CN106970147B - 超音波系统及噪声消除方法 - Google Patents

超音波系统及噪声消除方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种超音波系统及噪声消除方法，该超音波系统包含超音波探头、N个开关组件以及处理单元，其中N个开关组件电性连接于超音波探头，处理单元电性连接于超音波探头与N个开关组件，且N为正整数。超音波探头以一个扫描频率收发超音波讯号。每一个开关组件具有主输出频率。处理单元将超音波讯号转换为超音波影像。处理单元判断超音波影像中是否存在噪声。当处理单元判断超音波影像中存在噪声时，处理单元调整N个开关组件中的至少其中之一的主输出频率，以将噪声自超音波影像中消除。

Description

超音波系统及噪声消除方法
技术领域
本发明关于一种超音波系统及噪声消除方法，尤指一种可将噪声自超音波影像中消除的超音波系统及噪声消除方法。
背景技术
由于超音波扫描具有不破坏材料结构以及人体细胞的特性，因而被普遍地应用于材料领域以及临床医学检测。在超音波系统中，为了电源效率，通常会使用许多的开关组件，且不同的开关组件具有不同的主输出频率。开关组件的主输出频率很容易干扰到超音波影像，而在超音波影像中产生噪声，进而影响超音波影像的判读结果。为了避免超音波系统所产生的超音波影像有落差，如何避免开关组件的主输出频率在超音波影像中产生噪声，便成为设计上的一大课题。
因此，有必要设计一种新的超音波系统及噪声消除方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可将噪声自超音波影像中消除的超音波系统及噪声消除方法，以解决上述问题。
为达到上述目的，本发明提供一种超音波系统，包含：
超音波探头，以一个扫描频率收发超音波讯号；
N个开关组件，电性连接于该超音波探头，每一个该开关组件具有主输出频率，N为正整数；以及
处理单元，电性连接于该超音波探头与该N个开关组件，该处理单元将该超音波讯号转换为超音波影像，该处理单元判断该超音波影像中是否存在噪声，当该处理单元判断该超音波影像中存在该噪声时，该处理单元调整该N个开关组件中的至少其中之一的该主输出频率。
较佳的，该超音波探头用于不针对物体收发该超音波讯号，该处理单元将该超音波讯号转换为超音波影像，当该处理单元分析在该超音波影像中有实线线段或虚线线段时，该处理单元判断该超音波影像中存在该噪声。
较佳的，还包含切换式电源供应模块，电性连接该超音波探头与该处理单元并提供电源，其中该N个开关组件的至少其中之一为该切换式电源供应模块中的电子开关。
较佳的，该扫描频率具有容许范围，当该处理单元判断该超音波影像中存在该噪声时，该处理单元判断每一该开关组件的该主输出频率的M倍是否落在该扫描频率的该容许范围内，当该处理单元判断该N个开关组件中的第i个开关组件的该主输出频率的M倍落在该扫描频率的该容许范围内时，该处理单元调整该第i个开关组件的该主输出频率，使调整后的该第i个开关组件的该主输出频率的M倍落在该扫描频率的该容许范围外，M为正整数，i为小于或等于N的正整数。
较佳的，还包含记忆单元，电性连接于该处理单元，该记忆单元储存每一个该开关组件的该主输出频率。
较佳的，该处理单元以脉冲波模式或连续波模式将该超音波讯号转换为该超音波影像。
为达上述目的，本发明还提供一种噪声消除方法，用于超音波系统，该超音波系统包含超音波探头、N个开关组件以及处理单元，该N个开关组件电性连接于该超音波探头，该处理单元电性连接于该超音波探头与该N个开关组件，每一该开关组件具有主输出频率，N为正整数，该噪声消除方法包含下列步骤：
该超音波探头以一个扫描频率收发超音波讯号；
该处理单元将该超音波讯号转换为超音波影像；
该处理单元判断该超音波影像中是否存在噪声；以及
当该处理单元判断该超音波影像中存在该噪声时，该处理单元调整该N个开关组件中的至少其中之一的该主输出频率。
较佳的，该超音波探头用于不针对一物体收发该超音波讯号，该处理单元将该超音波讯号转换为超音波影像，当该处理单元分析在该超音波影像中有实线线段或虚线线段时，该处理单元判断该超音波影像中存在该噪声。
较佳的，该超音波系统还包含切换式电源供应模块，电性连接该超音波探头与该处理单元并提供电源，该N个开关组件的至少其中之一为该切换式电源供应模块中的电子开关。
较佳的，该扫描频率具有容许范围，该噪声消除方法还包含下列步骤：
当该处理单元判断该超音波影像中存在该噪声时，该处理单元判断每一个该开关组件的该主输出频率的M倍是否落在该扫描频率的该容许范围内，其中M为正整数；以及
当该处理单元判断该N个开关组件中的第i个开关组件的该主输出频率的M倍落在该扫描频率的该容许范围内时，该处理单元调整该第i个开关组件的该主输出频率，使调整后的该第i个开关组件的该主输出频率的M倍落在该扫描频率的该容许范围外，其中i为小于或等于N的正整数。
较佳的，该超音波系统另包含记忆单元，电性连接于该处理单元，该记忆单元储存每一个该开关组件的该主输出频率。
与现有技术相比，本发明提供一种超音波系统，包含超音波探头、N个开关组件以及处理单元，其中N个开关组件电性连接于超音波探头，处理单元电性连接于超音波探头与N个开关组件，且N为正整数。超音波探头以一个扫描频率收发超音波讯号。每一个开关组件具有主输出频率。处理单元将超音波讯号转换为超音波影像。处理单元判断超音波影像中是否存在噪声。当处理单元判断超音波影像中存在噪声时，处理单元调整N个开关组件中的至少其中之一的主输出频率，以将噪声自超音波影像中消除。
附图说明
图1为根据本发明实施例的超音波系统的功能方块图。
图2为根据本发明实施例的噪声消除方法的流程图。
图3为图2中的步骤S16根据实施例的详细流程图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求当中所提及的「包含」为开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。
请参阅图1以及图2，图1为根据本发明实施例的超音波系统1的功能方块图，图2为根据本发明实施例的噪声消除方法的流程图。图2中的噪声消除方法可利用图1中的超音波系统1来实现。
如图1所示，超音波系统1包含超音波探头10、N个开关组件12a-12e、处理单元14以及记忆单元16，其中N个开关组件12a-12e电性连接于超音波探头10，且处理单元14电性连接于超音波探头10、N个开关组件12a-12e与记忆单元16，N为正整数。于此实施例中，N为5。换言之，超音波系统1可包含一个或多个开关组件，视实际应用而定。需说明的是，超音波系统1中通常还会设置有其它必要的电路与组件，在此不再赘述。此外，处理单元14可为具有讯号处理功能的处理器或控制器。
于此实施例中，超音波系统1可包含切换式电源供应模块18，电性连接超音波探头10与处理单元14并提供电源予超音波系统1中的电子组件。开关组件12a-12e的至少其中之一可为切换式电源供应模块18中的电子开关。如图1所示，开关组件12a-12b为切换式电源供应模块18中的电子开关。此外，每一个开关组件12a-12e具有主输出频率，且记忆单元16储存每一个开关组件12a-12e的主输出频率。
在执行本发明的噪声消除方法时，首先，超音波探头10以一个扫描频率收发超音波讯号(图2中的步骤S10)。接着，处理单元14将超音波讯号转换为超音波影像(图2中的步骤S12)。接着，处理单元14判断超音波影像中是否存在噪声(图2中的步骤S14)。当处理单元14判断超音波影像中存在噪声时，处理单元14调整开关组件12a-12e中的至少其中之一的主输出频率(图2中的步骤S16)。需说明的是，当处理单元14判断超音波影像中不存在噪声时，便不需调整开关组件12a-12e的主输出频率(图2中的步骤S18)。其中，当处理单元14判断超音波影像中是否存在噪声时，例如可以是判断超音波影像中的噪声的数值是否大于预设值，若大于该预设值，则判断该超音波影像中存在噪声，若小于或者等于该预设值时，则判断该超音波影像中存在的噪声可忽略，即判断为不存在噪声，其中，该预设值由设计人员根据实际情况进行设定，并不以此为限。
进一步来说，当超音波影像中存在噪声时，此噪声有可能是由开关组件12a-12e中的至少其中之一的主输出频率所产生。因此，当超音波影像中存在噪声时，本发明会调整开关组件12a-12e中的至少其中之一的主输出频率，以将噪声自超音波影像中消除。需说明的是，若所有开关组件的主输出频率皆调整后，仍无法将噪声自超音波影像中消除，表示此噪声非由开关组件12a-12e的主输出频率所产生。此时，便需以其它方式将噪声自超音波影像中消除。换言之，本发明藉由调整开关组件12a-12e的主输出频率来消除由开关组件12a-12e的主输出频率所产生的噪声。
于此实施例中，超音波探头10可以不针对物体收发超音波讯号。举例而言，超音波探头10可对空中收发超音波讯号，使得处理单元14将超音波讯号转换为具有空画面的超音波影像。当处理单元14分析在超音波影像中有实线线段或虚线线段时，处理单元14即可判断在超音波探头10尚未针对特定物体收发超音波讯号前，超音波影像中即存在噪声。处理单元14调整N个开关组件12a-12e的该主输出频率，以消除该超音波影像的噪声。
于此实施例中，处理单元14可以脉冲波(pulse wave，PW)模式或连续波(continuous wave，CW)模式将超音波讯号转换为超音波影像。此外，超音波探头10的扫描频率可具有容许范围。在实际应用时，超音波探头10用以发射超音波讯号的扫描频率以及用以接收超音波讯号的扫描频率可能有些许差异，但即使在该请况下，超音波探头10用以发射以及接收超音波讯号的扫描频率皆仍落在前述容许范围内。当超音波探头10用以发射超音波讯号的扫描频率以及用以接收超音波讯号的扫描频率不同时，本发明中所指的扫描频率特别指超音波探头10用以接收超音波讯号的扫描频率。
请参阅图3，图3为图2中的步骤S16根据实施例的详细流程图。当处理单元14判断超音波影像中存在噪声时，处理单元14可进一步判断每一个开关组件12a-12e的主输出频率的M倍是否落在扫描频率的容许范围内(图3中的步骤S160)。当处理单元14判断开关组件12a-12e中的第i个开关组件的主输出频率的M倍落在扫描频率的容许范围内时，处理单元14即会调整第i个开关组件的主输出频率，使调整后的第i个开关组件的主输出频率的M倍落在扫描频率的容许范围外(图3中的步骤S162)。于此实施例中，M为正整数，且i为小于或等于N的正整数。需说明的是，处理单元14可将第i个开关组件的主输出频率往上调整或往下调整，视实际应用而定，只要第i个开关组件调整后的主输出频率的M倍落在扫描频率的容许范围外即可。
举例而言，假设超音波探头10的扫描频率为1400KHz，容许范围为±50KHz，且开关组件12a的主输出频率为350KHz。由于开关组件12a的主输出频率的4倍(亦即，350KHz*4＝1400KHz)落在扫描频率的容许范围(亦即，1400±50KHz)内，因此，处理单元14可将开关组件12a的主输出频率往上调整为例如是400KHz或往下调整为例如是300KHz，以使调整后之开关组件12a的主输出频率的M倍落在扫描频率的容许范围外。藉此，即可避免开关组件12a的主输出频率于超音波影像中产生噪声。
需说明的是，当有两个以上的开关组件的主输出频率的M倍落在扫描频率的容许范围内时，处理单元14需分别调整两个以上的开关组件的主输出频率，使调整后的两个以上的开关组件的主输出频率的M倍分别落在扫描频率的容许范围外。此外，开关组件的主输出频率的调整幅度可根据实际应用而设定。
当超音波影像中存在噪声时，此噪声有可能是由开关组件的主输出频率所产生。因此，当超音波影像中存在噪声时，本发明会调整开关组件的主输出频率，以期能将噪声自超音波影像中消除。需说明的是，若所有开关组件的主输出频率皆调整后，仍无法将噪声自超音波影像中消除，表示此噪声非由开关组件的主输出频率所产生。此时，便需以其它方式将噪声自超音波影像中消除。换言之，本发明藉由调整开关组件的主输出频率来消除由开关组件的主输出频率所产生的噪声。
综上，本发明公开一种超音波系统及噪声消除方法，该超音波系统包含超音波探头、N个开关组件以及处理单元，其中N个开关组件电性连接于超音波探头，处理单元电性连接于超音波探头与N个开关组件，且N为正整数。超音波探头以一个扫描频率收发超音波讯号。每一个开关组件具有主输出频率。处理单元将超音波讯号转换为超音波影像。处理单元判断超音波影像中是否存在噪声。当处理单元判断超音波影像中存在噪声时，处理单元调整N个开关组件中的至少其中之一的主输出频率，以将噪声自超音波影像中消除。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (11)

1.一种超音波系统，其特征在于，包含：
超音波探头，以一个扫描频率收发超音波讯号，该扫描频率具有容许范围；
N个开关组件，电性连接于该超音波探头，每一个该开关组件具有主输出频率，N为正整数；以及
处理单元，电性连接于该超音波探头与该N个开关组件，该处理单元将该超音波讯号转换为超音波影像，该处理单元判断该超音波影像中是否存在噪声，当该处理单元判断该超音波影像中存在该噪声时，该处理单元调整该N个开关组件中的至少其中之一的该主输出频率，使该主输出频率的M倍落在该扫描频率的该容许范围外。
2.如权利要求1所述的超音波系统，其特征在于，该超音波探头用于不针对物体收发该超音波讯号，该处理单元将该超音波讯号转换为超音波影像，当该处理单元分析在该超音波影像中有实线线段或虚线线段时，该处理单元判断该超音波影像中存在该噪声。
3.如权利要求1所述的超音波系统，其特征在于，还包含切换式电源供应模块，电性连接该超音波探头与该处理单元并提供电源，其中该N个开关组件的至少其中之一为该切换式电源供应模块中的电子开关。
4.如权利要求1所述的超音波系统，其特征在于，当该处理单元判断该超音波影像中存在该噪声时，该处理单元判断每一该开关组件的该主输出频率的M倍是否落在该扫描频率的该容许范围内，当该处理单元判断该N个开关组件中的第i个开关组件的该主输出频率的M倍落在该扫描频率的该容许范围内时，该处理单元调整该第i个开关组件的该主输出频率，使调整后的该第i个开关组件的该主输出频率的M倍落在该扫描频率的该容许范围外，M为正整数，i为小于或等于N的正整数。
5.如权利要求1所述的超音波系统，其特征在于，还包含记忆单元，电性连接于该处理单元，该记忆单元储存每一个该开关组件的该主输出频率。
6.如权利要求1所述的超音波系统，其特征在于，该处理单元以脉冲波模式或连续波模式将该超音波讯号转换为该超音波影像。
7.一种噪声消除方法，用于超音波系统，该超音波系统包含超音波探头、N个开关组件以及处理单元，该N个开关组件电性连接于该超音波探头，该处理单元电性连接于该超音波探头与该N个开关组件，每一该开关组件具有主输出频率，N为正整数，其特征在于，该噪声消除方法包含下列步骤：
该超音波探头以一个扫描频率收发超音波讯号，该扫描频率具有容许范围；
该处理单元将该超音波讯号转换为超音波影像；
该处理单元判断该超音波影像中是否存在噪声；以及
当该处理单元判断该超音波影像中存在该噪声时，该处理单元调整该N个开关组件中的至少其中之一的该主输出频率，使该主输出频率的M倍落在该扫描频率的该容许范围外。
8.如权利要求7所述的噪声消除方法，其特征在于，该超音波探头用于不针对一物体收发该超音波讯号，该处理单元将该超音波讯号转换为超音波影像，当该处理单元分析在该超音波影像中有实线线段或虚线线段时，该处理单元判断该超音波影像中存在该噪声。
9.如权利要求7所述的噪声消除方法，其特征在于，该超音波系统还包含切换式电源供应模块，电性连接该超音波探头与该处理单元并提供电源，该N个开关组件的至少其中之一为该切换式电源供应模块中的电子开关。
10.如权利要求7所述的噪声消除方法，其特征在于，该噪声消除方法还包含下列步骤：
当该处理单元判断该超音波影像中存在该噪声时，该处理单元判断每一个该开关组件的该主输出频率的M倍是否落在该扫描频率的该容许范围内，其中M为正整数；以及
当该处理单元判断该N个开关组件中的第i个开关组件的该主输出频率的M倍落在该扫描频率的该容许范围内时，该处理单元调整该第i个开关组件的该主输出频率，使调整后的该第i个开关组件的该主输出频率的M倍落在该扫描频率的该容许范围外，其中i为小于或等于N的正整数。
11.如权利要求7所述的噪声消除方法，其特征在于，该超音波系统另包含记忆单元，电性连接于该处理单元，该记忆单元储存每一个该开关组件的该主输出频率。
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