[發(fā)明專利]超聲波數(shù)據(jù)的數(shù)字掃描變換方法及其裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010042069.2
• 申請日: 2010-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN101779965A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王平;許琴;王林泓;王偉明;何為;傅力行
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B8/00
• 分類號(hào): A61B8/00
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 謝殿武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超聲成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是一種超聲波數(shù)據(jù)的數(shù)字掃描 變換方法及其裝置。

背景技術(shù)

在數(shù)字超聲影像系統(tǒng)中，接收的超聲回波數(shù)據(jù)是以極坐標(biāo)掃描線形式排列 的，需要將其轉(zhuǎn)化為直角坐標(biāo)的顯示器格式才能在顯示器上顯像，這就需要使 用數(shù)字掃描變換技術(shù)。該技術(shù)包括回波數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，坐標(biāo)變換，插值計(jì)算三個(gè)部 分。

如公開號(hào)為CN101317775A的中國發(fā)明專利申請公布說明書，其中公開了 了一種基于DSC算法的超聲醫(yī)學(xué)成像方法，對成像系統(tǒng)中坐標(biāo)變換，插值計(jì)算 采用DSC算法；公開號(hào)為CN101390756A的發(fā)明專利指出了超聲成像系統(tǒng)中掃 描插值方法采用B樣條方法插值，專利說明書中采用了DSC芯片系統(tǒng)。如果 使用專門的DSC芯片來實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)成本昂貴，而且通常需要緩存一幀超聲回波 數(shù)據(jù)，外圍器件的擴(kuò)展也比較繁瑣，運(yùn)算過程需要消耗大量硬件資源；現(xiàn)有技 術(shù)中的另一CORDIC算法可以避免開方和三角函數(shù)的復(fù)雜運(yùn)算實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)變換， 但是該算法需要緩存一幀超聲回波數(shù)據(jù)，龐大的原始數(shù)據(jù)使得該算法仍然需要 消耗較多的硬件資源和外擴(kuò)存儲(chǔ)器資源。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種超聲波數(shù)據(jù)的數(shù)字掃描變 換方法，充分利用FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)并行計(jì)算與處理的能力和DSP (數(shù)字信號(hào)處理器)靈活編程的技術(shù)優(yōu)勢，算法簡單，減少了硬件資源的消耗。

本發(fā)明的超聲波數(shù)據(jù)的數(shù)字掃描變換方法包括如下步驟：

1)數(shù)字信號(hào)處理器模塊根據(jù)超聲波圖像大小和超聲波回波線，將直角坐標(biāo) 系下的超聲波圖像進(jìn)行區(qū)域分割，依次計(jì)算每一區(qū)域內(nèi)直角坐標(biāo)點(diǎn)到極坐標(biāo)點(diǎn) 的插值信息、坐標(biāo)變換映射關(guān)系信息以及該區(qū)域內(nèi)的插值點(diǎn)數(shù)量，并將每個(gè)區(qū) 域的插值信息、每個(gè)區(qū)域插值信息的首地址和插值點(diǎn)數(shù)量存儲(chǔ)到相應(yīng)的插值相 關(guān)信息存儲(chǔ)模塊中；

2)現(xiàn)場可編程門陣列模塊包括一超聲波回波數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子模塊，所述現(xiàn)場可 編程門陣列模塊接收超聲波回波數(shù)據(jù)，并將超聲波回波數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到超聲波回波 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子模塊中；

3)現(xiàn)場可編程門陣列模塊讀取超聲波回波數(shù)據(jù)，根據(jù)超聲波回波數(shù)據(jù)在直 角坐標(biāo)系中的區(qū)域分布，在插值相關(guān)信息存儲(chǔ)模塊中查找相應(yīng)的插值信息，并 根據(jù)插值信息，完成對一個(gè)區(qū)域的超聲波回波數(shù)據(jù)的插值運(yùn)算，然后向數(shù)字信 號(hào)處理器模塊發(fā)出中斷信號(hào)；

4)數(shù)字信號(hào)處理器模塊響應(yīng)中斷并接收步驟2)所得的一個(gè)區(qū)域內(nèi)的插值 后的超聲波回波數(shù)據(jù)，根據(jù)坐標(biāo)變換映射信息，將其存儲(chǔ)到直角坐標(biāo)的相應(yīng)點(diǎn)；

5)所述步驟2)中，當(dāng)儲(chǔ)存完第N束和第N+1束超聲波回波數(shù)據(jù)后，啟 動(dòng)對第N+2束超聲波回波數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存，同時(shí)啟動(dòng)步驟3)，對第N束和第N+1 束回波夾角區(qū)域的超聲波回波數(shù)據(jù)進(jìn)行插值運(yùn)算；然后啟動(dòng)步驟4)對該區(qū)域 的超聲波回波數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)變換；

當(dāng)?shù)贜+2束超聲波回波數(shù)據(jù)儲(chǔ)存完成后，啟動(dòng)對第N+3束超聲波回波數(shù)據(jù) 的存儲(chǔ)，用第N+3束超聲波回波數(shù)據(jù)覆蓋第N束超聲波回波數(shù)據(jù)，同時(shí)啟動(dòng)步 驟3)，對第N+1束和第N+2束回波夾角區(qū)域的超聲波回波數(shù)據(jù)進(jìn)行插值運(yùn)算； 然后啟動(dòng)步驟4)對該區(qū)域的超聲波回波數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)變換；

如上循環(huán)，直到完成對一幀超聲波回波數(shù)據(jù)的插值和映射。

進(jìn)一步，所述步驟2)中，將每一束超聲波回波數(shù)據(jù)中的奇數(shù)點(diǎn)數(shù)據(jù)和偶 數(shù)點(diǎn)數(shù)據(jù)分離，分別存儲(chǔ)到超聲波回波數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子模塊中不同的雙口隨機(jī)存取 存儲(chǔ)器；

進(jìn)一步，所述插值相關(guān)信息存儲(chǔ)模塊包括第一存儲(chǔ)器、第二存儲(chǔ)器和第三 存儲(chǔ)器；所述步驟1)中，將插值信息存儲(chǔ)到第一存儲(chǔ)器，將每個(gè)區(qū)域插值信 息在第一存儲(chǔ)器的首地址存儲(chǔ)到第二存儲(chǔ)器，將每個(gè)區(qū)域的插值點(diǎn)數(shù)量存儲(chǔ)到 第三存儲(chǔ)器，坐標(biāo)變換映射關(guān)系信息存儲(chǔ)到數(shù)字信號(hào)處理器內(nèi)部存儲(chǔ)器中；

進(jìn)一步，所述插值信息包括當(dāng)前插值點(diǎn)需要讀取回波數(shù)據(jù)的序數(shù)，以及當(dāng) 前插值點(diǎn)所需的縱向與橫向插值的加權(quán)信息；所述插值信息由16bit表示，其中 需要讀取回波數(shù)據(jù)的序數(shù)由高10bit表示，當(dāng)前插值點(diǎn)所需的縱向與橫向插值的 加權(quán)信息用低6bit表示；

進(jìn)一步，步驟1)中，以超聲波回波線為分界線對直角坐標(biāo)系下的超聲波 圖像進(jìn)行區(qū)域分割，每相鄰2束超聲波回波線夾角區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)區(qū)域。

本發(fā)明還提供一種用于實(shí)現(xiàn)上述方法的超聲波數(shù)據(jù)的數(shù)字掃描變換裝置， 包括