[發明專利]基于序貫回歸方法的多陣元合成孔徑聚焦波束形成方法

有效

• 申請號: 201710076139.8
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號: CN106950569B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 郭業才;季曉星;宋峣;禹勝林
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01S15/89
• 分類號: G01S15/89;G01S7/52
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱楨榮

本發明公開了一種基于序貫回歸方法的多陣元合成孔徑聚焦波束形成方法，該發明方法利用多陣元合成孔徑聚焦波束形成和最小均方誤差準則，通過期望信號與自適應系統的輸出作差得到輸出誤差，并將這個誤差引入到序貫回歸方法中，再用序貫回歸方法的輸出作為線性傳感器陣列各通道的權值，對多陣元合成孔徑聚焦波束形成的子陣與子陣陣元分別進行動態幅度遍跡，有效減少了波束形成的主瓣寬度和旁瓣幅度，提高了成像質量。

技術領域

本發明涉及合成孔徑波束形成領域，特別是一種基于序貫回歸方法的多陣元合成孔徑聚焦波束形成方法。

背景技術

合成孔徑聚焦成像相比于傳統的波束形成技術，其優勢在于合成孔徑聚焦每次發射、接收只有一個陣元，大大簡化了電路；同時可以實現發射和接收的雙向聚焦(見文獻：P.Karwat,Z.Klimonda,M.Lewandowski.A.Nowicki.Imaging quality of the classicalbeamforming,SAFT and plane wave imaging-Experimental results[A].2012 IEEEInternational Ultrasonics Symposium[C].New York：IEEE Trans，2012：1-4.)。但是其缺點也很明顯，合成孔徑聚焦采用單陣元換能器，但是單陣元換能器具有掃描頻率低、成像信噪比差的缺點，同時，合成孔徑聚焦的副瓣等級限制了它的性能(見文獻：Mok KunJeong,Sung Jae Kwon.A novel side lobe estimation method in medical ultrasoundimaging systems[A].Ultrasonics Symposium(IUS),2015IEEE International[C].NewYork：IEEE Trans,2015：1-4.)。為進一步提高成像質量，一些改進的方法被提出來了。針對合成孔徑聚焦技術信噪比低的特點，提出多陣元合成孔徑聚焦的方法，提高了成像質量和分辨率(見文獻：杜英華，祁欣.多陣元合成孔徑聚焦波束形成研究[J].納米技術與精密工程.2014，12(3)：162-166)。C.J.Martín-Arguedas等提出一種加速多陣元合成孔徑聚焦成像的方法，減少了計算量(見文獻：C.J.Martín-Arguedas，O.Martínez-Graullera，D.Romero-Laorden，L.Gómez-Ullate.Method and architecture to accelerate multi-element syntheticaperture imaging[J].Digital Signal Processing.2013，23(4)：1288-1295)。岳海林提出一些改進發射、接收模式的方法：如合成接收孔徑(SRA)、合成發射孔徑(STA)等(見文獻：岳海林.超聲合成聚焦信號噪聲抑制與相位校正技術研究[D].四川：西南交通大學，2015：7-20)。Jonathan Reeg等提出空減影成像(Null SubtractionImaging，NSI)的方法，降低旁瓣、提高橫向分辨率(見文獻：Jonathan Reeg，MichaelL.Oelze.Improving lateral resolution in ultrasonic Imaging by utilizing nullsin the beam pattern[J].Ultrasonics Symposium(IUS),2015 IEEE International[C].New York：IEEE Trans，2015：1-4)。Y.Tasinkevych等提出對合成發射孔徑進行變跡加權的方法，提高成像質量(見文獻：Y.Tasinkevych，Z.Klimonda，M.Lewandowski，A.Nowicki，P.A.Lewin.Modified multi-element synthetic transmit aperture method forultrasound Imaging：A tissue phantom study[J].Ultrasonics.2013，53(2)：570-57)。李榮興引入空間平滑對角加載Capon自適應波束形成方法，實現真正的動態幅度變跡(見文獻：李榮興.波束形成自適應波束形成方法研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2013：52-55)。劉廣在李榮興的研究基礎上引入相干因數和平面波的概念，進一步提高了成像質量(見文獻：劉廣.合成孔徑波束形成中波束合成方法研究[D].河北：燕山大學，2015：41-48)。