波束形成器、医学图像系统以及用于显示诊断图像的方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102755174 A (43)申请公布日 2012.10.31 CN 102755174 A *CN102755174A* (21)申请号 201210102403.8 (22)申请日 2012.04.09 10-2011-0039081 2011.04.26 KR A61B 8/00(2006.01) (71)申请人 三星电子株式会社 地址 韩国京畿道水原市 (72)发明人 金圭洪 金晶澔 朴成灿 (74)专利代理机构 北京铭硕知识产权代理有限 公司 11286 代理人 韩明星 王兆赓 (54) 发明名称 波束形成器、 医学图像系统以及用于显示诊 断图像的方法 (。

2、57) 摘要 提供一种波束形成器、 医学图像系统以及用 于显示诊断图像的方法。所述波束形成器包括 ： 信号产生器， 可产生针对多通道信号应用了不同 的切趾函数的多个信号 ； 估计器， 可从所述多个 信号估计信号主要分量和噪声主要分量 ； 权重计 算器， 可使用估计的信号主要分量和估计的噪声 主要分量来计算根据每个通道的将被应用于信号 主要分量的权重 ； 权重应用器， 可将计算的权重 应用于估计的信号主要分量。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 11 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 1。

3、1 页 附图 4 页 1/2 页 2 1. 一种使用从对象反射的多通道信号形成接收波束的波束形成器， 所述波束形成器包 括 ： 信号产生器， 被构造为产生针对所述多通道信号应用了不同的切趾函数的多个信号 ； 估计器， 被构造为从所述多个信号估计信号主要分量和噪声主要分量 ； 权重计算器， 被构造为基于估计的信号主要分量和估计的噪声主要分量来计算根据每 个通道的将被应用于信号主要分量的权重 ； 权重应用器， 被构造为将计算的权重应用于估计的信号主要分量。 2. 如权利要求 1 所述的波束形成器， 其中， 权重计算器还被构造为基于估计的信号主 要分量和估计的噪声主要分量来估计信噪功率比 SNR， 。

4、并基于估计的 SNR 来计算权重。 3. 如权利要求 1 所述的波束形成器， 其中， 信号产生器包括 ： 第一信号产生器， 被构造为针对所述多通道信号使用第一切趾函数来产生第一信号 ； 第二信号产生器， 被构造为针对所述多通道信号使用第二切趾函数来产生第二信号。 4. 如权利要求 3 所述的波束形成器， 其中， 估计器包括 ： 信号主要分量估计器， 被构造为通过计算第一信号与第二信号的和来估计信号主要分 量 ； 噪声主要分量估计器， 被构造为通过计算第一信号与第二信号之间的差来估计噪声主 要分量。 5. 如权利要求 1 所述的波束形成器， 其中， 估计器被构造为将所述多个信号的和或在 所述多个。

5、信号中具有最小绝对值的信号估计为信号主要分量。 6. 如权利要求 1 所述的波束形成器， 其中， 权重应用器是维纳滤波器， 并且权重计算器 还被构造为计算维纳增益。 7. 如权利要求 1 所述的波束形成器， 其中， 从对象反射的多通道信号由沿纵向、 沿横向 或沿纵向与横向的组合布置的换能器接收。 8. 一种使用从对象反射的多通道信号产生诊断图像的设备， 所述设备包括 ： 波束形成器， 被构造为从针对所述多通道信号应用了不同的切趾函数的多个信号估计 信号主要分量和噪声主要分量， 基于估计的信号主要分量和估计的噪声主要分量来计算根 据每个通道的权重， 通过将计算的权重应用于估计的信号主要分量来形成。

6、接收波束 ； 混合器， 被构造为根据反射接收波束的位置来混合波束形成器形成的接收波束 ； 诊断图像产生器， 被构造为基于混合的接收波束来产生诊断图像。 9. 如权利要求 8 所述的设备， 其中， 波束形成器还被构造为基于估计的信号主要分量 和估计的噪声主要分量来估计信噪功率比 SNR， 并基于估计的 SNR 来计算权重。 10. 如权利要求 8 所述的设备， 其中， 波束形成器被构造为通过计算应用了不同的切趾 函数的所述多个信号的和来估计信号主要分量， 并且通过计算所述多个信号之间的差来估 计噪声主要分量。 11. 如权利要求 8 所述的设备， 其中， 从对象反射的多通道信号由沿纵向、 沿横向。

7、或沿 纵向与横向的组合布置的换能器接收。 12. 一种医学图像系统， 包括 ： 探头， 被构造为使用多个换能器接收从对象反射的信号 ； 被构造为产生诊断图像的设备， 所述设备从针对从探头接收的多通道信号应用了不同 权 利 要 求 书 CN 102755174 A 2 2/2 页 3 的切趾函数的多个信号估计信号主要分量和噪声主要分量， 基于估计的信号主要分量和估 计的噪声主要分量来计算根据每个通道的权重， 通过将计算的权重应用于估计的信号主要 分量来形成接收波束， 并通过混合接收波束来产生诊断图像。 13. 如权利要求 12 所述的医学图像系统， 其中， 包括在探头中的多个换能器沿纵向和 横向。

8、布置， 由探头接收的多通道信号由沿纵向、 沿横向或沿纵向与横向的组合布置的换能 器接收。 14. 一种使用从对象反射的多通道信号显示诊断图像的方法， 所述方法包括 ： 产生针对所述多通道信号应用了不同的切趾函数的多个信号 ； 从产生的多个信号估计信号主要分量和噪声主要分量 ； 基于估计的信号主要分量和估计的噪声主要分量来计算根据每个通道的将被应用于 信号主要分量的权重 ； 通过将计算的权重应用于估计的信号主要分量来形成接收波束。 15. 如权利要求 14 所述的方法， 其中， 计算权重的步骤包括 ： 基于估计的信号主要分量 和估计的噪声主要分量来估计信噪功率比 SNR， 并基于估计的 SNR 。

9、来计算权重。 16. 如权利要求 14 所述的方法， 其中， 产生多个信号的步骤包括 ： 针对所述多通道信号使用第一切趾函数来产生第一信号 ； 针对所述多通道信号使用第二切趾函数来产生第二信号。 17. 如权利要求 16 所述的方法， 其中， 估计的步骤包括 ： 通过计算第一信号与第二信号的和来估计信号主要分量 ； 通过计算第一信号与第二信号之间的差来估计噪声主要分量。 18. 如权利要求 14 所述的方法， 其中， 从对象反射的多通道信号由沿纵向、 沿横向或沿 纵向与横向的组合布置的换能器接收。 19. 如权利要求 14 所述的方法， 还包括 ： 根据反射接收波束的位置来混合形成的接收波束 。

10、； 从混合的接收波束产生诊断图像 ； 显示产生的诊断图像。 权 利 要 求 书 CN 102755174 A 3 1/11 页 4 波束形成器、 医学图像系统以及用于显示诊断图像的方法 技术领域 0001 以下描述涉及一种波束形成器、 一种诊断系统、 一种医学图像系统以及一种用于 显示诊断图像的方法。 背景技术 0002 使用合成孔径技术的图像系统可使用固定波束形成技术或自适应波束形成技术。 固定波束形成技术可使用汉明窗(Hamming window)或汉宁窗(Hanning window)， 固定波束 形成技术也可被称为独立于数据的波束形成技术。 根据固定波束形成技术产生的诊断图像 可能不具。

11、有适当的对比度或分辨率。因此， 可使用自适应波束形成技术来获得具有比通过 固定波束形成技术获得的图像更好的对比度或分辨率的更好质量的图像。 根据自适应波束 形成技术产生的诊断图像可具有更高的分辨率， 但是自适应波束形成技术难以实现， 这是 因为， 吞吐量高于根据固定波束形成技术产生的诊断图像的吞吐量。 发明内容 0003 根据一方面， 提供了一种使用从对象反射的多通道信号形成接收波束的波束形成 器。 所述波束形成器包括 ： 信号产生器， 被构造为产生针对所述多通道信号应用了不同的切 趾函数的多个信号 ； 估计器， 被构造为从所述多个信号估计信号主要分量和噪声主要分量 ； 权重计算器， 被构造为。

12、基于估计的信号主要分量和估计的噪声主要分量来计算根据每个通 道的将被应用于信号主要分量的权重 ； 权重应用器， 被构造为将计算的权重应用于估计的 信号主要分量。 0004 权重计算器还可被构造为基于估计的信号主要分量和估计的噪声主要分量来估 计信噪功率比 (SNR)， 并通过使用估计的 SNR 来计算权重。 0005 信号产生器可包括 ： 第一信号产生器， 被构造为针对所述多通道信号使用第一切 趾函数来产生第一信号 ； 第二信号产生器， 被构造为针对所述多通道信号使用第二切趾函 数来产生第二信号。 0006 估计器可包括 ： 信号主要分量估计器， 被构造为通过计算第一信号与第二信号的 和来估计。

13、信号主要分量 ； 噪声主要分量估计器， 被构造为通过计算第一信号与第二信号之 间的差来估计噪声主要分量。 0007 估计器可被构造为将所述多个信号的和或在所述多个信号中具有最小绝对值的 信号估计为信号主要分量。 0008 权重应用器可以是维纳滤波器， 并且权重计算器还可被构造为计算维纳增益。 0009 从对象反射的多通道信号可由沿纵向、 沿横向或沿纵向与横向的组合布置的换能 器接收。 0010 在另一方面， 提供了一种使用从对象反射的多通道信号产生诊断图像的设备。所 述设备包括 ： 波束形成器， 被构造为从针对所述多通道信号应用了不同的切趾函数的多个 信号估计信号主要分量和噪声主要分量， 基于。

14、估计的信号主要分量和估计的噪声主要分量 说 明 书 CN 102755174 A 4 2/11 页 5 来计算根据每个通道的权重， 通过将计算的权重应用于估计的信号主要分量来形成接收波 束 ； 混合器， 被构造为根据反射接收波束的位置来混合波束形成器形成的接收波束 ； 诊断 图像产生器， 被构造为基于混合的接收波束来产生诊断图像。 0011 波束形成器还可被构造为基于估计的信号主要分量和估计的噪声主要分量来估 计信噪功率比 (SNR)， 并基于估计的 SNR 来计算权重。 0012 波束形成器可被构造为通过计算应用了不同的切趾函数的所述多个信号的和来 估计信号主要分量， 并且通过计算所述多个信。

15、号之间的差来估计噪声主要分量。 0013 从对象反射的多通道信号可由沿纵向、 沿横向或沿纵向与横向的组合布置的换能 器接收。 0014 在另一方面， 提供了一种医学图像系统。所述医学图像系统包括 ： 探头， 被构造为 使用多个换能器接收从对象反射的信号 ； 被构造为产生诊断图像的设备， 所述设备从针对 从探头接收的多通道信号应用了不同的切趾函数的多个信号估计信号主要分量和噪声主 要分量， 基于估计的信号主要分量和估计的噪声主要分量来计算根据每个通道的权重， 通 过将计算的权重应用于估计的信号主要分量来形成接收波束， 并通过混合接收波束来产生 诊断图像。 0015 包括在探头中的多个换能器可沿纵。

16、向和横向布置， 由探头接收的多通道信号可由 沿纵向、 沿横向或沿纵向与横向的组合布置的换能器接收。 0016 在另一方面， 提供了一种使用从对象反射的多通道信号显示诊断图像的方法。所 述方法包括 ： 产生针对所述多通道信号应用了不同的切趾函数的多个信号 ； 从产生的多个 信号估计信号主要分量和噪声主要分量 ； 基于估计的信号主要分量和估计的噪声主要分量 来计算根据每个通道的将被应用于信号主要分量的权重 ； 通过将计算的权重应用于估计的 信号主要分量来形成接收波束。 0017 计算权重的步骤可包括 ： 基于估计的信号主要分量和估计的噪声主要分量来估计 信噪功率比 (SNR)， 并基于估计的 SN。

17、R 来计算权重。 0018 产生多个信号的步骤可包括 ： 针对所述多通道信号使用第一切趾函数来产生第一 信号 ； 针对所述多通道信号使用第二切趾函数来产生第二信号。 0019 估计的步骤可包括 ： 通过计算第一信号与第二信号的和来估计信号主要分量 ； 通 过计算第一信号与第二信号之间的差来估计噪声主要分量。 0020 从对象反射的多通道信号可由沿纵向、 沿横向或沿纵向与横向的组合布置的换能 器接收。 0021 所述方法还可包括 ： 根据反射接收波束的位置来混合形成的接收波束 ； 从混合的 接收波束产生诊断图像 ； 显示产生的诊断图像。 0022 在另一方面， 提供了一种存储有程序指令的计算机可。

18、读存储介质， 所述程序指令 使处理器执行使用从对象反射的多通道信号显示诊断图像的方法， 所述方法包括 ： 产生针 对所述多通道信号应用了不同的切趾函数的多个信号 ； 从产生的多个信号估计信号主要分 量和噪声主要分量 ； 基于估计的信号主要分量和估计的噪声主要分量来计算根据每个通道 的将被应用于信号主要分量的权重 ； 通过将计算的权重应用于估计的信号主要分量来形成 接收波束。 0023 通过以下详细描述、 附图和权利要求， 其他特点和方面可以是清楚的。 说 明 书 CN 102755174 A 5 3/11 页 6 附图说明 0024 图 1 是示出使用诊断系统的环境的示例的示图 ； 0025 。

19、图 2 是示出波束形成器的示例的示图 ； 0026 图 3 是示出用于产生诊断图像的设备的示例的示图 ； 0027 图 4 是示出医学图像系统的示例的示图 ； 0028 图 5 是示出包括在探头中的以二维 (2D) 阵列布置的多个换能器的示例的示图 ； 0029 图 6 是示出显示诊断图像的方法的示例的流程图。 0030 贯穿附图和详细描述， 除非另外描述， 否则相同的附图标号将被理解为指示相同 的元件、 特征和结构。为了清晰、 说明和方便， 可能夸大这些元件的相对大小和描述。 具体实施方式 0031 提供以下详细描述以帮助读者全面地理解这里描述的方法、 设备和 / 或系统。因 此， 将向本领。

20、域普通技术人员提出这里描述的系统、 设备和 / 或方法的各种改变、 修改和等 同物。此外， 为了更加清楚和简要， 可省略公知功能和构造的描述。 0032 图 1 示出使用诊断系统 10 的环境的示例。参照图 1， 诊断系统 10 包括探头 20 和 用于产生诊断图像的设备30。 在一些示例中， 诊断系统10不限于描述的探头20和设备30。 0033 在图 1 的示例中， 探头 20 和设备 30 被示出为分离的装置。作为另一示例， 设备 30 和探头 20 可彼此结合。 0034 探头 20 可使用至少一个换能器发送和接收对象的信号， 设备 30 可使用从探头 20 接收的信号来产生诊断图像。。

21、在各种示例中， 设备 30 可包括波束形成器、 混合器、 图像产生 器等。例如， 设备 30 可使用通过将时间延迟值和权重应用于从探头 20 接收的信号以形成 接收波束的波束形成器来产生诊断图像。 混合器可用于根据接收波束被反射的位置混合形 成的接收波束。诊断图像产生器可用于通过提取图像的亮度或运动信息来产生诊断图像。 0035 图2示出波束形成器100的示例。 参照图2， 波束形成器100包括信号产生器110、 估计器 120、 权重计算器 130 和权重应用器 140。 0036 与本示例相关的元件被显示在图 2 的波束形成器 100 中。然而， 应该理解， 其他元 件可被包括在波束形成器。

22、 100 中。 0037 例如， 图 2 的波束形成器 100 示出用于通过将权重应用于从对象反射的多通道信 号来形成接收波束的元件。在各种示例中， 波束形成器 100 还可包括用于形成发送波束的 元件和用于将时间延迟值应用于从对象反射的多通道信号的元件。 0038 可通过一个或多个处理器来实现图2的波束形成器100的信号产生器110、 估计器 120、 权重计算器 130 和 / 或权重应用器 140。例如， 可以以多个逻辑门的阵列， 或者以通用 微处理器和存储在通用微处理器中可执行的程序的存储器的组合， 来实现所述处理器。 0039 波束形成器 100 可使用从对象反射的多通道信号来形成接。

23、收波束。例如， 从对象 反射的多通道信号可以是射频 (RF) 信号。射频 (RF) 信号可以从对象被反射并且由一个或 多个换能器 ( 未示出 ) 接收。此外， 接收波束的形成可表示估计在空间中的一点反射的信 号的强度。 0040 信号产生器 110 可产生针对从对象反射的多通道信号应用了不同的切趾函数 说 明 书 CN 102755174 A 6 4/11 页 7 (apodization function) 的多个信号。作为非限制性的示例， 输入到信号产生器 110 的多 通道信号可以是这样的信号， 所述信号可以在从对象反射的信号被转换为电信号之后考虑 到根据每个通道的时间延迟值而具有相同相。

24、位。 0041 此外， 作为非限制性的示例， 切趾函数可以是用于将根据每个通道的权重应用于 从对象反射的多通道信号的窗函数。 例如， 切趾函数可包括矩形窗形式、 汉明窗形式或汉宁 窗形式。 0042 例如， 响应于具有矩形窗形式的切趾函数， 根据点扩展函数 (PSF)， 主瓣的宽度可 以较小， 旁瓣的电平可以为高。因此， 在该示例中， 分辨率可能高， 而对比度可能低。 0043 作为另一示例， 响应于具有汉明窗形式的切趾函数， 根据 PSF， 主瓣的宽度可以相 对宽， 旁瓣的电平可以为低。在该示例中， 分辨率可能低， 而对比度可能高。 0044 这样， 切趾函数的形式可导致低分辨率或低对比度。。

25、波束形成器 100 可使用应用 了不同切趾函数的信号来形成接收波束， 所述接收波束用于产生具有良好分辨率和良好对 比度的诊断图像。 0045 此外， 响应于具有各种窗形式的切趾函数， 窗口大小可以相同。因此， 可保证使用 由波束形成器 100 形成的接收波束而产生的诊断图像的分辨率。 0046 信号产生器110可产生两个信号， 例如， 信号产生器110可通过将根据第一切趾函 数的任意一个窗函数应用于多通道信号来产生第一信号， 并通过将根据第二切趾函数的任 意一个窗函数应用于多通道信号来产生第二信号。在该示例中， 第一切趾函数可以是与第 二切趾函数不同的窗函数。 0047 估计器120可基于由信。

26、号产生器110产生的信号估计信号主要分量和噪声主要分 量。 在该示例中， 信号主要分量表示通过从信号提取信号分量而获得的分量， 噪声主要分量 表示通过从信号提取噪声分量而获得的分量。 0048 作为另一示例， 在针对多通道信号应用了不同的切趾函数的信号中， 一部分信号 由于对象的特性而可具有相似的值， 一部分信号由于旁瓣的改变而可具有不同的值。在该 示例中， 旁瓣的改变可以由应用的窗的改变而引起。 0049 估计器 120 可通过增强相似部分并减小不相似部分而从应用了不同的切趾函数 的信号估计信号主要分量和噪声主要分量。 0050 例如， 信号主要分量可对应于由信号产生器 110 产生的信号的。

27、和， 噪声主要分量 可对应于由信号产生器 110 产生的信号之间的差。作为另一示例， 信号主要分量可对应于 由信号产生器 110 产生的信号之中具有最小绝对值的信号。 0051 权重计算器130可使用通过估计器120估计的信号主要分量和噪声主要分量来计 算根据每个通道的将被应用于信号主要分量的权重。这里， 权重计算器 130 计算的权重可 对应于用于执行波束形成的切趾函数。 0052 与噪声分量比信号分量更主要的部分相比， 根据每个通道的将被应用的权重可将 信号分量比噪声分量更主要的部分减小得更少。 0053 例如， 权重计算器 130 可使用信号主要分量和噪声主要分量来估计信噪功率比 (SN。

28、R)， 并且权重计算器 130 还可使用估计的 SNR 来计算权重。 0054 因此， 波束形成器 100 可形成用于产生诊断图像的接收波束， 并且诊断图像可通 过减小旁瓣的影响而具有提高的对比度。 说 明 书 CN 102755174 A 7 5/11 页 8 0055 权重应用器 140 可将权重计算器 130 计算的权重应用于估计器 120 估计的信号主 要分量。被权重应用器 140 应用了权重的信号可以是用于产生诊断图像的接收波束， 并且 诊断图像可具有提高的对比度。 0056 这里， 作为非限制性的示例， 将权重应用于信号主要分量可表示将权重与信号主 要分量相乘。 0057 权重应用。

29、器 140 可以是滤波器。作为非限制性的示例， 权重应用器 140 可以是维 纳 (Wiener) 滤波器。因此， 响应于权重应用器 140 是维纳滤波器， 权重计算器 130 可估计 维纳增益。换句话说， 权重计算器 130 计算的权重可以是维纳滤波器的维纳系数或维纳增 益。 0058 因此， 随着旁瓣被减小， 波束形成器 100 可形成用于产生具有提高的对比度的诊 断图像的接收波束。 0059 此外， 响应于包括在探头 ( 未示出 ) 中的换能器以二维 (2D) 阵列被布置， 从对象 反射的多通道信号可以被沿纵向布置的换能器、 沿横向布置的换能器或者沿纵向布置的换 能器与沿横向布置的换能器。

30、的组合接收。 0060 例如， 波束形成器 100 可使用通过沿纵向布置的换能器、 沿横向布置的换能器或 者沿纵向布置的换能器与沿横向布置的换能器的组合接收的多通道信号来产生应用了不 同的切趾函数的信号。波束形成器 100 可从所述信号估计信号主要分量和噪声主要分量， 通过使用估计的信号主要分量和估计的噪声主要分量来计算根据每个通道的权重， 并通过 将计算的权重应用于噪声主要分量来形成接收波束。参照图 5 描述这种操作的示例。 0061 如这里所描述的， 响应于包括在探头中换能器以 2D 阵列被布置， 波束形成器 100 可通过应用沿纵向、 横向或者纵向与横向的组合使用不同的切趾函数计算的权重。

31、来执行波 束形成， 从而波束形成器100能够在减小吞吐量的同时形成用于产生具有高分辨率的3D诊 断图像的接收波束。 0062 图 3 示出用于产生诊断图像的设备 30 的示例。参照图 3， 设备 30 包括波束形成器 100、 混合器 200 和诊断图像产生器 300。波束形成器 100 包括信号产生器 110、 估计器 120、 权重计算器 130 和权重应用器 140。信号产生器 110 包括第一信号产生器 112 和第二信号 产生器 114。估计器 120 包括信号主要分量估计器 122 和噪声主要分量估计器 124。 0063 作为另一示例， 本领域普通技术人员理解的是， 信号产生器 。

32、110 还可包括第三信 号产生器 ( 未示出 ) 至第 n 信号产生器 ( 未示出 )。 0064 图 3 的设备 30 包括与当前示例相关的元件， 本领域普通技术人员理解的是， 其他 通用元件可被包括在设备 30 中。此外， 波束形成器 100、 混合器 200 和诊断图像产生器 300 可以由一个或多个处理器实现。 0065 图 3 的设备 30 对应于图 1 的设备 30 以及图 2 的波束形成器 100。因此， 波束形成 器 100 不限于图 3 中示出的元件。此外， 因为参照图 1 和图 2 描述说明可被应用于图 3 的 设备 30， 所以为了简明将不再重复其重叠描述。 0066 设。

33、备 30 通过使用从对象反射的多通道信号来产生诊断图像。这里， 诊断图像可对 应于显示从对象反射的多通道信号的幅度信息的 A 模式图像、 显示对象的亮度信息的 B 模 式图像或显示对象的运动信息的 D 模式图像。因为 A 模式图像、 B 模式图像和 D 模式图像 为本领域普通技术人员所理解， 所以为了简明这里将不提供其描述。 说 明 书 CN 102755174 A 8 6/11 页 9 0067 波束形成器 100 可从针对从对象反射的多通道信号应用了不同的切趾函数的多 个信号估计信号主要分量和噪声主要分量， 通过使用估计的信号主要分量和噪声主要分量 来计算根据每个通道的权重， 并通过将计算。

34、的权重应用于估计的信号主要分量来形成接收 波束。 0068 信号产生器 110 可产生针对从对象反射的多通道信号应用了不同的切趾函数的 信号。这里， 响应于信号产生器 110 产生两个信号， 第一信号产生器 112 可产生应用了第一 切趾函数的第一信号， 第二信号产生器 114 可产生应用了第二切趾函数的第二信号。第一 切趾函数可以与第二切趾函数不同。 0069 估计器 120 可从信号产生器 110 产生的信号估计信号主要分量和噪声主要分量。 例如， 信号主要分量估计器 122 基于对第一信号与第二信号的和的计算来估计信号主要分 量， 噪声主要分量估计器 124 基于对第一信号与第二信号之间。

35、的差的计算来估计噪声主要 分量。 0070 作为示例， 信号主要分量估计器 122 可使用等式 1 来估计信号主要分量。 0071 等式 1 0072 rsignal(n) s1(n)+s2(n) 0073 在等式 1 中， rsignal(n) 表示信号主要分量， s1(n) 表示第一信号， s2(n) 表示第二信 号。 0074 此外， 噪声主要分量估计器 124 可使用等式 2 来估计噪声主要分量。 0075 等式 2 0076 rnoise(n) s1(n)-s2(n) 0077 在等式 2 中， rnoise(n) 表示噪声主要分量， s1(n) 表示第一信号， s2(n) 表示第二。

36、信 号。 0078 作为另一方面， 可响应于信号产生器 110 产生第一信号和第二信号来使用等式 1 和等式 2。因此， 响应于信号产生器 110 产生 n 个信号 ( 其中 n 为等于或大于 3 的整数 )， 信号主要分量估计器 122 可计算第一信号至第 n 信号的和， 噪声主要分量估计器 124 可计 算第一信号至第 n 信号之间的差。在该示例中， 本领域普通技术人员理解的是， 噪声主要分 量估计器 124 可使用任意方法来估计噪声主要分量， 例如， 通过计算第一信号和第二信号 之间的差、 第三信号和第四信号之间的差、 .、 以及第 n-1 信号和第 n 信号之间的差， 并将 所述差相加。

37、来估计噪声主要分量。作为另一示例， 可通过计算第一信号和第二信号之间的 差、 第二信号和第三信号之间的差、 .、 以及第 n-1 信号和第 n 信号之间的差， 并将所述差 相加来估计噪声主要分量。 0079 作为另一示例， 信号主要分量估计器 122 可计算信号产生器 110 产生的信号的绝 对值， 并将具有最小绝对值的信号估计为信号主要分量。 0080 权重计算器130可使用估计器120估计的信号主要分量和噪声主要分量来计算根 据每个通道的将被应用于信号主要分量的权重。例如， 权重计算器 130 可通过使用信号主 要分量和噪声主要分量来估计 SNR， 并通过使用估计的 SNR 来计算权重。 。

38、0081 作为另一示例， 权重计算器 130 可通过使用以下的等式 3 来估计 SNR， 并使用等式 4 来计算权重。 0082 等式 3 说 明 书 CN 102755174 A 9 7/11 页 10 0083 0084 等式 4 0085 0086 在等式 3 和等式 4 中， SNR(n) 表示 SNR， rsignal(n) 表示信号主要分量， rnoise(n) 表 示噪声主要分量， w(n) 表示权重， 和 表示通过实验确定的值。这里， 可以比 相 对大， 例如， 可以是 10， 可以是 0.1。作为另一方面， 本领域普通技术人员理解的是， 基 于最优化实验可将其他值用于 和 。。

39、 0087 这样， 权重计算器 130 可计算根据每个通道的将被应用的权重， 并且计算的权重 可以是维纳增益或维纳系数。 0088 权重应用器 140 可将权重计算器 130 计算的权重应用于估计器 120 估计的信号主 要分量。例如， 权重应用器 140 可通过将权重与信号主要分量相乘来计算应用了权重的信 号。 0089 作为另一示例， 权重应用器 140 可通过使用以下的等式 5 来计算应用了权重的信 号。 0090 等式 5 0091 s(n) rsignal(n)w(n) 0092 在等式 5 中， s(n) 表示应用了权重的信号， rsignal(n) 表示信号主要分量， w(n) 。

40、表 示权重。 0093 这样， 权重应用器 140 可计算应用了权重的信号， 在该示例中， 权重应用器 140 可 以是维纳滤波器。 0094 应用了权重的信号可是形成为产生诊断图像的接收波束。因此， 波束形成器 100 可形成用于产生诊断图像的接收波束， 并且诊断图像可通过减小旁瓣的影响而具有提高的 对比度。 0095 混合器200可基于反射接收波束的至少一个位置来混合波束形成器100形成的接 收波束。在该示例中， 混合器 200 混合从相同点反射的接收波束。所述相同点可表示从多 个换能器 ( 未示出 ) 发送到对象的信号被聚集的点。 0096 这里， 因为通过针对从对象反射的多通道信号使用。

41、不同的切趾函数来形成波束形 成器 100 形成的接收波束， 所以从相同位置反射的接收波束可以彼此不同。 0097 当接收波束被混合器 200 混合时， 与信号分量相应的信号被增强， 与具有至少一 个随机特性的噪声分量相应的信号被减小。 0098 因此， 混合器 200 混合的信号与在相同点形成的接收波束重叠， 并且产生的诊断 图像的对比度可被提高。 0099 诊断图像产生器300从混合器200混合的信号产生诊断图像。 诊断图像产生器300 可通过从混合的信号提取亮度图像来产生显示 B 模式图像的诊断图像， 或者通过从混合的 信号提取运动信息来产生显示 D 模式图像的诊断图像。作为另一方面， 本。

42、领域普通技术人 员理解的是， 诊断图像产生器 300 可产生显示关于对象的信息 ( 例如， A 模式图像 ) 的各种 说 明 书 CN 102755174 A 10 8/11 页 11 图像。 0100 换句话说， 诊断图像产生器 300 可检测混合的信号的包络， 并以对数标度量化包 络， 以提取亮度信息。诊断图像产生器 300 产生显示 B 模式图像的诊断图像。因此， 诊断图 像产生器300可包括数字信号处理器(DSP)(未示出)和数字扫描转换器(DSC)(未示出)。 DSP 通过处理从混合器 200 输出的信号来形成用于表示 A 模式、 B 模式或 D 模式的图像数 据， DSC 产生被扫。

43、描转换以显示 DSP 形成的图像数据的诊断图像。因为 DSP 和 DSC 为本领 域普通技术人员所理解， 所以为了简明这里将不提供其描述。 0101 因此， 设备 30 可通过应用使用各种切趾函数计算的权重来减小噪声分量， 以产生 高分辨率诊断图像。 0102 图 4 是示出医学图像系统 400 的示例的示图。医学图像系统 400 包括诊断系统 10、 显示单元 410、 存储单元 420 和输出单元 430， 诊断系统 10 包括探头 20 和用于产生诊断 图像的设备 30。 0103 图 4 中示出的医学图像系统 400 包括与当前示例相关的元件。因此， 本领域普通 技术人员理解的是， 医。

44、学图像系统 400 还可包括其他通用元件。 0104 此外， 图 4 的诊断系统 10、 探头 20 和设备 30 对应于图 1 至图 3 中示出的诊断系统 10、 探头 20、 设备 30 以及波束形成器 100。因此， 参照图 1 至图 3 提供的描述可被应用于图 4 的医学图像系统 400， 因此为了简明这里将不再重复重叠的描述。 0105 诊断系统 10 通过使用探头 20 和设备 30 产生诊断图像。 0106 探头 20 通过使用多个换能器来接收从对象反射的信号。例如， 从对象反射的信号 可以是超声波信号， 其中， 换能器将超声波信号转换为电信号并将电信号输出到设备 30。 010。

45、7 在该示例中， 每个换能器接收从对象反射的超声波信号， 每个换能器或换能器的 部分阵列可指示一个通道。因此， 探头 20 根据每个接收通道将通过使用换能器接收的超声 波信号转换为电信号， 并将通过转换超声波信号获得的多通道信号输出到设备 30。 0108 设备 30 从针对从探头 20 接收的多通道信号应用了不同的切趾函数的多个信号 提取信号主要分量和噪声主要分量， 通过使用估计的信号主要分量和估计的噪声主要分量 来计算根据每个通道的权重， 通过将计算的权重应用于估计的信号主要分量来形成接收波 束， 并通过混合接收波束来产生诊断图像。 0109 显示单元 410 显示从设备 30 输出的诊断。

46、图像。例如， 显示单元 410 包括医学图像 系统 400 中准备的输出设备 ( 诸如显示面板、 触摸屏或监视器 ) 以及用于驱动输出设备的 软件模块。 0110 存储单元 420 存储从设备 30 输出的诊断图像。例如， 存储单元 420 是普通存储 介质， 本领域普通技术人员理解的是， 存储单元 420 可以是硬盘驱动器 (HDD)、 只读存储器 (ROM)、 随机存取存储器 (RAM)、 闪存或存储卡。 0111 输出单元430将从设备30输出的诊断图像发送到外部设备， 并从外部设备接收数 据。这里， 外部设备可以是位于远程位置的另一医学图像系统、 通用计算机系统或传真机。 0112 输。

47、出单元 430 可通过有线网络或无线网络将数据发送到外部设备以及从外部设 备接收数据。作为非限制性的示例， 网络可以是互联网、 局域网 (LAN)、 无线 LAN、 广域网 (WAN) 或个域网 (PAN)。作为另一方面， 网络可以是任何类型的网络， 只要该网络发送和接 收信息即可。 说 明 书 CN 102755174 A 11 9/11 页 12 0113 此外， 本领域普通技术人员理解的是， 图像读取和搜索功能也可被包括在存储单 元 420 和输出单元 430 中， 以将存储单元 420 和输出单元 430 集成为图像存档通信系统 (PACS)。 0114 因此， 医学图像系统400可显。

48、示、 存储和发送诊断系统10产生和输出的诊断图像。 0115 图 5 是示出包括在探头 20 中的以 2D 阵列布置的多个换能器 51 的示例的示图。 0116 参照图 3 至图 5， 探头 20 包括以 2D 阵列布置的换能器 51。这里， 沿纵向 511 和横 向 512 布置换能器 51。 0117 响应于换能器 51 以 2D 阵列来布置， 波束形成器 100 可通过使用从沿纵向 511、 沿 横向 512 或沿纵向 511 与横向 512 的组合布置的换能器接收的多通道信号， 来产生应用了 不同的切趾函数的多个信号， 从所述多个信号估计信号主要分量和噪声主要分量， 通过使 用估计的信。

49、号主要分量和估计的噪声主要分量来计算根据每个通道的权重， 并通过将计算 的权重应用于估计的信号主要分量来形成接收波束。 0118 例如， 波束形成器 100 可通过使用从沿纵向 511 和横向 512 布置的换能器接收的 多通道信号来产生应用了不同的切趾函数的多个信号， 从所述多个信号估计信号主要分量 和噪声主要分量， 通过使用估计的信号主要分量和估计的噪声主要分量来计算根据每个通 道的权重， 并通过将计算的权重应用于估计的信号主要分量来形成接收波束。 0119 作为另一示例， 波束形成器 100 可通过使用从沿纵向 511 布置的换能器接收的多 通道信号来产生应用了不同的切趾函数的多个信号， 从所述多个信号估计信号主要分量和 噪声主要分量，。