全聚焦和复合平面波后处理成像技术因具有较高的成像分辨率或较高的成像帧频,近五年来得到了无损检测领域的广泛关注。然而,相比于传统超声成像所用数据,全聚焦和复合平面波技术采集的数据量庞大,延时叠加过程中需要重复、繁重的迭代运算。当借助其他辅助算法改善成像质量时,额外的算法操作更是加重了计算负担,难以满足高质量实时成像的需求。为了解决上述问题,本文提出了一种基于频域相位加权的高质高效超声后处理成像处理构架。首先,提取原始接收回波解析形式中的相位信息,利用基于块处理的频域波束形成算法分别对幅值和相位信息进行操作。其次,根据相位分布一致程度构建环形统计矢量因子,利用因子与幅值矩阵加权处理,最终实现了成像质量和效率的同时提高。主要研究内容如下:1、从数据采集模式、存储形式和延时叠加方式方面,比较了合成孔径聚焦、全聚焦和复合平面波成像技术的异同。以阵元自激自收模式的相位迁移算法为基础,根据频域合成孔径聚焦算法的理论,对上行波的延时时间进行修正,得到了频域全聚焦和频域复合平面波算法。2、根据声波的传播机理和相位迁移算法的逆推过程,研究了来自于同一像素点的不同信号之间的相位变化以及相干程度。将接收信号解析形式中的瞬时相位看作环形复平面上分布的样本点,针对不同的数据集,利用修正的频域相位迁移算法分别对相位的实部和虚部进行波场外推,构建了用于频域加权的环形统计矢量因子,得到了频域相位加权处理构架。通过利用加权因子与频域迁移后的幅值矩阵相乘,获得了高质量频域全聚焦和频域复合平面波超声图像。3、利用不同数据集、不同材料的实验进行算法性能验证。利用阵列性能指数对成像分辨率进行表征,采用信噪比对噪声幅度进行定量评价。结合理论算法复杂度和实际执行时间的分析,对比了各算法的成像效率。结果表明,频域相位加权处理后的成像横向分辨率可达时域延时叠加算法的2倍左右,成像信噪比可达35d B以上。对64阵元采集到的全矩阵数据成像的时间仅为3.9s。由此可知,所提频域相位加权处理构架在有效增强图像分辨率和信噪比的同时,运算复杂度更低,成像效率更高,有望进一步降低高质量超声后处理成像系统的硬件成本。