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申请/专利权人：天津大学

摘要：本发明涉及一种用于透射衰减超声层析成像的幅值提取方法，包含以下步骤：步骤一：针对超声换能器接收到的原始低信噪比信号，基于同态变换的软阈值小波去噪方法进行信号去噪；步骤二：基于自适应分数阶的时域分数傅里叶变换方法进行脉冲识别；步骤三：搜索加权谱能量积分的最优频率点进行脉冲幅值提取。

主权项：1.一种用于透射衰减超声层析成像的幅值提取方法，包含以下步骤：步骤一：针对超声换能器接收到的原始低信噪比信号，基于同态变换的软阈值小波去噪方法进行信号去噪；步骤二：基于自适应分数阶的时域分数傅里叶变换方法进行脉冲识别，方法如下：1设t为时域的时间，xt表示去噪后的信号，β∈[0,1]为傅里叶变换的分数阶次，tβ为分数阶傅里叶域中β对应的分数阶时间，基于公式2、3和4对去噪后的信号进行分数阶傅里叶变换，分数阶β从0移到1： 其中， 式中，Kβtβ,t表示覆盖分数阶次β从0到1的通用核函数，表示求·在时间t∈[-∞,+∞]内的积分，π为弧度制角度单位等于180°，根据β的取值，角度的范围可从0到90°，表示时频平面的转换系数，exp.表示以自然对数为底的幂指数，j为复数符号，分别表示求角度的正弦值，余切值和余割值；通过调整β，分数阶傅里叶变换可以将域转换到任意时刻的时频子空间tβ,Xβtβ，从而实现脉冲变形；2计算每个β点的-6dB带宽值，最优压缩脉冲信号出现最小-6dB带宽值所对应的β处；3计算压缩脉冲信号的时间谱能量分布，利用激励频率线上的局部峰值识别出在μβ轴上的接收脉冲窗口；4对于时域和频域恢复，频率轴μf和时间轴μt在分数傅立叶轴μβ上的投影分别表示为： 利用式5将压缩信号的脉冲窗口恢复到时间轴μt上，再利用分数阶傅里叶逆变换得到脉冲信号所处的时域区间段；步骤三：搜索加权谱能量积分的最优频率点进行脉冲幅值提取，方法如下：1对于识别的脉冲信号所处的时域区间段，进行傅里叶变换得到Fω，并对频率点ω进行上采样；2计算每个频率点上的归一化谱能量权重3根据-6dB带宽内所有频率点的加权平均值计算最优频率点ω*和最优频率点ω*对应的频谱值Fω*，其中最优频率点ω*的计算公式为： 式中，ωB为信号频谱Fω的-6dB带宽，表示求·在-6dB带宽内的定积分，exp.表示以自然对数为底的幂指数；为归一化的谱能量权重系数；4计算信号的时域幅值amp： 式中N、T0为对应激励信号的周期数和时间长度。

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