医学诊断根据超声波在人体的传播过程中与组织的相互作用，从接收信号中提取能够反映组织状况的信息，并以图像等形式直观的显示出来，从而达到诊断的目的。超声诊断涉及到的软硬件系统和技术理论相当繁多，包括信号处理分析、成像算法、缺陷分析等技术，其中信号处理分析和成像技术是提高超声诊断质量的关键。超声频域分析可以获取多于常规检验的有用信息:编码激励、波束形成技术是提高成像质量的有效方法。为了从信号中提取更多的组织信息，改善超声成像的质量，提高超声诊断的准确性，本文从超声频率特性分析和成像算法两方面进行研究。　　针对超声信号的频率特性分析问题，首先根据超声透射法在组织中的传播机理，超声衰减与组织特性及频率的关系，构建超声传输衰减模型，并进行仿真计算，结果表明该模型符合组织中超声衰减的实测值范围，可以应用于组织特性的理论分析;其次，利用生物组织对超声频率的依赖性衰减，建立超声频率特性分析系统;最后，通过仿真实验表明，基于衰减模型的超声频率特性分析，对不同组织的可辨识度较高，通过波形和频率分布可以判断组织的厚度及类型等，为超声诊断提供了新的依据和方法。　　在医学成像系统中，分辨率、对比度以及信噪比是衡量超声成像质量的重要指标。在传统脉冲成像中，分辨率和对比度是难以调和的矛盾，而编码激励可以很好地处理这对矛盾。针对超声成像质量的改善问题，本文采用如下方法:　　首先，提出一种基于预失真处理的编码激励成像算法。该算法一方面补偿超声探头对发射信号的影响，使得回波的带宽不局限于探头，提高超声成像的分辨率;另一方面采用复合调制的Chirp-Barker编码信号，改善成像系统的信噪比，在确保成像对比度的情况下提高超声成像的分辨率。　　其次，提出基于前后向特征空间的最小方差波束形成与相干系数融合的超声成像算法。该算法通过自适应波束形成实现回波数据的动态加权值计算，提高超声成像的分辨率;同时引入稳健算法和相干系数法，改善了传统自适应波束形成中稳健性和对比度不足的问题。通过仿真成像结果表明，该算法的成像分辨率、对比度都优于现有的算法。　　最后，将编码激励技术与自适应波束形成算法相结合，提出基于预失真编码激励与改进最小方差波束形成相结合的超声成像算法。该算法从信号源和接收数据两方面改善了系统的成像质量，从而实现较好的成像结果。