[發明專利]一種多頻率數字回波信號處理方法

在審

• 申請號: 201710207207.X
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106872586A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 陳曉冬;陳曉帥;汪毅;李嘉科;郁道銀
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N29/44
• 分類號: G01N29/44;A61B8/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 劉子文

1.一種多頻率數字回波信號處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：將超聲探頭插入到超聲內鏡系統的對應接口處，由超聲探頭通信裝置識別對應的探頭中心頻率傳遞給上位機；

步驟二：上位機將探頭中心頻率F_k及探測深度信息R_j通過USB處理芯片傳遞到核心處理芯片FPGA中；

步驟三：以采樣時鐘頻率f_s將超聲數字回波信號上傳到核心處理芯片FPGA中，得到超聲回波序列y(n)(n＝[1,N])，N＝2R_j*f_s/c，c表示超聲在組織中的波速；

步驟四：核心處理芯片FPGA的數控振蕩器循環選取出探頭中心頻率為F_k對應的正余弦樣本值A_kcos(S)，A_ksin(S)；

步驟五：利用核心處理芯片FPGA的乘法器將超聲回波信號與步驟四取出的正余弦樣本值A_kcos(S)，A_ksin(S)相乘得到兩組混頻后的數據，并將得到的兩組數據分別通過FIR低通濾波器濾除倍頻分量，保留兩組低頻基帶信號I(n)、Q(n)(n＝[1,N])；

步驟六：低頻基帶信號I(n)、Q(n)(n＝[1,N])在核心處理芯片FPGA的內部FIFO中抽取處理以滿足顯示序列I(m)、Q(m)(m＝[1,M],M取正整數)并輸出；

步驟七：利用核心處理芯片FPGA的平方器、加法器和開方器得到抽取之后的數據E(m)；

步驟八：對數據E(m)做對數變換和數據壓縮后將數據流寫入外部緩存器SRAM中緩存。

2.根據權利要求1所述一種多頻率數字回波信號處理方法，其特征在于，步驟四的實施步驟如下：

(1)利用公式(1)求出正余弦樣本值A_kcos(S)，A_ksin(S)，并將正余弦樣本值A_kcos(S)，A_ksin(S)轉換為與回波數據位數一樣補碼形式并保存到對應的MIF文件；

$\left\{\begin{array}{cc}{A}_{k\cos }\left(S\right)=\cos (2\mathrm{\π}*\frac{i}{s})& (i=\[1,S\],S=f_s/F_k)\\ A_{ksin}\left(S\right)=sin(2\mathrm{\π}*\frac{i}{s})& (i=\[1,S\],S=f_s/F_k)\end{array}\right.---\left(1\right)$

(2)將(1)式所生成的MIF文件存入到核心處理芯片FPGA內建的ROM中；

(3)選出探頭中心頻率的F_k對應的樣本值。