本发明涉及频率复合技术领域，尤其涉及一种基于并行波束的频率复合方法及系统。
背景技术：
在保证图像分辨率前提下，频率复合主要用于提升超声图像的穿透。超声成像中频率复合分为前端频率复合以及后端频率复合两种方式，即：
1、后端频率复合
后端频率复合超声成像发射序列与常规超声成像相同，如图1所示。所有扫描线采用相同的发射频率f0，利用声学非线性导致的谐波成分，在接收端按一定比率复合基波成分和谐波成分。
后端频率复合中参与复合的频率只有基波频率f0和谐波频率2f0。若发射频率f0较大，则基波频率和谐波频率跨度较大，导致后端频率复合分辨率下降。
2、前端频率复合
与后端频率复合不同，前端频率复合成像在相同扫描位置发射不同频率的波形，回波信号中按照一定的比率复合两种频率成分，实现分辨率丢失不大的前提下提高图像的穿透。常规超声成像以及前端频率复合超声成像发射序列如图1和图2所示，常规超声成像所有扫描线采用相同的发射频率f0，前端频率复合成像中相同扫描线分别采用f0和f1的发射频率。设一帧超声图像由n条扫描线组成，则常规超声成像一帧图像需要n次发射，而前端频率复合成像则需要2n次发射。故前端频率复合帧频为常规成像帧频的
相较于后端频率复合成像，前端频率复合成像中参与复合的频率可依据不同的成像条件而改变，灵活度更高。尤其在谐波成像中，前端频率复合成像可以得到更高的对比度。因此，为了实现对快速运动组织成像，高帧频的前端频率复合成像尤为重要。但是前端频率复合成像存在帧频低的问题，故，本发明提出了一种基于并行波束的频率复合方法及系统来解决该问题。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种基于并行波束的频率复合方法及系统。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于并行波束的频率复合方法，包括：
s1.设置超声成像中每一帧的扫描线数、并行波束、扫描线复合次数，并确定扫描线发射的复合频率；
s2.根据设置的信息计算超声成像中所有扫描线每次发射的位置，得到发射序列；
s3.控制超声系统按照得到的发射序列完成前两次的发射，并计算前两次发射相对应的扫描线的频率复合信号；
s4.继续执行下一次的发射，并计算扫描线的频率复合信号，直到完成所有扫描线的频率复合。
进一步的，所述步骤s2中计算超声成像中所有扫描线每次发射的位置，表示为：
其中，elen为换能器阵元数，d为换能器阵元间隔；n表示扫描线个数；m表示并行波束的个数；c表示复合次数；xk表示第k次发射的位置。
进一步的，所述步骤s3中计算扫描线的频率复合信号，表示为：
其中，s(t)表示扫描线的频率复合后的信号；
相应的，还提供一种基于并行波束的频率复合系统，包括：
设置模块，用于设置超声成像中每一帧的扫描线数、并行波束、扫描线复合次数，并确定扫描线发射的复合频率；
第一计算模块，用于根据设置的信息计算超声成像中所有扫描线每次发射的位置，得到发射序列；
第二计算模块，用于控制超声系统按照得到的发射序列完成前两次的发射，并计算前两次发射相对应的扫描线的频率复合信号；
第三计算模块，用于继续执行下一次的发射，并计算扫描线的频率复合信号，直到完成所有扫描线的频率复合。
进一步的，所述第一计算模块中计算超声成像中所有扫描线每次发射的位置，表示为：
其中，elen为换能器阵元数，d为换能器阵元间隔；n表示扫描线个数；m表示并行波束的个数；c表示复合次数；xk表示第k次发射的位置。
进一步的，所述第二计算模块中计算扫描线的频率复合信号，表示为：
其中，s(t)表示扫描线的频率复合后的信号；
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、提高前端频率复合超声成像帧频；
2、拓展前端频率复合超声成像范畴，将前端频率复合方式运用到脉冲反转谐波成像或快速运动组织成像。
附图说明
图1是背景技术提供的常规超声成像发射序列示意图；
图2是背景技术提供的前端频率复合超声成像发射序列示意图；
图3是实施例一提供的一种基于并行波束的频率复合方法流程图；
图4是实施例一提供的现有技术中超声并行波束成像发射序列示意图；
图5是实施例一提供的基于并行波束的频率复合发射序列示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种基于并行波束的频率复合方法及系统。
实施例一
本实施例提供的一种基于并行波束的频率复合方法，如图3所示，包括：
s1.设置超声成像中每一帧的扫描线数、并行波束、扫描线复合次数，并确定扫描线发射的复合频率；
s2.根据设置的信息计算超声成像中所有扫描线每次发射的位置，得到发射序列；
s3.控制超声系统按照得到的发射序列完成前两次的发射，并计算前两次发射相对应的扫描线的频率复合信号；
s4.继续执行下一次的发射，并计算扫描线的频率复合信号，直到完成所有扫描线的频率复合。
在超声成像中，提高成像帧频的一种常用方式是并行波束技术；在并行波束技术中，多条扫描线共用一次发射信息，从而减少单帧图像所需的发射次数，提高成像帧频。
由于聚焦超声发射声场分布限制，为了保证各扫描线回波强度一致，一般采用并行波束与扫描线复合方式完成并行波束超声成像，但是现有技术中各次发射采用相同的发射频率。如图4所示为超声并行波束成像发射序列示意图。其中，图4的序列中采用4波束2复合的方式，所有发射线的发射频率相同。箭头表示发射，细黑线表示一次发射对应的并行波束，粗黑色线表示扫描线，tx_1_f0表示第一次发射，发射频率为f0，slnn表示第n条扫描线，黑色虚线框表示线复合。但是现有技术仍然存在前端频率复合成像帧频低的问题。
本实施例针对现有技术存在的问题，借鉴超声并行波束成像原理，各次发射采用不同的发射频率，利用线复合即可实现前端频率复合超声成像，可以实现不同倍数的超声成像帧频提升。
如图5所示为基于并行波束的频率复合发射序列示意图，其中箭头表示发射，细黑线表示一次发射对应的并行波束，粗黑色线表示扫描线，tx_1_f0表示第一次发射，发射频率为f0，slnn表示第n条扫描线，黑色虚线框表示线复合。
超声图像中的一帧图像只需要n-1次发射即可实现前端频率复合，本实施例以并行波束为2，线复合次数为2进行说明，同一扫描线拥有两次不同位置的发射。相邻两次发射的发射频率分别为f0与f1，依次重复直到完成一帧图像所有扫描线。
在步骤s1中，设置超声成像中每一帧的扫描线数、并行波束、扫描线复合次数，并确定扫描线发射的复合频率。
首先设定单帧内的扫描线数为n，并行波束为2，复合次数为2，并确定前端复合频率分别为f0与f1。
复合次数指的是一条扫描线的复合次数，除第一条和最后一条扫描线，其他扫描线复合设定的次数，本实施例为2次。
在步骤s2中，根据设置的信息计算超声成像中所有扫描线每次发射的位置，得到发射序列。
根据预先设置好的扫描线数n，并行波束数m以及复合次数c可以计算出每次发射的位置，即第k次发射位置为：
其中，elen为换能器阵元数，d为换能器阵元间隔。
当所有扫描线的位置计算出后，根据图5设定发射序列。
在步骤s3中，控制超声系统按照得到的发射序列完成前两次的发射，并计算前两次发射相对应的扫描线的频率复合信号。
控制超声系统按照设定的发射序列完成前两次发射，其中第一次发射是在频率为f0的基础下进行发射，第二次发射是在频率为f1的基础下进行发射；由于第1条扫描线只复合一次，第2条扫描线会复合两次，因此，如图5所示，可以得到第1条扫描线只有一条线，第2条扫描线有两条线；且在实际情况中，每发射两次就会得到两条扫描线的频率复合信号，故本实施例会得到第1条扫描线和第2条扫描线频率复合信号sln1和sln2。
根据下述公式分别计算第1条扫描线和第2条扫描线频率复合信号sln1和sln2。
扫描线复合过程中，由于同一扫描线的回波信号来自于两次不同位置的发射，且这两次发射的频率不同，则复合后的信号表示为：
其中，s(t)表示扫描线的频率复合后的信号；
在步骤s4中，继续执行下一次的发射，并计算扫描线的频率复合信号，直到完成所有扫描线的频率复合。
继续下一次发射，按上述公式完成其他扫描线频率复合信号，直到完成所有扫描线频率复合。
本实施例利用并行波束实现高帧频频率复合超声成像，解决了前端频率复合成像帧频低的问题；且提高了前端频率复合超声成像帧频；拓展前端频率复合超声成像范畴，将前端频率复合方式运用到脉冲反转谐波成像或快速运动组织成像。
实施例二
本实施例提供一种基于并行波束的频率复合系统，包括：
设置模块，用于设置超声成像中每一帧的扫描线数、并行波束、扫描线复合次数，并确定扫描线发射的复合频率；
第一计算模块，用于根据设置的信息计算超声成像中所有扫描线每次发射的位置，得到发射序列；
第二计算模块，用于控制超声系统按照得到的发射序列完成前两次的发射，并计算前两次发射相对应的扫描线的频率复合信号；
第三计算模块，用于继续执行下一次的发射，并计算扫描线的频率复合信号，直到完成所有扫描线的频率复合。
进一步的，所述第一计算模块中计算超声成像中所有扫描线每次发射的位置，表示为：
其中，elen为换能器阵元数，d为换能器阵元间隔；n表示扫描线个数；m表示并行波束的个数；c表示复合次数；xk表示第k次发射的位置。
进一步的，所述第二计算模块中计算扫描线的频率复合信号，表示为：
其中，s(t)表示扫描线的频率复合后的信号；
需要说明的是，本实施例提供的一种基于并行波束的频率复合系统与实施例一类似，在此不多做赘述。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、提高前端频率复合超声成像帧频；
2、拓展前端频率复合超声成像范畴，将前端频率复合方式运用到脉冲反转谐波成像或快速运动组织成像。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
1.一种基于并行波束的频率复合方法，其特征在于，包括：
s1.设置超声成像中每一帧的扫描线数、并行波束、扫描线复合次数，并确定扫描线发射的复合频率；
s2.根据设置的信息计算超声成像中所有扫描线每次发射的位置，得到发射序列；
s3.控制超声系统按照得到的发射序列完成前两次的发射，并计算前两次发射相对应的扫描线的频率复合信号；
s4.继续执行下一次的发射，并计算扫描线的频率复合信号，直到完成所有扫描线的频率复合。
2.根据权利要求1所述的一种基于并行波束的频率复合方法，其特征在于，所述步骤s2中计算超声成像中所有扫描线每次发射的位置，表示为：
其中，elen为换能器阵元数，d为换能器阵元间隔；n表示扫描线个数；m表示并行波束的个数；c表示复合次数；xk表示第k次发射的位置。
3.根据权利要求2所述的一种基于并行波束的频率复合方法，其特征在于，所述步骤s3中计算扫描线的频率复合信号，表示为：
其中，s(t)表示扫描线的频率复合后的信号；
4.一种基于并行波束的频率复合系统，其特征在于，包括：
设置模块，用于设置超声成像中每一帧的扫描线数、并行波束、扫描线复合次数，并确定扫描线发射的复合频率；
第一计算模块，用于根据设置的信息计算超声成像中所有扫描线每次发射的位置，得到发射序列；
第二计算模块，用于控制超声系统按照得到的发射序列完成前两次的发射，并计算前两次发射相对应的扫描线的频率复合信号；
第三计算模块，用于继续执行下一次的发射，并计算扫描线的频率复合信号，直到完成所有扫描线的频率复合。
5.根据权利要求4所述的一种基于并行波束的频率复合系统，其特征在于，所述第一计算模块中计算超声成像中所有扫描线每次发射的位置，表示为：
其中，elen为换能器阵元数，d为换能器阵元间隔；n表示扫描线个数；m表示并行波束的个数；c表示复合次数；xk表示第k次发射的位置。
6.根据权利要求5所述的一种基于并行波束的频率复合系统，其特征在于，所述第二计算模块中计算扫描线的频率复合信号，表示为：
其中，s(t)表示扫描线的频率复合后的信号；
