CN114646967B 基于频域广义旁瓣相消和维纳后置滤波的超声成像方法 （重庆大学）

基于频域广义旁瓣相消和维纳后置滤波的本发明涉及一种基于频域广义旁瓣相消和瓣相消原理计算出各个子频带下的波束形成权2S2：选取适合超声回波信号的频域分段长度FDS-GSC(m,ω)表示子频带广义旁瓣子频带广义旁瓣相消器在时频点(m,ω)辅助支路的自适应权矢量；其中，wsq与wsa的关系H为阻塞矩阵B的共轭转置，R(m,O)为对角加载后的频域估计样本1表示矩阵求逆运算；S5：根据子频带下的频域广义旁瓣相消器的波束形成权值设计相应的维纳后置滤波32.根据权利要求1所述的基于频域广义旁瓣相消和维纳后置滤波的超声成像方法，其频域样本协方差矩阵R(m,ω)：阵R(m,o),表达式：3.根据权利要求1所述的基于频域广义旁瓣相消和维纳后置滤波的超声成像方法，其wFDSGSC-Wiener＝HFDSGSC-WienerwFDS-G其中，wFDSGSC-Wiener表示频域广义旁瓣相消器结合维纳后置滤波器的复合权值；HFDSGSC-Wiener表示基于频域的广义旁瓣相消器的频域维纳后置滤波器系数，wFDS-GSC表示子频4.根据权利要求3所述的基于频域广义旁瓣相消和维纳后置滤波的超声成像方法，其FDSGSC-Wiener(m,ω)表示融合维纳后置滤波器的子频带超声广义旁瓣相消波束形成器在时频域点(m,ω)的频域输出值，wFDSGSC-Wiener表示频域广义旁瓣相消器结合维纳后置45.根据权利要求4所述的基于频域广义旁瓣相消和维纳后置滤波的超声成像方法，其融合维纳后置滤波器的子频带超声广义旁瓣相消波束形成器在时频域点(m,ω)的频域输5下对图像质量有较大影响，并且在对比度上存在明显不足。广义旁瓣相消算法(GeneralizedSidelobeCanceler,GSC)作为最小方差算法的一种鲁棒结构，具有比最小方差算法更好的背景成像质量。目前，有学者提出将广义旁瓣相消器引入频域(GeneralizedSidelobeCancelerBasedonFrequencyDomainSegmentation,[0004]因此，亟需发明一种能够进一步提高超声成像广义旁瓣相消波束形成算法分辨[0007]一种基于频域广义旁瓣相消和维纳后置滤波的超声成像方法，具体包括以下步6[0013]S6：将子频带下的频域广义旁瓣相消器的波束形成权值与其后置滤波器系数相)]l+L-1l7[0036]其中，BH为阻塞矩阵B的共轭转置，i(m,ao)为对角加载后的频域估计样本协方差-1表示矩阵求逆运算。[0037]进一步，步骤S5具体包括：将子频带下的广义旁瓣相消器n[0042]其中，wFDSGSC-Wiener表示频域广义旁瓣相消器结合维纳后置滤波器的复合权值；HFDSGSC-Wiener表示基于频域的广义旁瓣相消器的频域维纳后置滤波器系数，wFDS-GSC表示子频[0048]其中，yFDSGSC-Wiener(k)表示融合维纳后置滤波器的子频带超声广义旁瓣相消波束ω)表示融合维纳后置滤波器的子频带超声广义旁瓣相消波束形成器在时频域点(m，ω)的8束形成器的输出值计算得到频域下的维纳后置滤波器系数，对频域输出进一步加权优化，[0058]请参阅图1～图5，图1为本发明提供的基于频域广义旁瓣相消器的维纳后置滤波9)]l+L-1l子频带广义旁瓣相消器在时频点(m，ω)辅助支路的自适应权-1表示矩阵求逆运算。[0090]步骤S8：利用快速傅里叶逆变换将该波束形成器的频域输出值转换为时域输出[0092]其中，yFDSGSC-Wiener(k)表示融合维纳后置滤波器的子频带ω)表示融合维纳后置滤波器的子频带超声广义旁瓣相消波束形成器在时频域点(m，ω)的点目标仿真实验中，设置单列纵向间隔为2.5mm的12个点目标，深度分布在40mm～70mm之[0095]在多斑成像仿真实验中，设置一列横向位置位于中心0mm处的，纵向位于深度射点在块状囊肿和背景之间的振幅比为10倍，在无回声囊肿和背景之间的振幅比为40倍。广义旁瓣相消算法(FDSGSC)，融合维纳后置滤波器的子频带广义旁瓣相消算法(FDSGSC-瓣伪像严重，相比于其他算法具有更高的横向伪影和更宽的主瓣宽度，难以区分目标点。[0098]FDSGSC算法在整个深度范围内分辨率进一步提高，但是伪影仍然可见。FDSGSC-算法，FDSGSC-Wiener在分辨率主瓣宽度的改善最大提高了80.7相比于GSC算法，FDSGSC-Wiener在分辨率主瓣宽度的改善最大法分辨率有所提高，FDSGSC-Wiener则相比GSC和FDSGSC算法在分辨率性能上进一步地改善。相比于DAS，和GSC算法，FDSGSC-Wiener的分辨率提高了74.2％和50可以看到[0105]表3给