WO2017063104A1 - 一种波束合成方法、装置及超声成像设备 - Google Patents

一种波束合成方法、装置及超声成像设备 Download PDF

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贺兴柏
李毅
魏世宇
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    • G10K11/34—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
    • G10K11/341—Circuits therefor
    • G10K11/346—Circuits therefor using phase variation

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to the field of ultrasound imaging, and in particular, to a beamforming method, apparatus, and ultrasound imaging apparatus.
  • Ultrasound beam synthesis is one of the core processing steps of ultrasound imaging, and its focusing accuracy is directly related to the image quality of ultrasound imaging.
  • the focus accuracy depends on the accuracy of the point-by-point focus delay value obtained by the hardware.
  • the hardware is implemented with point-by-point focus delay value, which is mainly to give the precise delay of partial focus points through software or look-up table, and send it to the hardware.
  • the hardware estimates the delay corresponding to each sample point by simple interpolation. value. In this way, only some of the focus points have precise delays and the delays of other focus points are not accurate enough. Theoretically, the coherence between the echoes cannot be guaranteed, thereby affecting the focusing accuracy and reducing the beamforming effect, which will inevitably affect the image quality.
  • Embodiments of the present invention provide a beamforming method, apparatus, and ultrasound imaging apparatus to improve focusing accuracy of ultrasonic beam synthesis.
  • the embodiment of the present invention provides the following technical solutions:
  • An embodiment of the present invention provides a beamforming method, including:
  • Transmitting the compressed data to hardware of the ultrasound imaging system such that the hardware is capable of decompressing the compressed data according to the compression manner to obtain the point-by-point delay data, and performing beam according to the point-by-point delay data synthesis.
  • the embodiment of the invention further provides a beam synthesizing device, comprising:
  • An acquisition module configured to acquire point-by-point delay data of the ultrasound probe channel
  • a compression module configured to compress the point-by-point delay data according to a compression manner to obtain compressed data
  • a sending module configured to send the compressed data to hardware of the ultrasound imaging system, so that the hardware can decompress the compressed data according to the compression manner to obtain the point-by-point delay data, and according to the point-by-point Delay data for beam synthesis.
  • An embodiment of the present invention also provides an ultrasound imaging apparatus including the beamforming apparatus described above.
  • the hardware By compressing the point-by-point delay data and sending it to the hardware and decompressing it by hardware, the hardware can obtain accurate point-by-point delay data, which is only partially accurate point-by-point delay data with existing hardware. Compared to beamforming, the focus accuracy is higher.
  • FIG. 1 is a flowchart of steps of a beamforming method according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a structure provided by a preferred embodiment
  • FIG. 3 is a structural block diagram of a beam synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a flowchart of a step of a beam synthesizing method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , an embodiment of the present invention provides a beam synthesizing method, including the following steps:
  • Step 101 Obtain point-by-point delay data of the ultrasound probe channel
  • Step 102 compress the point-by-point delay data according to a compression manner to obtain compressed data.
  • Step 103 Send the compressed data to hardware of the ultrasound imaging system, so that the hardware can decompress the compressed data according to the compression manner to obtain the point-by-point delay data, and according to the point-by-point delay
  • the data is beam synthesized.
  • the point-by-point delay data may include a delay value corresponding to each of the plurality of sampling time points having a chronological order. Specifically, in the two adjacent time points of the plurality of sampling time points, the difference between the delay value corresponding to the latter time point and the delay value corresponding to the previous time point may be 0 or 1.
  • the plurality of sampling time points may be time points t0, t1, t2, ..., t20, and the corresponding delay values may be: initial delay values (T 0 ), T 0 +1, T 0 + 2, T 0 +3, T 0 +3, T 0 +4, T 0 +4, T 0 +5, T 0 +5, T 0 +5, T 0 +6, T 0 +6, T 0 + 6, T 0 + 6, T 0 + 7, T 0 + 7, T 0 + 7, T 0 + 7, T 0 + 8, T 0 +8; the case of periodic sampling phase
  • the time interval between adjacent sampling time points is the sampling time interval.
  • the compressing the point-by-point delay data according to the compression manner to obtain the compressed data may include:
  • Decompressing the compressed data to obtain the point-by-point delay data according to the compression manner may include:
  • the performing beam synthesis according to the point-by-point delay data may include:
  • the beam combining is performed based on the initial delay value and the other each delay value.
  • the correspondence includes t0, t1, t2, ..., t20 and T 0 , T 0 +1, T 0 +2, T 0 +3, T 0 +3, T 0 +4, respectively.
  • the updated sampling time points are t1, t2, t3, t5 , t7, t10, t14 and t19,
  • the corresponding delay values are T 0 +1, T 0 +2, T 0 +3, T 0 +4, T 0 +5, T 0 +6, T 0 + 7 and T 0 +8,
  • the corresponding last sampling time points are t0, t1, t2, t4, t
  • the corresponding initial sampling time points are t0, t1, t2, t3, t5, T 0 +6 and T 0 +7, the corresponding initial sampling time points are t0, t1, t2, t3, t5, For t7, t10, and t14, the corresponding time increments are t1-t0, t2-t1, t3-t2, t5-t3, t7-t5, t10-t7, t14-t10, and t19-14, and the sampling interval is set.
  • the corresponding ratios are 1, 1, 1, 2, 3, 4, and 5, respectively.
  • the compressed data may include a data packet
  • the indication data may include bit width bit data and segmentation bit data
  • the generation indicating indication data indicating a bit position of each of the encoded data in the encoded data sequence
  • And combining the initial delay value corresponding to the earliest sampling time point of the plurality of sampling time points, the indication data, and the encoded data sequence, and the obtaining the compressed data may include:
  • the parsing the initial delay value, the indication data, and the encoded data sequence from the compressed data according to the combination manner may include:
  • the parsing all the encoded data from the encoded data sequence according to the indication data may include:
  • Determining, according to the set value, the initial delay value, and all the time increments, each of the delay values other than the initial delay value may include:
  • the initial delay value is respectively used as a delay value corresponding to each sampling time point from the earliest sampling time point corresponding to the earliest time increment to all sampling time points of the last sampling time point, the earliest time increment The time increment that is the earliest of the earliest sampling time points corresponding to all the time increments;
  • each of the The delay value corresponding to the updated sampling point corresponding to the time increment is respectively taken as the sampling time point from the earliest sampling time point corresponding to each of the time increments to the sampling time point of the last sampling time point.
  • Corresponding delay value, wherein the latest time increment is the latest time increment of the corresponding one of the earliest sampling time points in all the time increments;
  • the delay value corresponding to the updated sampling point corresponding to the latest time increment is respectively used as a delay value corresponding to each of the remaining sampling time points of the plurality of sampling time points.
  • bit position can be represented, for example, by a start bit position and a stop bit position. Obtaining the bit position of each segment and knowing the bit width of each segment, the start and stop bit positions of each coded data in the segment can be obtained.
  • the toe cap can have a set size.
  • the preferred embodiment considers that, in order to synthesize an ultrasonic image scanning line, the delay required for each probe crystal corresponding to each sampling point is expressed as follows according to the position of the probe and the geometric relationship between the scanning lines.
  • the increase in depth has characteristic features such as monotonous rise and monotonic decrease of first derivative and tends to zero.
  • Patent CN103454640A discloses an ultrasound imaging system architecture based on radio frequency (RF) data uploading.
  • the preferred embodiment is based on the implementation of the architecture.
  • the software implements most of the data calculation, including point-by-point focusing.
  • the hardware only completes the control function and has the feature of "Software Defined Ultrasound".
  • the specific implementation is:
  • An ultrasound system based on a radio frequency data upload including a general purpose computer (PC), a data transmission FPGA, a transmitting and receiving FPGA, a transmitting circuit, and a receiving circuit;
  • PC general purpose computer
  • the software calculates the point-by-point delay data of each channel according to the geometric relationship between the probe array element and the focus; the sampling rate is f, the sampling time interval is 1/f, and the precision of the delay data is 0.5/f. ;
  • the software compresses the point-by-point delay data according to the characteristics of the monotonous rise of the point-by-point delay data.
  • the compression method is:
  • the delay packet header is fixed by 20 bits to describe the segmentation mode
  • the meaning of the delay data is the sampling time point in which the delay value increment is increased by one;
  • N s the number of segments of the delay data, the bit width is 4 bits, indicating how many segments of the data are divided into groups;
  • Beam synthesis start time 16 bits, which is the initial delay
  • the beam is synthesized to this time, the data of the Kth segment is started.
  • the initial delay is a common parameter in ultrasound, specifically the zero depth time of the ultrasonic reflection, which is the time to start receiving the echo.
  • the beam synthesis delay value can be obtained by adding a sampling time point each time, thereby restoring the beam synthesis point-by-point focus delay.
  • the software will scan the control parameters and the point-by-point delay parameters, package them with certain rules, and then send the scan control parameters and the compressed point-by-point delay data to the transmission channel, such as PCle, USB, etc.
  • FPGA field-programmable gate array
  • Data transfer FPGA receives the scan parameters and stores them in the external memory DDR3;
  • the scan control module in the data transfer FPGA reads the scan control parameters (including the compressed point-by-point focus parameters) in DDR3, and sends them to the transmit and receive FPGA according to a certain timing;
  • the specific decompression method is to restore the point-by-point delay according to the previous compression method.
  • the read delay increment is superimposed with the initial delay, and the sampling time point of the beam synthesis delay value increment plus one is obtained, and the point-by-point delay is restored.
  • the point-by-point focus beam-synthesized radio frequency (RF) data is uploaded to the data transmission FPGA, and the data transmission FPGA does not perform any processing, and the radio frequency (RF) data is directly uploaded to the PC directly;
  • the PC is based on radio frequency (RF) data, performs signal processing, and displays images.
  • RF radio frequency
  • the delay data size of each channel is different.
  • the maximum data amount is the channel farthest from the scan line, and the data volume of the 128th channel is only 4096 samples. About 1kbit, the compression effect is very impressive.
  • FIG. 3 is a structural block diagram of a beam synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, an embodiment of the present invention further provides a beam synthesizing apparatus, including:
  • the obtaining module 401 is configured to acquire point-by-point delay data of the ultrasound probe channel
  • the compression module 402 is configured to compress the point-by-point delay data according to a compression manner to obtain compressed data.
  • a sending module 403 configured to send the compressed data to hardware of the ultrasound imaging system, so that the hardware can decompress the compressed data according to the compression manner to obtain the point-by-point delay data, and according to the Point delay data for beam synthesis.
  • the point-by-point delay data may include a delay value corresponding to each of the plurality of sampling time points having a chronological order.
  • the compression module 402 can include:
  • a first determining unit configured to determine, according to a correspondence between the plurality of sampling time points and the delay value, a previous one of the plurality of sampling time points corresponding to a previous sampling time point
  • the difference between the delay values is the updated sampling time point of the set value, and the time increment of the earliest sampling time point corresponding to the previous delay value among the plurality of sampling time points;
  • a first calculating unit configured to calculate a ratio of each of the time increments to a sampling time interval
  • a coding unit configured to perform bit coding on each of the ratios according to an encoding manner to obtain encoded data
  • An arranging unit configured to arrange all the encoded data in a chronological order of the earliest sampling time points corresponding to the corresponding time increments to obtain a coded data sequence
  • a generating unit configured to generate a bit indicating each of the encoded data in the encoded data sequence Position indication data
  • a combining unit configured to combine the initial delay value corresponding to the earliest sampling time point of the plurality of sampling time points, the indication data, and the encoded data sequence to obtain the compressed data
  • Decompressing the compressed data to obtain the point-by-point delay data according to the compression manner may include:
  • a decombining unit configured to decompose the initial delay value, the indication data, and the encoded data sequence from the compressed data according to the combining manner
  • a parsing unit configured to parse all the encoded data from the encoded data sequence according to the indication data
  • a decoding unit configured to perform bit decoding on each of the encoded data according to the encoding manner to obtain each of the ratios
  • a second calculating unit configured to calculate a product of each of the ratios and the sampling time interval, to obtain each of the time increments
  • a second determining unit configured to determine, according to the set value, the initial delay value, and all the time increments, each of the delay values except the initial delay value Time value
  • the performing beam synthesis according to the point-by-point delay data may include:
  • a synthesizing unit configured to perform the beam combining according to the initial delay value and the other each delay value.
  • the compressed data may include a data packet
  • the indication data may include bit width bit data and segmentation bit data
  • the generating unit may include:
  • a dividing subunit configured to divide the encoded data sequence into a plurality of segments, wherein each of the plurality of segments includes at least one of the encoded data having the same required bit width;
  • a first generating subunit configured to generate the bit width bit data for indicating the bit width corresponding to each segment respectively
  • a second generation subunit configured to generate the segmentation bit data for indicating a bit position of each segment in the encoded data sequence, respectively;
  • the combination unit may include:
  • a first adding subunit configured to add the initial delay value, all the bit width bit data, and all the segments in a first field, a second field, and a third field in a packet header of the data packet Bit data, get the header;
  • a second adding subunit configured to add the encoded data sequence to a payload of the data packet to obtain an added payload
  • a splicing subunit configured to splicing the adding header and the added payload into the data packet
  • the decombining unit may include:
  • a first parsing subunit configured to parse the initial delay value, all the bit width bit data, and all the segments from the first field, the second field, and the third field, respectively Bit data
  • a second parsing subunit configured to parse the encoded data sequence from the added payload of the data packet
  • the parsing unit may include:
  • a first determining subunit configured to determine, according to the bit width bit data, the bit width corresponding to each segment
  • a second determining subunit configured to determine, according to the segment bit data, a bit position of each segment in the encoded data sequence
  • a third determining subunit configured to determine, according to the bit width corresponding to each segment and a bit position in the encoded data sequence, the foregoing included in each segment of the encoded data sequence at least a bit position of each of said encoded data in an encoded data;
  • Reading subunits for sequentially reading each of the encoded data in the encoded data sequence according to the determined bit position
  • the second determining unit may include:
  • a first assignment sub-unit configured to use the initial delay value as a delay corresponding to each sampling time point from the earliest sampling time point corresponding to the earliest time increment to all sampling time points of the last sampling time point a value, the earliest time increment being the time increment of the earliest of the earliest sampling time points of all the time increments;
  • a second assignment sub-unit configured to sequentially delay the delay value corresponding to the updated sampling point corresponding to each of the time increments for each of the subsequent time increments except the latest time increment And respectively as a delay value corresponding to each sampling time point from the earliest sampling time point corresponding to each of the time increments to the last sampling time point, wherein the latest time increment is all The latest time increment of the corresponding earliest sampling time point in the time increment;
  • a third assignment sub-unit configured to use a delay value corresponding to the updated sampling point corresponding to the latest time increment as a delay value corresponding to each of the remaining sampling time points of the multiple sampling time points .
  • the toe cap can have a set size.
  • Embodiments of the present invention also provide an ultrasound imaging apparatus including the beamforming apparatus described above.

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Abstract

提供一种波束合成方法、装置及超声成像设备，波束合成方法包括：获取超声探头通道的逐点延时数据；按照压缩方式，压缩逐点延时数据，得到压缩数据；将压缩数据发送给超声成像系统的硬件，使得其能够按照压缩方式，解压缩压缩数据得到逐点延时数据，以及根据逐点延时数据进行波束合成。该方法能够提高超声波束合成的聚焦精度。

Description

一种波束合成方法、装置及超声成像设备 技术领域
本发明实施例涉及超声成像领域，尤其涉及一种波束合成方法、装置及超声成像设备。
背景技术
超声波束合成是超声成像的核心处理步骤之一，其聚焦精度直接关系到超声成像的图像质量。聚焦精度依赖于硬件所得到的逐点聚焦的延时值的精度。目前使硬件得到逐点聚焦延时值的实现，主要是通过软件或查表给出部分聚焦点的精确延时，下发给硬件，硬件通过简单的插值来估计每个采样点对应的延时值。这样，只有部分聚焦点具有精确延时而其它聚焦点的延时不够精确，在理论上无法保证回波之间的相干性，从而影响聚焦精度，降低波束合成的效果，势必会影响图像质量。
发明内容
本发明实施例提供一种波束合成方法、装置及超声成像设备，以提高超声波束合成的聚焦精度。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明实施例提供一种波束合成方法，包括：
获取超声探头通道的逐点延时数据；
按照压缩方式，压缩所述逐点延时数据，得到压缩数据；
将所述压缩数据发送给超声成像系统的硬件，使得所述硬件能够按照所述压缩方式，解压缩所述压缩数据得到所述逐点延时数据，以及根据所述逐点延时数据进行波束合成。
本发明实施例还提供一种波束合成装置，包括：
获取模块，用于获取超声探头通道的逐点延时数据；
压缩模块，用于按照压缩方式，压缩所述逐点延时数据，得到压缩数据；
发送模块，用于将所述压缩数据发送给超声成像系统的硬件，使得所述硬件能够按照所述压缩方式，解压缩所述压缩数据得到所述逐点延时数据，以及根据所述逐点延时数据进行波束合成。
本发明实施例还提供一种包括以上所述的波束合成装置的超声成像设备。
本发明实施例至少具有如下有益效果：
通过将逐点延时数据压缩后发送给硬件、由硬件解压缩的方式，使得硬件能够得到精确的逐点延时数据，与现有的硬件仅得到部分精确的逐点延时数据的情形相比，进行波束合成实现的聚焦精度更高。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种波束合成方法的步骤流程图；
图2为较佳实施方式提供的架构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种波束合成装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为本发明实施例提供的一种波束合成方法的步骤流程图，参照图1，本发明实施例提供一种波束合成方法，包括如下步骤：
步骤101，获取超声探头通道的逐点延时数据；
步骤102，按照压缩方式，压缩所述逐点延时数据，得到压缩数据；
步骤103，将所述压缩数据发送给超声成像系统的硬件，使得所述硬件能够按照所述压缩方式，解压缩所述压缩数据得到所述逐点延时数据，以及根据所述逐点延时数据进行波束合成。
可见，通过上述方式，通过将逐点延时数据压缩后发送给硬件、由硬件解压缩的方式，使得硬件能够得到精确的逐点延时数据，与现有的硬件仅得到部分精确的逐点延时数据的情形相比，进行波束合成实现的聚焦精度更高。
其中，所述逐点延时数据可以包括具有时间先后次序的多个采样时间点各自对应的延时值。具体地，多个采样时间点中两两相邻时间点中，后一时间点对应的延时值与前一时间点对应的延时值之差可以为0或1。例如，多个采样时间点依次可以为时间点t0，t1，t2，……，t20，所对应的延时值依次可以为：初始延时值(T0)，T0+1，T0+2，T0+3，T0+3，T0+4，T0+4，T0+5，T0+5，T0+5，T0+6，T0+6，T0+6，T0+6，T0+7，T0+7，T0+7，T0+7，T0+7，T0+8，T0+8；周期性采样的情况下，相邻采样时间点之间的时间间隔为采样时间间隔。
所述按照压缩方式，压缩所述逐点延时数据，得到压缩数据可以包括：
根据所述多个采样时间点与所述延时值之间的对应关系，确定所述多个采样时间点中对应延时值与其上一采样时间点对应的上一延时值之差为设定值的更新采样时间点，相对于所述多个采样时间点中对应所述上一延时值的最早采样时间点的时间增量；
计算每个所述时间增量与采样时间间隔的比值；
按照编码方式，对每个所述比值分别进行比特编码，得到编码数据；
将全部所述编码数据按照相应的所述时间增量所对应的所述最早采样时间点的时间先后顺序排列，得到编码数据序列；
生成指示每个所述编码数据在所述编码数据序列中的比特位置的指示数据；
按照组合方式，将所述多个采样时间点中最早采样时间点对应的初始延时值、所述指示数据和所述编码数据序列组合在一起，得到所述压缩数据；
所述按照所述压缩方式，解压缩所述压缩数据得到所述逐点延时数据可以包括：
按照所述组合方式，从所述压缩数据中解组合出所述初始延时值、所述指示数据和所述编码数据序列；
根据所述指示数据，从所述编码数据序列中解析出全部所述编码数据；
按照所述编码方式，对每个所述编码数据分别进行比特解码，得到每个所述比值；
计算每个所述比值与所述采样时间间隔之积，得到每个所述时间增量；
根据所述设定值、所述初始延时值和全部所述时间增量，确定全部所述延时值中除了所述初始延时值之外的其他每个延时值；
所述根据所述逐点延时数据进行波束合成可以包括：
根据所述初始延时值和所述其他每个延时值，进行所述波束合成。
仍然接上面的例子，所述对应关系包括t0、t1、t2、……、t20分别与T0、T0+1，T0+2，T0+3，T0+3，T0+4，T0+4，T0+5，T0+5，T0+5，T0+6，T0+6，T0+6，T0+6，T0+7，T0+7，T0+7，T0+7，T0+7，T0+8，T0+8对应；所述设定值为1；所述更新采 样时间点分别为t1、t2、t3、t5、t7、t10、t14以及t19，所对应的延时值分别为T0+1、T0+2、T0+3、T0+4、T0+5、T0+6、T0+7以及T0+8，所对应的上一采样时间点分别为t0、t1、t2、t4、t6、t9、t13以及t18，所对应的上一延时值分别为T0、T0+1、T0+2、T0+3、T0+4、T0+5、T0+6以及T0+7，所对应的最早采样时间点分别为t0、t1、t2、t3、t5、t7、t10以及t14，所对应的时间增量分别为t1-t0、t2-t1、t3-t2、t5-t3、t7-t5、t10-t7、t14-t10以及t19-14，设采样时间间隔为deltT，则所对应的比值分别为1、1、1、2、2、3、4以及5。相应地，对这些比值进行比特编码后，分别得到位宽为1的3个比值1、1、1，位宽为2的4个比值2、2、3、4，以及位宽为5的1个比值5。可见，通过这种方式发送的数据量要小得多。
其中，所述压缩数据可以包括数据包，所述指示数据可以包括位宽比特数据和分段比特数据，所述生成指示每个所述编码数据在所述编码数据序列中的比特位置的指示数据可以包括：
将所述编码数据序列划分为多个分段，其中，所述多个分段中的每个分段包括所需位宽相同的至少一个所述编码数据；
生成用于分别指示所述每个分段对应的所述位宽的所述位宽比特数据；
生成用于分别指示所述每个分段在所述编码数据序列中的比特位置的所述分段比特数据；
所述按照组合方式，将所述多个采样时间点中最早采样时间点对应的初始延时值、所述指示数据和所述编码数据序列组合在一起，得到所述压缩数据可以包括：
在所述数据包的包头中的第一字段、第二字段和第三字段分别添加所述初始延时值、全部所述位宽比特数据和全部所述分段比特数据，得到添加包头；
在所述数据包的净荷添加所述编码数据序列，得到添加净荷；
将所述添加包头和所述添加净荷拼接为所述数据包；
所述按照所述组合方式，从所述压缩数据中解析出所述初始延时值、所述指示数据和所述编码数据序列可以包括：
从所述第一字段、所述第二字段和所述第三字段中分别解析出所述初始延时值、全部所述位宽比特数据和全部所述分段比特数据；
从所述数据包的所述添加净荷解析出所述编码数据序列；
所述根据所述指示数据，从所述编码数据序列中解析出全部所述编码数据可以包括：
根据所述位宽比特数据，确定所述每个分段对应的所述位宽；
根据所述分段比特数据，确定所述每个分段在所述编码数据序列中的比特位置；
根据所述每个分段对应的所述位宽和在所述编码数据序列中的比特位置，确定所述编码数据序列中所述每个分段包括的所述至少一个编码数据中每个所述编码数据的比特位置；
根据所确定的比特位置，依次读取所述编码数据序列中的每个所述编码数据；
所述根据所述设定值、所述初始延时值和全部所述时间增量，确定全部所述延时值中除了所述初始延时值之外的其他每个延时值可以包括：
将所述初始延时值，分别作为从最早时间增量对应的所述最早采样时间点到所述上一采样时间点的全部采样时间点所各自对应的延时值，所述最早时间增量为全部所述时间增量中对应的所述最早采样时间点最早的所述时间增量；
对于后续的除了最晚时间增量之外的每个所述时间增量，依次将每个所述 时间增量对应的所述更新采样点所对应的延时值，分别作为从每个所述时间增量对应的所述最早采样时间点到所述上一采样时间点的全部采样时间点所各自对应的延时值，所述最晚时间增量为全部所述时间增量中对应的所述最早采样时间点最晚的所述时间增量；
将所述最晚时间增量对应的所述更新采样点所对应的延时值，分别作为所述多个采样时间点中剩余采样时间点各自对应的延时值。
这里，比特位置例如可以用起始比特位置和终止比特位置来表示。得到每个分段的比特位置，又知道每个分段的位宽，就能得到分段中每个编码数据的起止比特位置。
其中，所述包头可以具有设定大小。
为将本发明实施例阐述得更加清楚，下面给出本发明实施例的较佳实施方式。
本较佳实施方式考虑到，要合成一条超声图像扫描线，每一点采样点所对应的每一个探头晶体所需的延时，根据探头的位置和扫描线之间的几何关系，都表现为随著深度的增加具有单调上升和一阶导数单调下降且趋于零等特征特征。
专利CN103454640 A披露了一种基于射频(RF)数据上传的超声成像系统架构，本较佳实施方式基于该架构的实施方案如图2所示，软件实现了大部分的数据计算，包括逐点聚焦延时的计算，硬件仅完成控制功能，具有“软件定义超声(Software Defined Ultrasound)”的特征。具体实施方式为：
1.基于一个射频数据上传的超声系统，包括通用计算机(PC)，数据传输FPGA，发射接收FPGA，发射电路，接收电路；
2.运行在通用计算机(PC)上的软件，计算扫描控制相关参数；
3.同时，该软件根据探头阵元与焦点的几何关系，计算出每个通道的逐点延时数据；采样率为f，采样时间间隔为1/f，延时数据的精度为0.5/f；
4.同时，该软件根据逐点延时数据的单调上升等特征，压缩逐点延时数据，压缩方法为：
a)每个通道的逐点延时数据，采用分段存储方式；
b)延时数据包头固定用20bit，用来描述分段方式；
c)延时数据的含义为，延时值增量加1的采样时间点；
d)具体采用如下格式存储：
Figure PCTCN2015000692-appb-000001
a)Ns：延时数据的分段数，位宽4bits，表示本组数据分为多少段；
b)
Figure PCTCN2015000692-appb-000002
波束合成开始时间，16bits，也就是初始延时；
c)
Figure PCTCN2015000692-appb-000003
第k段起效时间，
Figure PCTCN2015000692-appb-000004
16bits，k＝1，2，…，Ns，就是第k段数据开始有效的时间，当波束合成到该时间时，开始用第K段的数据
d)
Figure PCTCN2015000692-appb-000005
第k段每一数据的位宽，
Figure PCTCN2015000692-appb-000006
4bits，k＝1，2，…，Ns
e)
Figure PCTCN2015000692-appb-000007
在k段时间内发生的延时更新次数，每一段数据的起始bit位置
Figure PCTCN2015000692-appb-000008
终止位置为：
Figure PCTCN2015000692-appb-000009
描述每一段里，有多次延时数据更新(加1操作)，“段数”ד位宽”＝每一段的数据总长度，算出每一段的数据总长度，就知道每一段数据从哪里开始，从哪里结束，读取的时候就可以精确读取。
其中，初始延时是超声里的常用参数，具体为超声波反射零深度时间，就是开始接收回波的时间。
再后面的就是时间增量数据，从前面说的初始延时开始，累加时间增量数 据，就可以得到波束合成延时值每次加1的采样时间点，从而还原出波束合成逐点聚焦延时。
5.然后，该软件将扫描控制参数与逐点延时参数，以一定的规则打包，然后通过传输通道，比如PCle、USB等，将扫描控制参数和压缩后的逐点延时数据下发给FPGA；
6.数据传输FPGA接收扫描参数，并存入外部存储器DDR3；
7.开始超声扫描时，数据传输FPGA里的扫描控制模块，读取DDR3里的扫描控制参数(包括压缩后的逐点聚焦参数)，并按一定的时序，发送给发射接收FPGA；
8.发射接收FPGA接收扫描控制参数，根据上面所述的压缩方法，解压逐点延时，用于接收波束合成，实现逐点聚焦。
具体的解压方式，就是根据前面的压缩方式，解析数据还原出逐点延时：
读取包头，获取数据分段数和初始延时；
读取包头，获得每段数据的位宽和起效时间，算出每段数据的总长度，进而获得每段数据的起止位置；
根据每段数据的起止位置和位宽，读取延时增量，与初始延时叠加，获得波束合成延时值增量加1的采样时间点，还原出逐点延时。
逐点聚焦波束合成后的射频(RF)数据，上传给数据传输FPGA，数据传输FPGA不做任何处理，直接将射频(RF)数据直接上传给PC；
PC基于射频(RF)数据，做信号处理，并显示图像。
通过本较佳实施方式得到的压缩效果，每个通道的延时数据大小是不一样的，最大的数据量在距离扫描线最远的通道，4096个采样点时，第128通道的数据量只有1kbit左右，压缩效果非常可观。
图3为本发明实施例提供的一种波束合成装置的结构框图，参照图3，本发明实施例还提供一种波束合成装置，包括：
获取模块401，用于获取超声探头通道的逐点延时数据；
压缩模块402，用于按照压缩方式，压缩所述逐点延时数据，得到压缩数据；
发送模块403，用于将所述压缩数据发送给超声成像系统的硬件，使得所述硬件能够按照所述压缩方式，解压缩所述压缩数据得到所述逐点延时数据，以及根据所述逐点延时数据进行波束合成。
可见，通过上述方式，通过将逐点延时数据压缩后发送给硬件、由硬件解压缩的方式，使得硬件能够得到精确的逐点延时数据，与现有的硬件仅得到部分精确的逐点延时数据的情形相比，进行波束合成实现的聚焦精度更高。
其中，所述逐点延时数据可以包括具有时间先后次序的多个采样时间点各自对应的延时值。
所述压缩模块402可以包括：
第一确定单元，用于根据所述多个采样时间点与所述延时值之间的对应关系，确定所述多个采样时间点中对应延时值与其上一采样时间点对应的上一延时值之差为设定值的更新采样时间点，相对于所述多个采样时间点中对应所述上一延时值的最早采样时间点的时间增量；
第一计算单元，用于计算每个所述时间增量与采样时间间隔的比值；
编码单元，用于按照编码方式，对每个所述比值分别进行比特编码，得到编码数据；
排列单元，用于将全部所述编码数据按照相应的所述时间增量所对应的所述最早采样时间点的时间先后顺序排列，得到编码数据序列；
生成单元，用于生成指示每个所述编码数据在所述编码数据序列中的比特 位置的指示数据；
组合单元，用于按照组合方式，将所述多个采样时间点中最早采样时间点对应的初始延时值、所述指示数据和所述编码数据序列组合在一起，得到所述压缩数据；
所述按照所述压缩方式，解压缩所述压缩数据得到所述逐点延时数据可以包括：
解组合单元，用于按照所述组合方式，从所述压缩数据中解组合出所述初始延时值、所述指示数据和所述编码数据序列；
解析单元，用于根据所述指示数据，从所述编码数据序列中解析出全部所述编码数据；
解码单元，用于按照所述编码方式，对每个所述编码数据分别进行比特解码，得到每个所述比值；
第二计算单元，用于计算每个所述比值与所述采样时间间隔之积，得到每个所述时间增量；
第二确定单元，用于根据所述设定值、所述初始延时值和全部所述时间增量，确定全部所述延时值中除了所述初始延时值之外的其他每个延时值；
所述根据所述逐点延时数据进行波束合成可以包括：
合成单元，用于根据所述初始延时值和所述其他每个延时值，进行所述波束合成。
其中，所述压缩数据可以包括数据包，所述指示数据可以包括位宽比特数据和分段比特数据，所述生成单元可以包括：
划分子单元，用于将所述编码数据序列划分为多个分段，其中，所述多个分段中的每个分段包括所需位宽相同的至少一个所述编码数据；
第一生成子单元，用于生成用于分别指示所述每个分段对应的所述位宽的所述位宽比特数据；
第二生成子单元，用于生成用于分别指示所述每个分段在所述编码数据序列中的比特位置的所述分段比特数据；
所述组合单元可以包括：
第一添加子单元，用于在所述数据包的包头中的第一字段、第二字段和第三字段分别添加所述初始延时值、全部所述位宽比特数据和全部所述分段比特数据，得到添加包头；
第二添加子单元，用于在所述数据包的净荷添加所述编码数据序列，得到添加净荷；
拼接子单元，用于将所述添加包头和所述添加净荷拼接为所述数据包；
所述解组合单元可以包括：
第一解析子单元，用于从所述第一字段、所述第二字段和所述第三字段中分别解析出所述初始延时值、全部所述位宽比特数据和全部所述分段比特数据；
第二解析子单元，用于从所述数据包的所述添加净荷解析出所述编码数据序列；
所述解析单元可以包括：
第一确定子单元，用于根据所述位宽比特数据，确定所述每个分段对应的所述位宽；
第二确定子单元，用于根据所述分段比特数据，确定所述每个分段在所述编码数据序列中的比特位置；
第三确定子单元，用于根据所述每个分段对应的所述位宽和在所述编码数据序列中的比特位置，确定所述编码数据序列中所述每个分段包括的所述至少 一个编码数据中每个所述编码数据的比特位置；
读取子单元，用于根据所确定的比特位置，依次读取所述编码数据序列中的每个所述编码数据；
所述第二确定单元可以包括：
第一赋值子单元，用于将所述初始延时值，分别作为从最早时间增量对应的所述最早采样时间点到所述上一采样时间点的全部采样时间点所各自对应的延时值，所述最早时间增量为全部所述时间增量中对应的所述最早采样时间点最早的所述时间增量；
第二赋值子单元，用于对于后续的除了最晚时间增量之外的每个所述时间增量，依次将每个所述时间增量对应的所述更新采样点所对应的延时值，分别作为从每个所述时间增量对应的所述最早采样时间点到所述上一采样时间点的全部采样时间点所各自对应的延时值，所述最晚时间增量为全部所述时间增量中对应的所述最早采样时间点最晚的所述时间增量；
第三赋值子单元，用于将所述最晚时间增量对应的所述更新采样点所对应的延时值，分别作为所述多个采样时间点中剩余采样时间点各自对应的延时值。
其中，所述包头可以具有设定大小。
本发明实施例还提供一种超声成像设备，所述超声成像设备包括以上所述的波束合成装置。
对于本装置实施例各方面的具体说明请参见上述方法实施例，在此不再赘述。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定 的保护范围内。

Claims (11)

  1. 一种波束合成方法，其特征在于，包括：
    获取超声探头通道的逐点延时数据；
    按照压缩方式，压缩所述逐点延时数据，得到压缩数据；
    将所述压缩数据发送给超声成像系统的硬件，使得所述硬件能够按照所述压缩方式，解压缩所述压缩数据得到所述逐点延时数据，以及根据所述逐点延时数据进行波束合成。
  2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述逐点延时数据包括具有时间先后次序的多个采样时间点各自对应的延时值。
  3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述按照压缩方式，压缩所述逐点延时数据，得到压缩数据包括：
    根据所述多个采样时间点与所述延时值之间的对应关系，确定所述多个采样时间点中对应延时值与其上一采样时间点对应的上一延时值之差为设定值的更新采样时间点，相对于所述多个采样时间点中对应所述上一延时值的最早采样时间点的时间增量；
    计算每个所述时间增量与采样时间间隔的比值；
    按照编码方式，对每个所述比值分别进行比特编码，得到编码数据；
    将全部所述编码数据按照相应的所述时间增量所对应的所述最早采样时间点的时间先后顺序排列，得到编码数据序列；
    生成指示每个所述编码数据在所述编码数据序列中的比特位置的指示数据；
    按照组合方式，将所述多个采样时间点中最早采样时间点对应的初始延时值、所述指示数据和所述编码数据序列组合在一起，得到所述压缩数据；
    所述按照所述压缩方式，解压缩所述压缩数据得到所述逐点延时数据包括：
    按照所述组合方式，从所述压缩数据中解组合出所述初始延时值、所述指示数据和所述编码数据序列；
    根据所述指示数据，从所述编码数据序列中解析出全部所述编码数据；
    按照所述编码方式，对每个所述编码数据分别进行比特解码，得到每个所述比值；
    计算每个所述比值与所述采样时间间隔之积，得到每个所述时间增量；
    根据所述设定值、所述初始延时值和全部所述时间增量，确定全部所述延时值中除了所述初始延时值之外的其他每个延时值；
    所述根据所述逐点延时数据进行波束合成包括：
    根据所述初始延时值和所述其他每个延时值，进行所述波束合成。
  4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述压缩数据包括数据包，所述指示数据包括位宽比特数据和分段比特数据，所述生成指示每个所述编码数据在所述编码数据序列中的比特位置的指示数据包括：
    将所述编码数据序列划分为多个分段，其中，所述多个分段中的每个分段包括所需位宽相同的至少一个所述编码数据；
    生成用于分别指示所述每个分段对应的所述位宽的所述位宽比特数据；
    生成用于分别指示所述每个分段在所述编码数据序列中的比特位置的所述分段比特数据；
    所述按照组合方式，将所述多个采样时间点中最早采样时间点对应的初始延时值、所述指示数据和所述编码数据序列组合在一起，得到所述压缩数据包括：
    在所述数据包的包头中的第一字段、第二字段和第三字段分别添加所述初 始延时值、全部所述位宽比特数据和全部所述分段比特数据，得到添加包头；
    在所述数据包的净荷添加所述编码数据序列，得到添加净荷；
    将所述添加包头和所述添加净荷拼接为所述数据包；
    所述按照所述组合方式，从所述压缩数据中解析出所述初始延时值、所述指示数据和所述编码数据序列包括：
    从所述第一字段、所述第二字段和所述第三字段中分别解析出所述初始延时值、全部所述位宽比特数据和全部所述分段比特数据；
    从所述数据包的所述添加净荷解析出所述编码数据序列；
    所述根据所述指示数据，从所述编码数据序列中解析出全部所述编码数据包括：
    根据所述位宽比特数据，确定所述每个分段对应的所述位宽；
    根据所述分段比特数据，确定所述每个分段在所述编码数据序列中的比特位置；
    根据所述每个分段对应的所述位宽和在所述编码数据序列中的比特位置，确定所述编码数据序列中所述每个分段包括的所述至少一个编码数据中每个所述编码数据的比特位置；
    根据所确定的比特位置，依次读取所述编码数据序列中的每个所述编码数据；
    所述根据所述设定值、所述初始延时值和全部所述时间增量，确定全部所述延时值中除了所述初始延时值之外的其他每个延时值包括：
    将所述初始延时值，分别作为从最早时间增量对应的所述最早采样时间点到所述上一采样时间点的全部采样时间点所各自对应的延时值，所述最早时间增量为全部所述时间增量中对应的所述最早采样时间点最早的所述时间增量；
    对于后续的除了最晚时间增量之外的每个所述时间增量，依次将每个所述时间增量对应的所述更新采样点所对应的延时值，分别作为从每个所述时间增量对应的所述最早采样时间点到所述上一采样时间点的全部采样时间点所各自对应的延时值，所述最晚时间增量为全部所述时间增量中对应的所述最早采样时间点最晚的所述时间增量；
    将所述最晚时间增量对应的所述更新采样点所对应的延时值，分别作为所述多个采样时间点中剩余采样时间点各自对应的延时值。
  5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述包头具有设定大小。
  6. 一种波束合成装置，其特征在于，包括：
    获取模块，用于获取超声探头通道的逐点延时数据；
    压缩模块，用于按照压缩方式，压缩所述逐点延时数据，得到压缩数据；
    发送模块，用于将所述压缩数据发送给超声成像系统的硬件，使得所述硬件能够按照所述压缩方式，解压缩所述压缩数据得到所述逐点延时数据，以及根据所述逐点延时数据进行波束合成。
  7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述逐点延时数据包括具有时间先后次序的多个采样时间点各自对应的延时值。
  8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述压缩模块包括：
    第一确定单元，用于根据所述多个采样时间点与所述延时值之间的对应关系，确定所述多个采样时间点中对应延时值与其上一采样时间点对应的上一延时值之差为设定值的更新采样时间点，相对于所述多个采样时间点中对应所述上一延时值的最早采样时间点的时间增量；
    第一计算单元，用于计算每个所述时间增量与采样时间间隔的比值；
    编码单元，用于按照编码方式，对每个所述比值分别进行比特编码，得到 编码数据；
    排列单元，用于将全部所述编码数据按照相应的所述时间增量所对应的所述最早采样时间点的时间先后顺序排列，得到编码数据序列；
    生成单元，用于生成指示每个所述编码数据在所述编码数据序列中的比特位置的指示数据；
    组合单元，用于按照组合方式，将所述多个采样时间点中最早采样时间点对应的初始延时值、所述指示数据和所述编码数据序列组合在一起，得到所述压缩数据；
    所述按照所述压缩方式，解压缩所述压缩数据得到所述逐点延时数据包括：
    解组合单元，用于按照所述组合方式，从所述压缩数据中解组合出所述初始延时值、所述指示数据和所述编码数据序列；
    解析单元，用于根据所述指示数据，从所述编码数据序列中解析出全部所述编码数据；
    解码单元，用于按照所述编码方式，对每个所述编码数据分别进行比特解码，得到每个所述比值；
    第二计算单元，用于计算每个所述比值与所述采样时间间隔之积，得到每个所述时间增量；
    第二确定单元，用于根据所述设定值、所述初始延时值和全部所述时间增量，确定全部所述延时值中除了所述初始延时值之外的其他每个延时值；
    所述根据所述逐点延时数据进行波束合成包括：
    合成单元，用于根据所述初始延时值和所述其他每个延时值，进行所述波束合成。
  9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述压缩数据包括数据包， 所述指示数据包括位宽比特数据和分段比特数据，所述生成单元包括：
    划分子单元，用于将所述编码数据序列划分为多个分段，其中，所述多个分段中的每个分段包括所需位宽相同的至少一个所述编码数据；
    第一生成子单元，用于生成用于分别指示所述每个分段对应的所述位宽的所述位宽比特数据；
    第二生成子单元，用于生成用于分别指示所述每个分段在所述编码数据序列中的比特位置的所述分段比特数据；
    所述组合单元包括：
    第一添加子单元，用于在所述数据包的包头中的第一字段、第二字段和第三字段分别添加所述初始延时值、全部所述位宽比特数据和全部所述分段比特数据，得到添加包头；
    第二添加子单元，用于在所述数据包的净荷添加所述编码数据序列，得到添加净荷；
    拼接子单元，用于将所述添加包头和所述添加净荷拼接为所述数据包；
    所述解组合单元包括：
    第一解析子单元，用于从所述第一字段、所述第二字段和所述第三字段中分别解析出所述初始延时值、全部所述位宽比特数据和全部所述分段比特数据；
    第二解析子单元，用于从所述数据包的所述添加净荷解析出所述编码数据序列；
    所述解析单元包括：
    第一确定子单元，用于根据所述位宽比特数据，确定所述每个分段对应的所述位宽；
    第二确定子单元，用于根据所述分段比特数据，确定所述每个分段在所述 编码数据序列中的比特位置；
    第三确定子单元，用于根据所述每个分段对应的所述位宽和在所述编码数据序列中的比特位置，确定所述编码数据序列中所述每个分段包括的所述至少一个编码数据中每个所述编码数据的比特位置；
    读取子单元，用于根据所确定的比特位置，依次读取所述编码数据序列中的每个所述编码数据；
    所述第二确定单元包括：
    第一赋值子单元，用于将所述初始延时值，分别作为从最早时间增量对应的所述最早采样时间点到所述上一采样时间点的全部采样时间点所各自对应的延时值，所述最早时间增量为全部所述时间增量中对应的所述最早采样时间点最早的所述时间增量；
    第二赋值子单元，用于对于后续的除了最晚时间增量之外的每个所述时间增量，依次将每个所述时间增量对应的所述更新采样点所对应的延时值，分别作为从每个所述时间增量对应的所述最早采样时间点到所述上一采样时间点的全部采样时间点所各自对应的延时值，所述最晚时间增量为全部所述时间增量中对应的所述最早采样时间点最晚的所述时间增量；
    第三赋值子单元，用于将所述最晚时间增量对应的所述更新采样点所对应的延时值，分别作为所述多个采样时间点中剩余采样时间点各自对应的延时值。
  10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述包头具有设定大小。
  11. 一种超声成像设备，其特征在于，包括如权利要求6至10中任一项所述的波束合成装置。
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