CN102341723B - 超声装置 - Google Patents

Abstract

超声装置具有自适应信号处理块(007)和固定信号处理块(006)。自适应信号处理块通过如下方式产生第一中间信号：计算多个接收的电信号的相关矩阵、从所述相关矩阵提取多个子矩阵、通过平均化所述多个子矩阵计算子相关矩阵、从所述子相关矩阵确定加权系数并且利用所述加权系数来合成所述多个接收的电信号。固定信号处理块通过使用预定的加权系数合成多个接收电信号，产生第二中间信号。然后，比较和合成处理块(008)通过相互比较和合成第一和第二中间信号产生输出信号。

Description

超声装置

技术领域

本发明涉及通过使用从被检体接收的超声信号获取生物信息的超声装置，特别地，它涉及对接收的信号执行自适应信号处理的超声装置。 

背景技术

作为通过从被检体的内部接收超声波以获取被检体中的生物信息(例如，层析图像或三维图像)的技术，存在超声回波和光声层析成像法(PAT)等。超声回波是将超声波传送到被检体并且接收其反射的波的方法。光声层析成像法是向被检体的内部传送光学能量并且接收作为由于光学能量的吸收导致的被检体的绝热膨胀的结果产生的弹性波(超声波)的方法。 

另一方面，还存在在雷达领域等中开发的自适应信号处理。作为自适应信号处理方案中的一种的方向约束功率最小化规范(directionally constrained minimization of power，DCMP)是这样的技术，即，当通过多个元件接收信号时，由此接收的多个信号***作处理以在沿某方向(例如，想要获得信号的方向)的灵敏度被固定的状态下使信号功率最小化。在自适应信号处理中，用于各接收的信号的处理参数被适应性地变化(非专利文献(NPL)1)。这种自适应信号处理在提高空间分辨率方面、特别是沿方位方向的分辨率方面是有效的。NPL2描述通过组合这种自适应信号处理与超声波获得的改进的分辨率的结果，并且NPL3描述通过组合自适应信号处理与光声获得的成像的结果。如NPL2和NPL3所述，首先从接收的信号计算相关矩阵，然后从中提取子矩阵，使得通过使用通过平均化子矩阵获得的子相关矩阵来实施自适应处理。这是NPL4中的被示为空间平滑化 的技术。 

以下，将描述DCMP的处理，然后将描述使用空间平滑化的必要性。 

假定已通过具有K个接收元件的阵列接收信号。由第k个元件接收的信号被设为x_k(t)。在这种情况下，由K个元件接收的信号组可由X(t)表示。这里注意，信号均为解析式。 

X(t)＝[x₁(t)，x₂(t)，…，x_K(t)]^T

这里注意，上标“T”意味着转置(tranposition)。为了合成这些信号以产生输出，接收的信号乘以复权重矢量W。 

W＝[w₁，w₂，…，w_K]^T

这样，获得输出y(t)。 

y(t)＝W^HX(t)＝X^T(t)W^*

这里注意，上标“H”意味着复共轭转置，并且，上标“＊”意味着复共轭。通过根据输入信号将该复权重矢量变为最佳的一个，获得以自适应方式经受信号处理的输出y。 

为了计算最佳的复权重矢量，首先基于输入信号计算相关矩阵如下。 

R_xx＝E[X(t)X^H(t)] 

这里，E [.]意味着计算时间平均值。 

在这种状态下，计算以下条件下的W。 

在W^Ha＝1下 

$\underset{W}{\min }\left(W^H{R}_{\mathrm{xx}}W\right)$

这些条件意味着在希望方向(想要获得信号的方向)的灵敏度被固定的状态下使输出功率最小化。这里注意，“a”是导向矢量(steering vector)并且规定希望的方向。 

当在这些条件下计算最佳权重Wopt时，获得以下的结果。 

$\mathrm{Wopt}=\frac{R_{\mathrm{xx}}^{-1}a}{a^H{R}_{\mathrm{xx}}^{-1}a}$

通过使用该最佳权重，可以在沿希望的方向的灵敏度被设定为1 的状态下使输出功率最小化。使用该最佳权重的接收阵列来形成具有使得沿希望的方向的灵敏度被设为1并且沿噪声成分的到达方向的灵敏度为低的方向性的接收图案(pattern)。另外，来自希望的方向的电功率Pout可被表达如下。 

$\mathrm{Pout}=\frac{1}{2a^H{R}_{\mathrm{xx}}^{-1}a}$

以上的直到此点的描述陈述了DCMP的基本原理。 

但是，在噪声成分和希望的波不具有相关性的情况下上述原理成立，但是在噪声成分和希望的波具有相关性的情况下上述原理不成立。特别地，在接收与希望的波具有相关性的噪声成分的情况下，形成这样的方向性接收图案，即，沿希望的波的方向具有为1的灵敏度，但沿噪声成分的方向以相反相位也具有灵敏度。这是由于，通过将噪声成分以相反的相位加到希望的波，使得要输出的信号接近零，以使输出信号最小化。 

顺便说一句，在通过使用超声波的传送和接收或光声效果来实施成像的情况下，从希望的方向以外的方向到来(到达)的噪声成分与希望的成分具有高相关性。这是由于，在通过超声波的成像中，为了获得图像信息，通过使用从元件阵列传送的超声波的反射波实施成像，因此，来自希望的方向的反射波和从希望的方向以外的方向反射的反射波具有高相关性。另外，在通过使用光声效果的成像中，同样，入射光由于散射效果扩散到宽的区域。那么，当在被检体中存在高相关性(类似性)的光声波的产生原因(吸收体等)的情况下，从这种宽的区域产生的超声波相互具有高相关性的可能性是高的。 

使得DCMP还能够在这种高相关性的噪声上工作的技术是空间平滑化。空间平滑化通过从以上提到的相关矩阵提取多个子矩阵并使用从子矩阵的平均值计算的子相关矩阵来计算最佳权重。 

可通过下式计算子相关矩阵Rpxx。 

X_n(t)＝[x_n(t)，x_n+1(t)，…，x_n+M-1(t)]^T (n＝1，2，…，N) 

$R_{\mathrm{pxx}}=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{z}_{n}E\left[X_n\left(t\right)X_n^H\left(t\right)\right]$

这里注意，N是要提取的子矩阵的数量，并且M是在K-N+1处获得的子矩阵的尺寸。另外，Zn是将子矩阵平均化时的加权系数，并且，当Zn＝1/N时，平均化变为简单的均值，但是也能够使用Hamming窗、Hanning窗和Dolph-Chebycheff窗等作为加权函数。 

通过使用上述的子相关矩阵Rpxx计算最佳权重，即使接收与希望的波具有高相关性的噪声成分，也能够避免沿噪声成分的方向具有灵敏度。因此，即使在对于传送和接收使用超声波的情况下，或者，在通过使用光声效果进行成像的情况下，变得能够获得由于DCMP导致的效果，即提高方位方向上的空间分辨率的效果。 

这里注意，专利文件(PTL)1公开了将接收开口(aperture)分成子开口并且从已分别在子开口处接收并且已经受类似信号处理的那些数据之中选择最小输出的数据的装置。 

(PTL 1)日本专利申请公开No.H02-209135 

(NPL 1)IEEE Trans.Antennas&Propag.Vol.AP-24，No.5、pp.662-669(Sept.1976) 

(NPL 2)Proc.Acoustics，Speech Signal Process.，pp.489-492(Mar.2005) 

(NPL 3)OPTICS LETTERS，Vol.33，No.12，pp1291-1293(June15，2008) 

(NPL 4)IEEE Trans.Acoust.，Speech，Signal Process.，Vol.ASSP-33，No.3，pp.527-536(June 1985) 

发明内容

如上所述，通过使用空间平滑化，即使在超声波被用于传送和接收的情况下，或者，在通过使用光声效果成像的情况下，也变得能够执行自适应信号处理。但是，本发明的发明人发现，当使用空间平滑化时出现新的问题。 

现在，下面将在示出由DCMP实际处理的模拟的结果的同时描述该问题。图8A绘出在信号分别关于具有11个元件的接收阵列从0度 和20度的方向到达该接收阵列的情况下，各给定角度处的到达电功率。固定类型(Boxcar)是利用被固定以变为统一大小的权重矢量进行处理的结果，并且固定类型(Hamming)是利用固定为Hamming窗的系数的权重矢量进行处理的结果。另外，自适应类型(DCMP)是通过空间平滑化进行处理的结果。子矩阵的尺寸被设为5。该图中的横轴代表角度，纵轴代表进入或到达的信号的电功率。 

可以看出，在处理技术中的任一种中，信号分别来自0度的方向和20度的方向。特别地，通过自适应类型(DCMP)进行处理的结果是方位分辨率高，并且，沿信号的到达方向以外的方向的电功率被抑制到低水平。另外，在诸如固定类型(Boxcar)和固定类型(Hamming)的技术中，通过接收阵列形成的接收图案的方向性与信号位置的卷积被绘制为到达电功率。在固定类型中，沿与到达方向不同的方向产生的峰值分别反映接收图案的旁瓣101和102。 

然后，考虑由各技术形成的接收图案的方向性。图8B绘制在接收方向被约束为0度时由上述三种类型的技术形成的阵列响应值，并且表示各接收图案的方向性。在固定类型(Boxcar)和固定类型(Hamming)中，通过元件的位置和固定权重来固定方向性图案。可以看出，固定类型(Hamming)的主瓣宽度201比固定类型(Boxcar)的宽，但是，固定类型(Hamming)的旁瓣水平比固定类型(Boxcar)的低。另外，当关注自适应类型(DCMP)时，可以看出，沿20度的方向形成低灵敏度部分零202，并且，来自希望的方向(0度)以外的方向的信号被抑制。但是，还可看出，自适应类型(DCMP)的主瓣宽度203比其它固定类型的宽，并且，其旁瓣水平更高。 

因此，在自适应类型的处理中，在绘制沿信号到达的方向的信号强度时，方位分辨率也高，并且，旁瓣水平也低，但是，实际接收图案的方向性在主瓣中宽并且在旁瓣水平上高。这是由于，接收开口的实质尺寸因空间平滑化的使用而变得较小，并且，空间平滑化使用用于抑制噪声成分压迫的自由度。 

在目前为止描述的例子中，虽然因空间平滑化的使用看到接收图 案的劣化，但是，最终的结果，即各给定角度处的到达电功率是，在三种类型的处理中自适应类型的处理是最优选的。 

随后，图8C绘制出背景中的噪声增加时的各给定角度处的到达电功率。当将三种类型的处理技术相互比较时，自适应类型(DCMP)的方位分辨率最高，但是，其旁瓣水平比固定类型(Boxcar)和固定类型(Hamming)的高，并且，其沿10度方向的到达电功率比固定类型(Boxcar)的高。这意味着，在背景中的噪声增加的情况下，由于在自适应类型处理中接收图案的主瓣宽或者接收的旁瓣水平高，因此，与在固定类型中相比，到达电功率的旁瓣水平在自适应类型处理中可变得更高。因此，在实施使用空间平滑化的自适应类型的信号处理的情况下，旁瓣水平可根据接收信号的条件变高，由此引起图像的对比率减小的问题。 

鉴于上述的问题做出本发明，并且，其目的在于提供方位分辨率高并且图像的对比率也良好的超声装置。 

本发明提供一种通过使用从被检体接收的超声信号来获取生物信息的超声装置，所述装置包括：多个换能器，所述多个换能器分别接收超声信号并且将它们转换成接收的电信号；自适应信号处理单元，所述自适应信号处理单元通过如下方式产生第一中间信号：计算从所述多个换能器获得的多个接收的电信号的相关矩阵、从所述相关矩阵提取多个子矩阵、通过平均化所述多个子矩阵计算子相关矩阵、从所述子相关矩阵确定加权系数并且利用所述加权系数来合成所述多个接收的电信号；固定信号处理单元，所述固定信号处理单元通过使用预定的加权系数合成所述多个接收的电信号，以产生第二中间信号；和合成单元，所述合成单元通过经由所述第一中间信号和所述第二中间信号之间的比较来合成所述第一中间信号和所述第二中间信号，以产生用于所述生物信息的构成的输出信号。 

根据本发明，能够提供方位分辨率高并且图像的对比率也良好的超声装置。 

参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本发明的进一步特征将 变得明显。 

附图说明

图1是超声装置的框图。 

图2是表示第一实施例的比较和合成处理的示图。 

图3A和图3B是解释第一实施例的效果的示图。 

图4A～4C是表示用于解释第一实施例的效果的层析图像模拟的示图。 

图5A是表示第二实施例的比较和合成处理的示图。 

图5B是解释其效果的示图。 

图6是表示第三实施例的比较和合成处理的示图。 

图7A是表示第四实施例的比较和合成处理的示图。 

图7B是解释其效果的示图。 

图8A～8C是表示自适应处理和固定处理的例子的示图。 

具体实施方式

以下，将参照附图以例子的方式详细描述本发明的优选实施例。根据本发明的超声装置是通过使用从被检体接收的超声信号(弹性波信号)获取生物信息(层析图像、三维图像等)的装置。该装置被用于例如医疗超声诊断。本发明的特征构成在于，关于超声波的接收信号的处理(接收束的形成)，自适应信号处理的结果(第一中间信号)和固定信号处理的结果(第二中间信号)被合成，以产生被用于生物信息的构成的输出信号。通过从该输出信号构成图像，实现方位分辨率的提高和图像的对比率的提高。自适应信号处理是为了提高在希望的观察方向的灵敏度，根据通过多个换能器获得的接收的电信号自适应地改变在合成该信号时的加权系数(权重矢量)的方法。作为自适应信号处理，可优选地使用例如方向约束功率最小化规范(DCMP)。此外，也可以使用诸如最小均方误差算法(LMS)、最大S/N(MSN)和MUSIC(多信号分类)方法等的其它自适应信号处理。另外，出于 控制或抑制希望的波与噪声之间的相关性的目的，优选地组合所谓的空间平滑化与自适应信号处理。空间平滑化是计算接收的电信号的相关矩阵、从相关矩阵提取多个子矩阵、通过将多个子矩阵平均化计算子相关矩阵并且从子相关矩阵确定加权系数的方法。另一方面，固定信号处理是通过使用预定的(固定的)加权系数合成多个接收的电信号的方法。作为固定信号处理，存在将加权系数设为统一大小的方法(称为固定类型(Boxcar))和将加权系数设为Hamming窗的系数的方法(称为固定类型(Hamming)等。这里注意，作为加权系数的窗函数(加权函数)，可以使用任何函数。以下，将参照合成第一和第二中间信号的特定技术。 

<第一实施例> 

在第一实施例中，将参照通过使用信号功率实施处理的超声装置。 

(超声装置的构建) 

图1是超声装置的***概要图。超声装置具有超声探针001、传送电路***003、***控制单元004、接收电路***005、固定信号处理块006、自适应信号处理块007、比较和合成处理块008以及图像处理***009。超声探针001具有多个换能器002。用于显示从图像处理***009输出的图像的图像显示装置010与该超声装置连接。自适应信号处理块007是在借助应用了空间平滑化的DCMP从接收的电信号产生第一中间信号的自适应信号处理单元。固定信号处理块006是借助固定类型(Boxcar)和固定类型(Hamming)中的任一个或两个从接收的电信号产生第二中间信号的固定信号处理单元。另外，比较和合成处理块008是通过第一中间信号和第二中间信号之间的比较合成第一中间信号和第二中间信号的合成单元。这里注意，已描述了应用了空间平滑化的DCMP、固定类型(Boxcar)和固定类型(Hamming)的各个处理的内容，因此其详细解释被省略。 

(超声装置的操作) 

当传送超声波的位置(传送焦点)被设定时，设定信息从***控制单元004被发送到传送电路***003。传送电路***003在基于该 信息确定时间延迟和强度之后传送用于驱动超声探针001中的多个换能器002的电信号。该电信号被转换成换能器002中的每一个中的位移，使得它作为超声波传播经过被检体的内部。以这种方式传送的超声波作为因被检体中的声学性能而被散射到周围并被反射的超声信号返回换能器002。超声信号借助分别作为超声到电气的换能器操作的这些多个换能器002被转换成多个接收的电信号。这些多个接收的电信号被输入到接收电路***005。根据从***控制单元004给定的信息，接收电路***005执行根据深度的信号放大率的调整以及根据接收位置的时间延迟的调整，等等。在进行了这些调整之后，接收的电信号被输入到固定信号处理块006和自适应信号处理块007。 

固定信号处理块006通过使用预定的固定权重矢量从多个接收的电信号产生信号功率P2(第二中间信号)，并且将其输出到比较和合成处理块008。这里注意，固定权重矢量不根据接收的电信号改变，但可根据深度、信号频率和超声探针的类型改变。 

自适应信号处理块007从通过空间平滑化获得的子相关矩阵和指定的观察方向自适应地确定权重矢量，并且通过使用由此确定的权重矢量从多个接收的电信号产生信号功率P1(第一中间信号)。这里注意，如果在接收电路***005中完成信号的时间延迟处理，那么不需要特别规定用于指定观察方向的矢量。但是，在单独地指定观察方向的情况下，从***控制单元004传送信息。以这种方式计算的信号功率P1被输出到比较和合成处理块008。 

比较和合成处理块008基于输入的这两个信号功率P1、P2实施处理。后面将描述该处理。从比较和合成处理块008输出的信号被输入到图像处理***009，在该图像处理***009中，执行诸如根据扫描区域的重新布置、平滑化和边缘增强等的各种类型的图像处理，并且产生层析图像或三维图像。在图像显示装置010上显示图像。以上是信号的主流程。 

(比较和合成处理) 

下面，将通过使用图2描述比较和合成处理块008中的处理。比 较和合成处理块008通过使用由自适应信号处理计算的信号功率P1和通过固定信号处理计算的信号功率P2作为其输入，在这两个信号功率之间进行比较。在信号功率P2比信号功率P1小的情况下(即，在因固定类型信号处理产生的信号功率比因自适应类型信号处理产生的信号功率小的情况下)，比较和合成处理块008采用并输出作为固定类型信号处理的结果的P2。在除此之外的情况下，比较和合成处理块008采用和输出作为自适应类型信号处理的结果的P1。 

图3A表示通过本实施例的比较和合成处理获得的信号被添加到图8C的信号。在图3A中，“自适应(DCMP)”的信号功率与第一中间信号P1对应，并且，“固定(Hamming)”的信号功率与第二中间信号P2对应。在比较和合成处理中，在固定(Hamming)的信号功率比自适应(DCMP)的信号功率小的情况下，固定(Hamming)的信号功率被输出，并且，在除此之外的情况下，自适应(DCMP)的信号功率被输出。作为结果，获得图3A中的粗线表示的输出信号。另外，图3B表示分别使得两个信号即“固定(Hamming)”的信号功率和“固定(Boxcar)”的信号功率为第二中间信号P2并且使得“自适应(DCMP)”的信号功率为第一中间信号P1的处理的结果。即，在固定(Hamming)、固定(Boxcar)和自适应(DCMP)的信号功率之中，输出最小电功率。 

图4A～4C表示将点目标可视化的情况下的层析图像模拟。图4A原样绘制固定信号处理块006的输出P2；图4B原样绘制自适应信号处理块007的输出P1；并且，图4C绘制比较和合成处理块008的输出Pout。从图4A～4C可以看出，通过执行本实施例的信号处理，在使点目标的空间分辨率保持高水平的同时，还可以抑制表现为由在点目标周围存在的旁瓣导致的噪声。 

如上所述，在本实施例中，通过在由两种类型的信号处理即固定类型信号处理和自适应类型信号处理计算的信号功率之间进行选择，能够在抑制图像的对比率的减小的同时获得具有高空间分辨率的图像。 

这里注意，在本实施例中，通过传送超声波并且使用其反射波来实施成像。但是，如果超声波的传送变为特定波长的光学能量的传送，那么可对于因光声效果产生的超声波执行类似的接收信号处理，并且，在这种情况下，同样，能够在抑制图像的对比率的减小的同时获得具有高空间分辨率的图像。 

<第二实施例> 

下面将描述本发明的第二实施例。虽然在该第二实施例中，能够使用第一实施例中所示的图1的***，但是，在比较和合成处理块008中实施不同的处理。图5A示出该处理。比较和合成处理块008通过使用由自适应类型信号处理计算的信号功率P1和由固定类型信号处理计算的信号功率P2作为其输入，在这两个信号功率之间进行比较。在信号功率P2比信号功率P1小的情况下，即，在因固定类型信号处理产生的信号功率比因自适应类型信号处理产生的信号功率小的情况下，比较和合成处理块008通过合成信号功率P1和信号功率P2来产生输出。在除此之外的情况下，比较和合成处理块008采用并输出作为自适应类型信号处理的结果的输出P1。合成信号功率P1和信号功率P2的技术可使用例如简单均值或几何均值等。并且，合成技术可使用可通过使用从***控制单元004传送的系数α计算的加权均值或加权几何均值等。通过各合成技术获得的合成的信号Pout＝f(P1，P2)可被表达如下。 

简单均值： $\mathrm{Pout}=\frac{P1+P2}{2}$

几何均值： $\mathrm{Pout}=\sqrt{P1\&times;P2}$

加权均值：Pout＝(1-α)P1+αP2 

加权几何均值：Pout＝P1^(1-α)×P2^α

图5B表示各个技术的处理结果。这里注意，系数α被设为0。因此，通过合成P1和P2以产生Pout，能够抑制在自适应类型和其它类型之间切换输出Pout的位置处的信号功率的突然变化。通过这样做，能够防止显示图像时的亮度的不自然变化被强调，由此使得能够提供更清楚和更易读的图像。虽然系数α可使用预设值，但是操作员能够 在显示图像期间改变它。 

<第三实施例> 

下面将描述本发明的第三实施例。本实施例也可通过在第一实施例中使用的图1的***来实现。但是，该第三实施例中的处理块之间交换的信号与第一实施例中的不同，因此，通过使用图1再次解释固定信号处理块006、自适应信号处理块007以及比较和合成处理块008的操作。 

与第一实施例类似，接收的电信号从接收电路***005被输入到固定信号处理块006和自适应信号处理块007。固定信号处理块006通过使用预定的固定权重矢量从多个接收的电信号产生振幅信号S2(第二中间信号)，并且将其输出到比较和合成处理块008。这里注意，固定权重矢量不根据接收的电信号改变，但是可根据深度、信号频率和超声探针的类型改变。自适应信号处理块007从通过空间平滑化获得的子相关矩阵和指定的观察方向自适应地确定权重矢量，并且通过使用由此确定的权重矢量从多个接收的电信号产生振幅信号S1(第一中间信号)。指定观察方向的方法与第一实施例的相同。振幅信号S1被输出到比较和合成处理块008。 

现在，将通过使用图6描述比较和合成处理块008中的处理。比较和合成处理块008通过使用由自适应类型信号处理计算的振幅信号S1和由固定类型信号处理计算的振幅信号S2作为其输入，计算两个信号功率P1、P2。比较和合成处理块008将这些信号功率P1、P2相互比较。在信号功率P2比信号功率P1小的情况下，即，在因固定类型信号处理产生的信号功率比因自适应类型信号处理产生的信号功率小的情况下，比较和合成处理块008通过合成作为固定类型信号处理的结果的S2和作为自适应类型信号处理的结果的S1而产生输出。在除此之外的情况下，比较和合成处理块008采用并输出作为自适应类型信号处理的结果的S1。与第二实施例类似，合成技术可使用简单均值、几何均值、加权均值或加权几何均值等。在本实施例中，作为信号功率的替代，可以输出振幅信号，因此变得能够实施诸如借助 Doppler处理求出被检体中的超声波的速度的需要相位信息的处理，作为随后的处理。 

<第四实施例> 

下面将描述本发明的第四实施例。虽然也可通过图1的***实施本第四实施例，但是，比较和合成处理块中的处理相互不同，因此，将在关注不同部分的同时给出以下的解释。这里注意，在本实施例中，信号功率P1和P2被输入到比较和合成处理块。 

图7A是解释本实施例的比较和合成处理块中的处理的示图。比较和合成处理块008通过使用由自适应类型信号处理计算的信号功率P1和由固定类型信号处理计算的信号功率P2作为其输入在两个信号功率之间进行比较。在信号功率P2比信号功率P1小的情况下，即，在因固定类型信号处理产生的信号功率比因自适应类型信号处理产生的信号功率小的情况下，比较和合成处理块008通过使用第一函数f(P1，P2)合成信号功率P1和信号功率P2。在除此之外的情况下，比较和合成处理块008通过使用第二函数g(P1，P2)合成信号功率P1和信号功率P2。函数f和g可使用简单均值、几何均值、加权均值或加权几何均值等。但是，函数f和g在合成式和/或权重的系数方面彼此相互不同。 

图7B表示本实施例中的处理的结果。它是DCMP的处理结果，在该DCMP中，Boxcar窗和Hamming窗中的信号功率中的较小的一个信号功率被输入作为来自固定类型的信号功率，并且空间平滑化被应用于来自自适应类型的信号功率。另外，图7B表示加权均值和加权几何均值的结果。这里注意，在固定类型的信号功率较小的情况下，使用0.1的值作为(对于函数f的)系数a的值，并且，在自适应类型的信号功率较小的情况下，使用0.8的值作为(对于函数g的)系数a的值。即，函数f是固定类型的信号功率P2的权重较大的合成技术，并且，函数g是自适应类型的信号功率P1的权重较大的合成技术。在固定类型的信号功率较小的情况下，通过执行本实施例的处理，获得这样的效果，即，可以抑制否则由于空间平滑化导致的旁瓣水平 的增加，由此使图像的对比率保持高。此外，通过合成信号功率，防止亮度的不自然变化被强调。另外，同样，在自适应类型的信号功率较小的情况下，通过执行P1和P2的合成，变得能够抑制在输出Pout的式被切换的位置处的信号功率的突然变化。此外，自适应信号处理提高空间分辨率，因此，即使在固定信号处理的情况下在画面上具有扩散的被检体中的反射体当经受例如自适应信号处理时，也会在画面显示上变为一个像素的亮斑。即使在这种情况下，通过在自适应类型的信号功率比固定类型的信号功率小的部分中合成两种类型的信号功率，如在本实施例中那样，空间分辨率可劣化少许，由此使得能够改善可见性。 

虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有的变更方式以及等同的结构和功能。 

本申请要求在2009年3月3日提交的日本专利申请No.2009-48746的权益，在此通过引用将其全部内容并入本文。 

Claims (12)

1.一种通过从被检体接收超声波来获取生物信息的超声装置，所述装置包括：

多个换能器，所述多个换能器分别接收超声波并且将它们转换成接收的电信号；

自适应信号处理单元，所述自适应信号处理单元通过如下方式利用从所述多个换能器获得的多个接收的电信号和加权系数来产生第一中间信号：计算多个接收的电信号的相关矩阵、从所述相关矩阵提取多个子矩阵、通过平均化所述多个子矩阵计算子相关矩阵以及从所述子相关矩阵确定所述加权系数；

固定信号处理单元，所述固定信号处理单元通过使用所述多个接收的电信号和预定的加权系数，产生第二中间信号；和

产生输出信号的单元，所述产生输出信号的单元通过经由所述第一中间信号和所述第二中间信号之间的比较合成所述第一中间信号和所述第二中间信号，来产生用于所述生物信息的获取的输出信号。

2.根据权利要求1的超声装置，其中，

所述产生输出信号的单元在所述第二中间信号的功率比所述第一中间信号的功率小的情况下输出所述第二中间信号作为输出信号，并且在除此之外的情况下输出所述第一中间信号作为输出信号。

3.根据权利要求1的超声装置，其中，

所述产生输出信号的单元在所述第二中间信号的功率比所述第一中间信号的功率小的情况下合成所述第一中间信号和所述第二中间信号来输出合成的信号作为输出信号，并且在除此之外的情况下输出所述第一中间信号作为输出信号。

4.根据权利要求1的超声装置，其中，

所述产生输出信号的单元在所述第二中间信号的功率比所述第一中间信号的功率小的情况下通过使用第一函数合成所述第一中间信号和所述第二中间信号来输出合成的信号作为输出信号，并且在除此之外的情况下通过使用与所述第一函数不同的第二函数合成所述第一中间信号和所述第二中间信号来输出合成的信号作为输出信号。

5.根据权利要求4的超声装置，其中，

所述第一函数是所述第二中间信号的权重比所述第一中间信号的权重大的合成技术，并且，所述第二函数是所述第一中间信号的权重比所述第二中间信号的权重大的合成技术。

6.一种通过从被检体接收超声波来获取生物信息的超声装置，所述装置包括：

多个换能器，所述多个换能器分别接收超声波并且将它们转换成接收的电信号；

自适应信号处理单元，所述自适应信号处理单元通过使用从所述多个换能器获得的多个接收的电信号执行自适应信号处理，以产生第一中间信号，其中所述自适应信号处理是根据从所述多个换能器获得的所述多个接收的电信号自适应地改变在合成所述多个接收的电信号时的加权系数的方法；

固定信号处理单元，所述固定信号处理单元通过使用所述多个接收的电信号和预定的加权系数，产生第二中间信号；和

产生输出信号的单元，所述产生输出信号的单元通过经由所述第一中间信号和所述第二中间信号之间的比较合成所述第一中间信号和所述第二中间信号，来产生用于所述生物信息的获取的输出信号。

7.一种用于通过从被检体接收超声波来获取生物信息的方法，所述方法包括以下的步骤：

通过多个换能器接收超声波并且将它们转换成接收的电信号；

通过如下方式利用从所述多个换能器获得的多个接收的电信号和加权系数来产生第一中间信号：计算多个接收的电信号的相关矩阵、从所述相关矩阵提取多个子矩阵、通过平均化所述多个子矩阵计算子相关矩阵以及从所述子相关矩阵确定所述加权系数；

通过使用所述多个接收的电信号和预定的加权系数产生第二中间信号；和

通过经由所述第一中间信号和所述第二中间信号之间的比较合成所述第一中间信号和所述第二中间信号，产生输出信号，所述输出信号用于所述生物信息的获取。

8.根据权利要求7的用于获取生物信息的方法，其中，

在产生输出信号的步骤中，在所述第二中间信号的功率比所述第一中间信号的功率小的情况下输出所述第二中间信号作为输出信号，并且在除此之外的情况下输出所述第一中间信号作为输出信号。

9.根据权利要求7的用于获取生物信息的方法，其中，

在产生输出信号的步骤中，在所述第二中间信号的功率比所述第一中间信号的功率小的情况下合成所述第一中间信号和所述第二中间信号来输出合成的信号作为输出信号，并且在除此之外的情况下输出所述第一中间信号作为输出信号。

10.根据权利要求7的用于获取生物信息的方法，其中，

在产生输出信号的步骤中，在所述第二中间信号的功率比所述第一中间信号的功率小的情况下通过使用第一函数合成所述第一中间信号和所述第二中间信号来输出合成的信号作为输出信号，并且在除此之外的情况下通过使用与所述第一函数不同的第二函数合成所述第一中间信号和所述第二中间信号来输出合成的信号作为输出信号。

11.根据权利要求10的用于获取生物信息的方法，其中，

所述第一函数是所述第二中间信号的权重比所述第一中间信号的权重大的合成技术，并且，所述第二函数是所述第一中间信号的权重比所述第二中间信号的权重大的合成技术。

12.一种通过从被检体接收超声波来获取生物信息的方法，所述方法包括以下的步骤：

通过多个换能器接收超声波并且将它们转换成接收的电信号；

通过使用从所述多个换能器获得的多个接收的电信号执行自适应信号处理，以产生第一中间信号，其中所述自适应信号处理是根据从所述多个换能器获得的所述多个接收的电信号自适应地改变在合成所述多个接收的电信号时的加权系数的方法；

通过使用所述多个接收的电信号和预定的加权系数，产生第二中间信号；和

通过经由所述第一中间信号和所述第二中间信号之间的比较合成所述第一中间信号和所述第二中间信号，产生用于所述生物信息的获取的输出信号。

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