜率与截距之间对应关系的目标域中，得到待分离信号；
确定模块，确定透射信号在所述时间域中对应的目标截距和目标斜率；
分离模块，根据所述目标斜率和所述目标截距对所述待分离信号进行分离，得到待转换透射信号和待转换反射信号；
转换模块，将所述待转换透射信号和所述待转换反射信号转换到所述时间域，得到目标透射信号以及目标反射信号；
成像模块，根据每侧超声线阵对应的目标透射信号进行超声计算层析成像以及目标反射信号进行B型超声成像。
本说明书提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于双线阵超声波场分离的超声成像方法。
本说明书提供了一种电子设备，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上述基于双线阵超声波场分离的超声成像方法。
本说明书采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
在本说明书提供的基于双线阵超声波场分离的超声成像方法中，针对每侧的超声线阵，获取该超声线阵接收到的混叠信号；根据混叠信号在时间域中的截距和斜率，将混叠信号向表示混叠信号不同斜率与截距之间对应关系的目标域进行投影，得到待分离信号；确定透射信号在时间域中对应的目标截距和目标斜率；根据目标斜率和目标截距对待分离信号进行分离，得到待转换透射信号和待转换反射信号；将待转换透射信号和待转换反射信号转换到时间域，得到目标透射信号以及目标反射信号；根据每侧超声线阵对应的目标透射信号进行超声计算层析成像以及目标反射信号进行B型超声成像。
从上述方法可以看出，本方案在进行超声信号采集和后续图像重建的过程中，待双侧超声线阵分别完成信号接收之后，将双侧采集到的信号合并后形成一个反射波和透射波混叠的超声信号之后传输至上位机进行处理，相比于将双侧采集到的超声信号分别传输至上位机的方式，有效减少了传输过程中的数据量，极大的提高了后续成像效率，并且，通过将时间域的混叠信号转换到目标域中进行信号分离的方式，能够有效的分离出检测目标所反射的信号以及穿透检测目标的透射信号，保证了成像的准确性，能够处理难以利用混叠信号进行成像的问题，并且根据偏转后多角度目标反射信号复合成像能够进一步提高成像分辨率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本说明书的进一步理解，构成本说明书的一部分，本说明书的示意性实施例及其说明用于解释本说明书，并不构成对本说明书的不当限定。在附图中：
图1为本说明书中提供的一种基于双线阵超声波场分离的超声成像方法的流程示意图；
图2为本说明书中提供的一种混叠信号的变换过程示意图；
图3为本说明书中提供的一种基于双线阵超声波场分离方法的整体过程示意图；
图4为本说明书提供的一种基于双线阵超声波场分离的超声成像装置的示意图；
图5为本说明书提供的一种对应于图1的电子设备示意图。
具体实施方式
为使本说明书的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本说明书技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本说明书保护的范围。
以下结合附图，详细说明本说明书各实施例提供的技术方案。
图1为本说明书中提供的一种基于双线阵超声波场分离的超声成像方法的流程示意图，包括以下步骤：
S101：针对每侧的超声线阵，获取该超声线阵接收到的混叠信号，其中，所述检测目标单侧的超声线阵向对侧的超声线阵发射超声信号，所述混叠信号为在单侧激发情况下，通过将双侧线阵接收到的超声信号叠加在一起得到的，所述混叠信号中包含有反射信号以及由线阵发射并穿透所述检测目标的透射信号。
由于人体内声速变化可以忽略不计，透射波在穿过内部组织之后仍能保留原有的形态特征，当以平面波入射时，二维情况下透射波波前可近似看作为一条直线，基于此，本说明书提供了一种基于双线阵超声波场分离的超声成像方法，将时间域中的混叠信号转换到不同斜率与截距之间对应关系的目标域中进行信号分离。
在本说明书中，用于实现一种基于双线阵超声波场分离的超声成像方法的执行主体可以是上位机等指定设备，为了便于描述，本说明书仅以上位机作为执行主体为例，对一种基于双线阵超声波场分离的超声成像方法进行说明。
其中，上位机中可以内置Matlab应用程序，以及Verasonics系统相关的软件包及应用程序。
超声线阵布署在检测目标两侧，每个超声线阵包含有若干个呈线性排列的超声探头的阵元。
单侧超声线阵中的超声阵元向对侧激发信号（超声波信号），并双侧同时以信号接收模式接收信号，针对每侧阵列，在同侧线阵阵元接收到的是反射波信号，在对侧线阵阵元接收到的是透射波信号，随后将双侧接收到的信号叠加在一起形成混叠信号，该混叠信号包含有该侧的超声阵列所发射的超声波遇到检测目标内部组织或结构后所反射回的反射信号，以及该侧阵列所发射的超声波穿透检测目标的透射信号。
S102：根据所述混叠信号在时间域中所对应不同振幅直线的截距和斜率，将所述混叠信号转换到表示各斜率与截距之间对应关系的目标域中，得到待分离信号。
混叠信号在时间域中可以表示为描述各通道（阵元）接收到的信号强度与时间之间对应关系的信号曲线，而混叠信号的信号曲线在时间域中可以确定出不同振幅直线在时间轴上的截距和斜率的多种组合，因此，上位机可以获取混叠信号在不同振幅上的截距和斜率，并根据这些不同的斜率和截距的组合，将混叠信号向表示混叠信号各斜率与截距之间对应关系的目标域进行投影，得到待分离信号，投影后目标域中的每个点表示在同一振幅直线下叠加后的混叠信号。为了便于理解，本说明书提供了一种混叠信号的变换过程示意图，如图2所示。
图2为本说明书中提供的一种混叠信号的变换过程示意图。
左图显示的是时间域内混叠信号的波形剖面图像，右图为由斜率和截距所构成目标域内的信号图像。在时间域（t-x域）内，经过转换后，对于斜率为，截距为/>的直线，在时间域内沿该直线对波形振幅进行叠加即得到目标域内点/>对应的振幅叠加能量。在右图中，转换到目标域后，横坐标为/>的点对应的振幅叠加能量强度最高，横坐标为/>的点对应的振幅叠加能量强度弱于/>，而横坐标为/>的点对应的振幅叠加能量强度为0。
对于透射信号而言，透射波波前在穿过内部组织之后仍能保留原有的形态特征，当以平面波入射时，可以将透射波波前近似看作为一条直线，因此透射波在目标域中对应一个由目标截距τ和目标斜率p所构成坐标的目标点。经过转换之后，目标域与时间域之间有如下关系：
S为目标域内坐标为的点对应的振幅值，P表示坐标为x的接收阵元接收到的波形信号，/>为坐标为x的接收阵元在t时刻接收到的波形振幅值。
在本说明书中，上位机可以通过拉冬变换将混叠信号由时间域转换至拉冬域，并将拉冬域作为目标域来实现波场分离。该过程可以通过拉冬变换函数实现，其输入数据为混叠信号的时间序列和换能器对应的阵元坐标序列，以及拉冬域截距和斜率区间，其中，混叠信号为原始射频数据，拉冬域截距和斜率区间为用户自定义，以确保透射波信号经过拉冬变换后坐标在所给出的截距和斜率区间内，输入信号维度为时间维度*接收阵元坐标维度，输出数据为变换到自定义截距和斜率区间内的拉冬域数据，即待分离信号。
S103：确定透射信号在所述时间域中对应的目标截距和目标斜率。
上位机可以根据参考超声波波速、两侧超声线阵之间的距离（阵列间距）以及入射波的偏转角度，确定透射波的目标截距。该目标截距可以对应目标域（拉冬域）截距轴上的坐标，透射的目标斜率可以根据入射波的偏转角度和参考超声波波速来进行确定，该目标斜率可以对应透射波在目标域斜率轴上坐标。
假设人体内部声速分布均匀，当以平面波模式激发时，在时间域中，在时间域内，将每个阵元接收到的波形信号按传感器坐标依次排布形成的信号剖面图上，各传感器接收到的透射波初至到达时间可视为与偏转角度和接收阵元位置相关。为了便于理解，在双侧超声线阵中，以激发阵元排列方向为x轴，从左向右为正方向，激发线阵中点作为坐标原点建立坐标系，N为单侧阵元数目，为对应阵元在x轴上坐标，/>对应从左至右第一个阵元在x轴上坐标，/>对应从左至右最后一个阵元在x轴上坐标。平行双线阵阵列之间间距为d，/>为参考声速。定义t=0时刻为仪器启动时刻，/>为仪器启动时刻与超声波场通过激发阵列中心时刻之间的时间间隔。平面波偏转角度为/>，偏转角度大小为透射波波前传播方向与z轴之间形成的夹角角度，定义当波前向右侧传播时，偏转角度为正，当波前向左侧传播时，偏转角度为负。当采集完成时，此时对应的透射波数据为/>，式中/>为坐标为/>的接收阵元接收到平面波波前的时刻，为：
拉冬变换可以表示为：
其中为射线参数（斜率），也称为慢度，/>为对应时间轴上截距，/>与/>的表达式如下：
S104：根据所述目标斜率和所述目标截距对所述待分离信号进行分离，得到待转换透射信号和待转换反射信号。
上位机可以根据目标斜率和目标截距对目标域中的待分离信号进行分离，具体的，上位机可以根据目标斜率和目标截距，在目标域中确定目标信号，进而在目标域中确定位于目标信号预设范围内的信号和范围外的信号并进行分离，得到目标域中的待转换透射信号以及待转换反射信号。该预设范围可以根据实际情况进行设定，本说明书对此不做具体限定。
其中，上位机可以设置滤波算子来分别对目标域中的透射信号以及反射信号进行分离，该滤波算子的编程语言可以为Matlab，在设置提取透射信号的第一滤波算子时，在目标域内取目标斜率和目标截距对应坐标的信号及附近预设区域内的信号，赋权重为1，剩余区域赋权重为0，将待分离信号与滤波算子相乘得到仅包含透射波信息的信号，即待转换透射信号；同样的，设置提取反射信号的第二滤波算子时，在目标域内取目标斜率和目标截距对应坐标的信号及附近预设区域内的信号，赋权重为0，剩余区域赋权重为1，将待分离信号与此时的滤波算子相乘得到仅包含反射波信息的信号，即待转换反射信号。
S105：将所述待转换透射信号和所述待转换反射信号转换到所述时间域，得到目标透射信号以及目标反射信号。
S106：根据每侧超声线阵对应的目标透射信号进行超声计算层析成像以及目标反射信号进行B型超声成像。
上位机可以将目标域中的待转换透射信号和所述待转换反射信号转换到所述时间域，从而得到透射信号和反射信号的时间序列，即目标透射信号和目标反射信号。
上述过程可以通过反拉冬变换函数来实现，其输入为混叠信号的时间序列和阵元坐标序列，预设的拉冬域截距和斜率区间，经过滤波后的拉冬域透射波（待转换透射信号）和反射波数据（待转换反射信号），输出数据为反变换到对应时间和阵元坐标序列的目标透射信号和目标反射信号。
进一步的，上位机可以改变每侧超声线阵激发平面波超声信号的偏转角度，并接收不同偏转角度下的透射信号以及反射信号，之后按照步骤S101~步骤S105的方法进行透射信号与反射信号的分离与转换，得到不同偏转角度下每侧传感器线阵对应的目标透射信号以及目标反射信号，之后根据不同偏转角度下每侧超声线阵对应的目标透射信号进行超声计算层析成像以及目标反射信号进行B型超声成像。
具体的，上位机可以根据不同偏转角度以及超声线阵中阵元的坐标，确定各阵元在不同偏转角度下对应的激发时刻，按照前述参数定义，各阵元对应激发时刻的计算公式可以表示为：
其中，表示第i个传感器发射信号的时刻。每侧的超声线阵中的阵元可以按照当前偏转角度下各自对应的激发时刻发射超声信号，这样一来，每侧超声线阵都能接收到不同偏转角度下的反射信号以及透射信号。在实际操作中，对/>进行取值时，应确保/>始终为正数。
上位机可以根据所有角度下的目标透射信号复合成像，如采用滤波反投影方法来进行超声计算层析成像，对所有角度下的目标反射信号复合成像，如采用延时叠加的方法来进行B型超声成像。
进一步的，上位机可以将上述成像结果传输到可视化设备上进行显示来检测分离后数据的完整性。若能成功从分离后的反射波和透射波信号中提取图像信息，则输出成像结果。
当然，在实际应用中，上位机可以对透射信号的成像和反射波信号的超声图像重建结果进行自动配准并融合，得到最终的目标重建图像，从而提高图像的准确性，使医生能够更准确的对检测目标进行诊断。
为了便于理解，本说明书提供了一种基于双线阵超声的波场分离的整体过程示意图，如图3所示。
图3为本说明书中提供的一种基于双线阵超声的波场分离的整体过程示意图。
其中，检测目标双侧的超声线阵单侧激发平面超声波信号，对于每侧超声线阵，接收混叠信号，而后通过分离算法将其分离为反射信号和透射信号并进行成像，在成像结果满足要求并且覆盖完整角度后，输出成像结果。
在实际应用中，可以在上位机中布署相应的基于超声波场分离的超声成像系统来实现上述过程，双线阵超声阵元呈线形排列置于检测目标两侧。一般情况下，单侧激发发射出超声信号之后，可在对侧超声换能器接收到超声透射波信号，可在同侧换能器接收到超声反射波信号。待在说明书中，在算法模块中通过Matlab代码设置超声激发时序，控制对应阵元进入接收模式的时间，处理器将对应Matlab代码转换为硬件编译语言后传输至Verasonics系统，Verasonics系统直接控制检测目标单侧对应的换能器激发超声波，并且两侧换能器同时进入信号接收模式，直到接收完成，随后控制双侧探头接收到的信号相叠加。这样将原先分别传输至上位机的超声反射信号和超声透射信号合并成一个混叠信号传输至上位机，在信号记录图上呈现为反射波与透射波相混叠的混叠信号。采集到的超声信号传输至系统内存当中，待全部采集完成之后传输到上位机中进行波场分离和后续成像流程。
从上述方法可以看出，本方案在进行信号采集的过程中，待双侧超声线阵分别完成信号接收之后，将双侧采集到的信号合并后形成一个反射波和透射波混叠的超声信号传输至上位机进行处理，相比于将双侧采集到的超声信号分别传输至上位机的方式，有效传输过程中超声信号数据量，极大的提高了成像效率，并且，通过将时间域的混叠信号转换到目标域中进行信号分离的方式，能够有效的分离出检测目标所反射的信号以及对侧阵列发射并穿透检测目标的透射信号，保证了成像的准确性，能够处理难以利用混叠信号进行成像的问题，并且根据偏转后多角度目标反射信号复合成像能够进一步提高成像分辨率。
以上为本说明书的一个或多个实施基于双线阵超声波场分离的超声成像方法，基于同样的思路，本说明书还提供了相应的基于双线阵超声波场分离的超声成像系统，如图4所示。
图4为本说明书提供的一种基于双线阵超声波场分离的超声成像装置的示意图，包括：
获取模块401，用于针对每侧的超声线阵，获取该超声线阵接收到的混叠信号，其中，所述检测目标单侧的超声线阵向对侧的超声线阵发射超声信号，所述混叠信号为在单侧激发情况下，通过将双侧线阵接收到的超声信号叠加在一起得到的，所述混叠信号中包含有反射信号以及由线阵发射并穿透所述检测目标的透射信号；
投影模块402，用于根据所述混叠信号在时间域中所对应不同振幅直线的截距和斜率，将所述混叠信号转换到表示各斜率与截距之间对应关系的目标域中，得到待分离信号；
确定模块403，用于确定透射信号在所述时间域中对应的目标截距和目标斜率；
分离模块404，用于根据所述目标斜率和所述目标截距对所述待分离信号进行分离，得到待转换透射信号和待转换反射信号；
转换模块405，用于将所述待转换透射信号和所述待转换反射信号转换到所述时间域，得到目标透射信号以及目标反射信号；
成像模块406，用于根据每侧传感器线阵对应的目标透射信号进行超声计算层析成像以及目标反射信号进行B型超声成像。
可选地，所述确定模块403具体用于，根据参考超声波波速、两侧传感器线阵之间的距离以及入射波的偏转角度，确定所述目标截距。
可选地，所述确定模块403具体用于，根据入射波的偏转角度和参考超声波波速，确定所述目标斜率。
可选地，所述分离模块404具体用于，根据所述目标斜率和所述目标截距，在所述目标域中确定目标信号；在所述目标域中确定位于所述目标信号预设范围内的信号并进行分离，得到所述待转换透射信号，并将位于所述目标信号预设范围外的信号作为所述待转换反射信号。
可选地，所述分离模块404具体用于，根据所述目标信号及其预设范围内的信号，确定第一滤波算子以及第二滤波算子，其中，通过所述第一滤波算子进行滤波时，所述目标信号及其预设范围内的信号对应权重为第一权重，剩余信号对应权重为第二权重，通过所述第二滤波算子进行滤波时，所述目标信号及其预设范围外的信号对应权重为第一权重，剩余信号对应权重为第二权重；通过所述第一滤波算子，提取所述待转换透射信号，以及，通过所述第二滤波算子，提取所述待转换反射信号。
可选地，所述成像模块406具体用于，改变每侧超声线阵激发平面波超声信号的偏转角度，并接收不同偏转角度下的透射信号以及反射信号；根据不同偏转角度下每侧超声线阵对应的目标透射信号进行超声计算层析成像以及目标反射信号进行B型超声成像。
可选地，所述成像模块406具体用于，根据不同偏转角度以及超声线阵中各阵元之间的距离，确定所述各阵元在不同偏转角度下对应的激发时刻；针对每侧超声线阵，根据所述激发时刻，控制各阵元激发所述超声信号，以使该侧超声线阵接收到不同传感器角度下的反射信号以及透射信号。
本说明书还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质存储有计算机程序，计算机程序可用于执行上述图1提供的一种基于双线阵超声波场分离的成像方法。
本说明书还提供了图5所示的一种对应于图1的电子设备的示意结构图。如图5所述，在硬件层面，该电子设备包括处理器、内部总线、网络接口、内存以及非易失性存储器，当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，以实现上述图1所述的基于双线阵超声波场分离的超声成像方法。当然，除了软件实现方式之外，本说明书并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。
对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进（例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进）还是软件上的改进（对于方法流程的改进）。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件（ProgrammableLogic Device, PLD）（例如现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA））就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器（logic compiler）”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言（HardwareDescription Language，HDL），而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL（AdvancedBoolean Expression Language）、AHDL（Altera Hardware Description Language）、Confluence、CUPL（Cornell University Programming Language）、HDCal、JHDL（JavaHardware Description Language）、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL（Ruby HardwareDescription Language）等，目前最普遍使用的是VHDL（Very-High-Speed IntegratedCircuit Hardware Description Language）与Verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该（微）处理器执行的计算机可读程序代码（例如软件或固件）的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20 以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本说明书时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得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计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本说明书的实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。
Claims (7)
1.一种基于双线阵超声波场分离的超声成像方法，其特征在于，由若干超声探头的阵元构成的超声线阵分别布署在检测目标两侧，包括：
针对每侧的超声线阵，获取该超声线阵接收到的混叠信号，其中，所述检测目标单侧的超声线阵向对侧的超声线阵发射超声信号，所述混叠信号为在单侧激发情况下，通过将双侧线阵接收到的超声信号叠加在一起得到的，所述混叠信号中包含有反射信号以及由线阵发射并穿透所述检测目标的透射信号；
根据所述混叠信号在时间域中所对应不同振幅直线的截距和斜率，将所述混叠信号转换到表示各斜率与截距之间对应关系的目标域中，得到待分离信号；
确定透射信号在所述时间域中对应的目标截距和目标斜率；
根据所述目标斜率和所述目标截距，在所述目标域中确定目标信号；在所述目标域中确定位于所述目标信号预设范围内的信号并进行分离，得到待转换透射信号，并将位于所述目标信号预设范围外的信号作为待转换反射信号；
将所述待转换透射信号和所述待转换反射信号转换到所述时间域，得到目标透射信号以及目标反射信号；
改变每侧超声线阵激发平面波超声信号的偏转角度，根据不同偏转角度以及超声线阵中各阵元之间的距离，确定所述各阵元在不同偏转角度下对应的激发时刻；针对每侧超声线阵，根据所述激发时刻，控制各阵元激发所述超声信号，以使该侧超声线阵接收到不同偏转角度下的反射信号以及透射信号，以及，根据不同偏转角度下每侧超声线阵对应的目标透射信号进行超声计算层析成像以及目标反射信号进行B型超声成像。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定透射信号在所述时间域中对应的目标截距，具体包括：
根据参考超声波波速、两侧超声线阵之间的距离、阵元坐标以及入射波的偏转角度，确定所述目标截距。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定透射信号在所述时间域中对应的目标斜率，具体包括：
根据入射波的偏转角度和参考超声波波速，确定所述目标斜率。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述目标域中确定位于所述目标信号预设范围内的信号并进行分离，得到所述待转换透射信号，并将位于所述目标信号预设范围外的信号作为所述待转换反射信号，具体包括：
根据所述目标信号及其预设范围内的信号，确定第一滤波算子以及第二滤波算子，其中，通过所述第一滤波算子进行滤波时，所述目标信号及其预设范围内的信号对应权重为第一权重，剩余信号对应权重为第二权重，通过所述第二滤波算子进行滤波时，所述目标信号及其预设范围外的信号对应权重为第一权重，剩余信号对应权重为第二权重；
通过所述第一滤波算子，提取所述待转换透射信号，以及，通过所述第二滤波算子，提取所述待转换反射信号。
5.一种基于双线阵超声波场分离的超声成像装置，其特征在于，包括：
获取模块，针对每侧的超声线阵，获取该超声线阵接收到的混叠信号，其中，检测目标单侧的超声线阵向对侧的超声线阵发射超声信号，所述混叠信号为在单侧激发情况下，通过将双侧线阵接收到的超声信号叠加在一起得到的，所述混叠信号中包含有反射信号以及由线阵发射并穿透所述检测目标的透射信号；
投影模块，根据所述混叠信号在时间域中所对应不同振幅直线的截距和斜率，将所述混叠信号转换到表示各斜率与截距之间对应关系的目标域中，得到待分离信号；
确定模块，确定透射信号在所述时间域中对应的目标截距和目标斜率；
分离模块，根据所述目标斜率和所述目标截距，在所述目标域中确定目标信号；在所述目标域中确定位于所述目标信号预设范围内的信号并进行分离，得到待转换透射信号，并将位于所述目标信号预设范围外的信号作为待转换反射信号；
转换模块，将所述待转换透射信号和所述待转换反射信号转换到所述时间域，得到目标透射信号以及目标反射信号；
成像模块，改变每侧超声线阵激发平面波超声信号的偏转角度，根据不同偏转角度以及超声线阵中各阵元之间的距离，确定所述各阵元在不同偏转角度下对应的激发时刻；针对每侧超声线阵，根据所述激发时刻，控制各阵元激发所述超声信号，以使该侧超声线阵接收到不同偏转角度下的反射信号以及透射信号，以及，根据不同偏转角度下每侧超声线阵对应的目标透射信号进行超声计算层析成像以及目标反射信号进行B型超声成像。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1~4任一项所述的方法。
7.一种电子设备，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上述权利要求1~4任一项所述的方法。
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