信号处理方法、声波处理装置和记录介质的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及信号处理方法、声波处理装置和记录介质。
【背景技术】
[0002]作为光学成像技术之一，光声断层摄影(PAT)已被广泛使用。在光声断层摄影中，用脉冲光照射被摄体以使得在被摄体内部生成的声波被检测到，并且分析声波的信号以使得关于被摄体内部的光学特性值的信息被可视化。
[0003]已经将PAT装置用于活体的测量来尝试对形成肿瘤的相对较细的血管进行成像。然而，从这些细的血管中生成的声波和由检测元件所获得的接收信号相对较弱，因此除非适当地除去噪声和任何伪像，否则可能无法获得具有希望质量的图像。伪像意指这样一种图像，其看起来好像存在某物，但是实际上什么都不存在。
[0004]除去伪像的技术之一在日本专利特开第2011-00414号中公开。在该公开中，因界面声波产生的瞬时响应造成的伪像的除去将被实现。在同一时间点获得的多个接收信号被彼此相加，使用这多个接收信号的幅度当中的最大幅度作为基准将通过该相加获得的信号标准化，此后该信号被从各接收信号中减去。
【发明内容】
[0005]然而，尽管日本专利特开第2011-00414号公开了减少因瞬时响应而生成的大信号所造成的伪像，但是同相噪声未被考虑在内。一般而言，同相噪声是具有与由界面声波造成的瞬时响应相比足够小的幅度的信号。
[0006]根据本发明的一个实施例，提供了本发明的一种用于多个接收信号的信号处理方法，其中多个接收元件各自被配置为在多个采样时间处接收声波并且输出接收信号，该方法包括根据每一个采样时间处的多个接收信号当中除具有大于阈值的幅度的接收信号之外的多个接收信号来生成代表性值信号，生成指示在每一个采样时间处获得的多个接收信号与代表性值信号之间的差值的多个差信号，以及使用该多个差信号来生成图像数据。
[0007]根据本发明的另一实施例，提供了一种声波处理装置，其包括各自被配置为在多个采样时间处接收声波并且输出接收信号的多个接收元件，以及被配置为处理该多个接收信号的信号处理单元。该信号处理单元还被配置为根据每一个采样时间处的多个接收信号当中除具有大于阈值的幅度的接收信号之外的多个接收信号来生成代表性值信号，生成指示在每一个采样时间处获得的多个接收信号与代表性值信号之间的差值的多个差信号，以及使用该多个差信号来生成图像数据。
[0008]根据本发明的又一实施例，提供了一种声波处理装置，其包括各自被配置为在多个采样时间处接收声波并且输出接收信号的多个接收元件，被配置为不接收声波并被配置为输出基准信号的基准接收元件，以及被配置为处理该多个接收信号和基准信号的信号处理单元。该信号处理单元还被配置为生成指示在每一个采样时间处获得的多个接收信号与基准信号之间的差值的差信号，以及根据这些差信号来生成图像数据。
[0009]根据参考附图对各实施例的以下描述，本发明的另外的特征将变得清晰。下面描述的本发明的实施例中的每一个都可以被单独实现，或者在必要时或在单个实施例中结合来自各实施例的元素或者特征是有益的情况下可以被实现为多个实施例或其特征的组合。
【附图说明】
[0010]图1是示出根据本发明的第一实施例的声波处理装置的配置的示图。
[0011]图2是示出根据本发明的实施例的信号处理的流程图。
[0012]图3是示出根据本发明的实施例的接收信号的示图。
[0013]图4A至图4D是示出根据本发明的实施例的尚未经受信号处理的图像和已经经受信号处理的图像之间的比较的示图。
[0014]图5A和5B是不出根据本发明的第二实施例的接收兀件的布置的不图。
[0015]图6是示意性地示出根据本发明的第二实施例的噪声的状态的示图。
【具体实施方式】
[0016]第一实施例
[0017]将以具有弧型换能器的声波处理装置为例来描述本发明的第一实施例，弧型换能器包括按照弧形布置的多个接收元件。根据该实施例的声波处理装置是光声波处理装置，其接收通过用脉冲光照射被摄体而在被摄体中生成的声波(通常为超声波)。
[0018]系统配置
[0019]图1是示出该实施例的声波处理装置的配置的示图。声波处理装置包括光照射单元101、换能器102、台架(stage) 103、光控制器105、接收信号处理单元106、台架控制器107和装置控制器108。在该实施例中使用的坐标系以换能器102的弧的中心作为基准，并且台架103关于y轴在x-z平面中旋转。光照射单元101沿着x轴用光照射坐标的原点。
[0020]被摄体110可以由台架103关于y轴旋转。被摄体110可以被保持在被摄体110被悬挂于台架103的状态下。当在被摄体110由台架103旋转的同时光照射单元101用光照射被摄体110时，可以从被摄体110的所有方向获得信号。注意被摄体110和换能器102被放置在水箱104中。另外，因为水箱104被用水填充，因此生成的声波被充分地传输。填充水箱104的物质不限于水，而是可以使用任何物质，只要该物质可以将从被摄体110生成的声波传输到被包括在换能器102中的接收元件即可。
[0021]现在将更详细地描述被包括在声波处理装置中的部件。
[0022]光照射单元和光控制器
[0023]光照射单元101在光控制器105的控制下用光照射被摄体110。在该实施例中，被摄体110被用来自X轴的正方向的光照射。光照射单元101包括生成光的光源和引导所生成的光以使得被摄体110被用光照射的导光构件。光源优选是激光光源以便获得大的输出。然而，发光二极管、闪光灯等可以被用作代替激光光源的光源。当激光将被使用时，诸如固态激光器、气体激光器、染料激光器和半导体激光器的各种激光器可以被使用。照射的时机、波形、强度等受光控制器105控制。不要求从某一方向照射被摄体110，并且被摄体110可以从多个方向被照射以便不产生盲区。具体而言，可以提供光照射单元101的多个发射端子或者可以提供多个光照射单元101。
[0024]为了有效地生成光声波(这是一种类型的声波)，光控制器105根据被摄体110的热特性用脉冲光在足够短的时间段内照射被摄体110。优选的是，如果被摄体110是活体，则光照射单元101所生成的脉冲光的脉冲宽度大约是10至50纳秒。另外，优选的是，脉冲光的波长足够用于将光传输到被摄体110的内部。具体而言，在活体的情况下，波长大于或者等于700nm并且小于或者等于llOOnm。在这里假定在本实施例中使用具有800nm波长的钛蓝宝石激光器(这是一种固态激光器)。
[0025]换能器和接收信号处理单元
[0026]在被摄体110中的光吸收剂中生成的声波被换能器102接收。该实施例的换能器102是弧型超声波换能器，其包括在以坐标轴的原点为中心的弧上布置的多个接收元件。这些接收元件所接收的声波被转换为模拟电信号。具有这种功能的元件的示例包括压电陶瓷(压电换能器:PZT)和电容式微加工超声换能器(CMUT)。另外，接收元件优选具有高灵敏度和大频带。假定该实施例的换能器102的弧的半径是60mm，开口具有150度，并且接收元件的数目是64。然而，实施例不限于这些值。
[0027]被转换为电信号的信号被传输到接收信号处理单元106，接收信号处理单元106对电信号执行放大、AD转换等以便获得数字信号。数字信号被传输到装置控制器108。接收声波的时机被装置控制器108控制以便与光照射单元101所执行的光照射同步。换能器102的接收元件具有例如在从2MHz到5MHz的频带中的灵敏度。另外，采样频率(速率)至少相对于在将被换能器102检测到的信号的频带中的最大频率满足采样定理。在该实施例中，采样被以50MHz的采样速率执行2048次。可以考虑到从开始利用脉冲光进行照射到脉冲光到达换能器102的延迟时间来设置其中执行采样的时段的起