1.一种超声相控阵远场超分辨率成像方法,其特征在于,包括:采集和存储超声阵列数据,其中,试块上的两个贯通孔位于线性阵列的远场区域,两个贯通孔之间的间距小于超声波的波长;对所述超声阵列数据中的超声回波信号进行时域处理,提取携带目标信息的散射信号;对所述散射信号进行频域处理,得到子空间矩阵;利用所述子空间矩阵生成成像函数,得到超声图像;所述采集和存储超声阵列数据包括:通过半矩阵采集方法获取超声阵列数据,减少数据的冗余,节省存储空间;所述半矩阵采集方法包括:发射阵元i发出超声信号并在试块的内部传播;接收阵元j接收超声信号,判断i和j的大小关系,如果满足i≤j,则存储超声回波信号s ij (t),反之,则不存储超声回波信号;发射阵元递增并循环执行上述步骤;其中,对于一个包含N个阵元的线性阵列,得到N(N+1)/2个超声回波信号;对所述超声阵列数据中的超声回波信号进行时域处理包括:对超声阵列数据中的每一个超声回波信号s ij (t)施加矩形窗函数h ij (t),获取超声纵波信号s′ ij (t)作为所述散射信号,矩形窗函数h ij (t)的定义如公式1所示h ij (t)=1,t 1 ≤t≤t 2 式1时域处理过程如公式2所示s′ ij (t)=s ij (t)h ij (t) 式2。
2.根据权利要求1所述的超声相控阵远场超分辨率成像方法,其特征在于,对所述散射信号进行频域处理,得到子空间矩阵包括:对超声纵波信号s′ ij (t)执行傅里叶变换,得到对应的频域信号S ij (ω);提取频域信号S ij (ω)在中心频率点ω c 对应的值S ij (ω c ),作为阵列响应矩阵K(ω c )的元素K ij (ω c );对阵列响应矩阵K(ω c )进行奇异值分解,得到奇异值和对应的奇异向量,并将奇异向量划分为子空间矩阵,所述子空间矩阵包括:信号子空间U S (ω c )和V S (ω c ),以及噪声子空间U N (ω c )和V N (ω c )。
3.根据权利要求2所述的超声相控阵远场超分辨率成像方法,其特征在于,利用所述子空间矩阵生成成像函数,得到超声图像包括:划定成像区域,对于其中的每一个像素点r,已知线性阵列阵元位置R j (j=1~N),定义导向矢量g(r,ω c );基于所述子空间矩阵和所述导向矢量,定义超分辨率成像函数;根据所述成像函数对所述超声阵列数据进行处理,得到超声图像。
4.一种超声相控阵远场超分辨率成像装置,其特征在于,包括:采集存储模块,用于采集和存储超声阵列数据,其中,试块上的两个贯通孔位于线性阵列的远场区域,两个贯通孔之间的间距小于超声波的波长;时域处理模块,用于对所述超声阵列数据中的超声回波信号进行时域处理,提取携带目标信息的散射信号;所述时域处理模块用于对超声阵列数据中的每一个超声回波信号s ij (t)施加矩形窗函数h ij (t),获取超声纵波信号s′ ij (t)作为所述散射信号,矩形窗函数h ij (t)的定义如公式1所示h ij (t)=1,t 1 ≤t≤t 2 式1时域处理过程如公式2所示s′ ij (t)=s ij (t)h ij (t) 式2;频域处理模块,用于对所述散射信号进行频域处理,得到子空间矩阵;超声成像模块,用于利用所述子空间矩阵生成成像函数,得到超声图像;所述采集存储模块通过半矩阵采集方法获取超声阵列数据,所述半矩阵采集方法包括:发射阵元i发出超声信号并在试块的内部传播;接收阵元j接收超声信号,判断i和j的大小关系,如果满足i≤j,则存储超声回波信号s ij (t),反之,则不存储超声回波信号;发射阵元递增并循环执行上述步骤;其中,对于一个包含N个阵元的线性阵列,得到N(N+1)/2个超声回波信号。
5.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序运行时控制所述存储介质所在的设备执行如权利要求1至3任一所述的超声相控阵远场超分辨率成像方法。
6.一种超声成像系统,其特征在于,包括:线性阵列,用于对称布置于待测件表面,以发射和接收超声波信号,试块上的两个贯通孔位于线性阵列的远场区域,两个贯通孔之间的间距小于超声波的波长;阵列控制器,与所述线性阵列连接,用于控制所述线性阵列中的各个阵元的工作模式;处理器,与所述阵列控制器连接,用于运行程序,所述程序运行时执行如权利要求1至3任一所述的超声相控阵远场超分辨率成像方法。