[發明專利]一種反映空化泡尺寸時空分布的成像方法和系統

在審

• 申請號: 202010866064.5
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN112184879A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 鐘徽;馬泉龍;馬學進
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T19/20;G06T9/00;G06T5/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

1.一種反映空化泡尺寸時空分布的成像方法，其特征在于，

步驟1，獲取空化泡產生前的空間二維射頻數據，空化泡產生后每一時刻的空間二維射頻數據，所述空間二維射頻數據為脈沖逆轉加和后的空間二維射頻數據；

將空間二維射頻數據進行濾波，并從中提取1/2次諧波信號、1/3次諧波信號和1/4次諧波信號，將各個次諧波信號對應的二維射頻數據轉換為二維圖像數據；空化泡產生前的二維圖像數據獲得三個參考閾值矩陣，空化泡產生后的每一刻的二維圖像數據獲得三個信號強度矩陣；

步驟2，對于每一刻的空間二維射頻數據，比較1/2次諧波信號對應的參考閾值矩陣和信號強度矩陣，當強度矩陣中的信號強度大于參考閾值矩陣中的參考閾值時，將1/2次諧波信號出現位置的彩色編碼Colormap1值置為1，否則置為0；比較1/3次諧波信號對應的參考閾值矩陣和信號強度矩陣，當信號強度大于參考閾值時，將1/3次諧波信號出現位置的彩色編碼Colormap2的值置為1，否則置為0；比較1/4次諧波信號對應的參考閾值矩陣和信號強度矩陣，將信號強度大于參考閾值時，對1/4次諧波信號出現位置的彩色編碼Colormap3的值置為1，否則置為0；

步驟3，將每一刻的每一個次諧波的信號強度矩陣與其對應的彩色編碼值進行乘法運算，得到新的信號強度矩陣，將三個新的信號強度矩陣復合成為三維矩陣；

步驟4，將三維矩陣轉化成實際的成像深度和橫向距離并進行彩色顯示，得到每一刻的空化泡尺寸時空分布的成像圖。

2.根據權利要求1所述的一種反映空化泡尺寸時空分布的成像方法，其特征在于，步驟1中，所述空間二維射頻數據為脈沖逆轉加和為將兩個形狀相同、相位相反的超聲波形的回波信號進行加和。

3.根據權利要求1所述的一種反映空化泡尺寸時空分布的成像方法，其特征在于，步驟1中，通過巴特沃斯濾波器對空間二維射頻數據進行濾波，提取出設定頻率的次諧波信號。

4.根據權利要求1所述的一種反映空化泡尺寸時空分布的成像方法，其特征在于，步驟1中，通過包絡檢測，將每一幀二維射頻數據變為二維圖像數據。

5.根據權利要求1所述的一種反映空化泡尺寸時空分布的成像方法，其特征在于，步驟2中，三個參考閾值矩陣在和信號強度矩陣比較前，參考閾值矩陣通過矩陣系數N進行修正。

6.根據權利要求1所述的一種反映空化泡尺寸時空分布的成像方法，其特征在于，三個參考閾值矩陣在和信號強度矩陣比較前，對閾值矩陣進行平滑處理。

7.根據權利要求1所述的一種反映空化泡尺寸時空分布的成像方法，其特征在于，當圖像中出現兩種顏色重疊時，表示圖像中所述位置處對應的空化泡尺寸介于兩類次諧波信號對應的空化泡尺寸之間。

8.根據權利要求1所述的一種反映空化泡尺寸時空分布的成像方法，其特征在于，當圖像中某個位置出現三種顏色交叉時，表示圖像中所述某個位置處有空化泡破裂的現象。

9.根據權利要求1所述的一種反映空化泡尺寸時空分布的成像方法，其特征在于，成像圖中，各個次諧波對應的顏色深淺表示對應尺寸的空化泡信號強度。

10.一種反應空化泡尺寸時空分布的成像系統，其特征在于，包括：

采集模塊，用于采集空化泡產生前的空間二維射頻數據，空化泡產生后每一刻的空間二維射頻數據；

提取模塊，用于空間二維射頻數據中提取1/2次諧波信號、1/3次諧波信號和1/4次諧波信號，空化泡產生前的空間二維射頻數據形成三個參考閾值矩陣，空化泡產生后的每一刻空間二維射頻數據形成三個信號強度矩陣；

比較模塊，用于比較各個次諧波信號中對應的參考閾值矩陣和信號強度矩陣，并根據比較結果對各個次諧波信號出現的位置進行彩色編碼值的設定；

復合模塊，用于將每一刻的每一個次諧波的信號強度矩陣與其對應的彩色編碼值進行乘積運算，得到新的信號強度矩陣，將三個新的信號強度矩陣復合成為三維矩陣；

成像模塊，將三維矩陣轉化成實際的成像深度和橫向距離并進行彩色顯示，得到每一刻的空化泡尺寸時空分布的成像圖。