超声成像因实无损,成本低且实时已被广泛应用于医疗诊断、工业探伤、海洋水下探测等领域。随着医学超声成像技术的不断发展,高分辨率的超声图像需求必然会引起数据量的增加,这对医学超声成像系统的数据存储性能、换能器阵元数目提出越来越高的要求,而传统的超声成像分辨率却受到换能器阵列孔径的限制。本文将压缩感知理论应用在医学超声成像当中,能较好的解决上述问题。本文首先介绍了压缩感知理论的基本原理,并对该理论的三个方面:信号的稀疏变换、测量矩阵的设计和信号重构进行了深入的分析。随后以其作为理论基础,针对医学超声高质量成像造成的数据量大、换能器阵元数目多的问题进行如下方面的分析。针对医学超声成像数据量大的问题,本文深入分析了压缩感知采样理论设计的随机调制型和调制宽带型模拟信息转换器结构,根据两种结构的不足及超声回波信号时域的特点,建立了一种基于滤波的模拟信息转换器的超声成像模型,通过实验验证该模型能够降低超声成像系统回波信号的数据量,并且结合相控阵技术能够准确地探测到目标点。针对换能器阵元数目多的问题,本文利用超声成像系统各个阵元的特性,将基于空间小波域的分块稀疏方法应用在超声成像当中,并根据超声相控阵扫描采样的特点,建立三种不同的观测矩阵作为超声数据的采样策略,用于降低成像系统线性阵元通道的数目并在一定程度尽可能降低超声成像系统的复杂度。通过实验仿真验证该方法在成像不失真的情况下与传统成像方法相比,能够减少成像所需要的总数据量及线性阵元换能器接收数据道数,并与空间频率域稀疏算法相对比,该方法改善了超声成像的效果。