CN1593347A - 基于零陷对准插值的波束合成方法及装置 - Google Patents
基于零陷对准插值的波束合成方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1593347A CN1593347A CN 200410027757 CN200410027757A CN1593347A CN 1593347 A CN1593347 A CN 1593347A CN 200410027757 CN200410027757 CN 200410027757 CN 200410027757 A CN200410027757 A CN 200410027757A CN 1593347 A CN1593347 A CN 1593347A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- delay
- interpolation
- signal
- passage
- time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 16
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 13
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 4
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 4
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 3
- 208000032170 Congenital Abnormalities Diseases 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007698 birth defect Effects 0.000 description 1
- 238000003759 clinical diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004899 motility Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000012285 ultrasound imaging Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
一种基于零陷对准插值的波束合成方法，各接收通道内的数字回波信号同时进入各自的粗延时部分电路(21)，经粗延时后送往零陷对准插值滤波器(22)，其输出两两相加得到合成波束。上述处理过程中，通道处理控制器(1)内存储不同扫描深度下变迹参数的变迹参数存储器及其读控制器(11)和存储不同扫描深度下插值参数的插值参数存储器及其读控制器(12)产生变迹参数和插值参数，二者相乘产生的各通道插值变迹系数被选择输出往所述零陷对准插值滤波器(22)；在接收聚焦延时动态调整时，所述通道处理控制器(1)同时还通过其产生的读使能信号的变化控制各通道处理器(2)的暂态输出。采用所述方法的波束合成器，具有低成本、高延时精度、无暂态输出和低失真优势。
Description
技术领域 本发明涉及超声技术，尤其涉及医疗超声成像中的数字信号处理，特别是涉及超声接收过程中波束合成的方法及装置。
背景技术 现代医学临床诊断中广泛使用超声波成像技术，其关键技术之一是波束合成处理。现有技术的波束合成器包括模拟的和数字的，数字波束合成器在精确性、稳定性和灵活性方面优于传统的模拟波束合成器。随着数字器件的性能提高和成本降低，数字波束合成正逐渐取代模拟波束合成。数字波束合成的关键技术是数字延时，它可以用两种方法来实现：一种是外采样延时，通过控制各通道A/D变换采样时钟的相位来实现细延时，通过控制延时存储器的读地址以实现粗延时。这种方法的缺陷是系统需要一个高频时钟来动态改变各A/D变换采样时钟的相位，从而使延时精度受到数字器件速度的限制。另一种方法是内插值延时，可令各通道A/D变换的采样时钟同相位，用插值器实现细延时，通过控制延时存储器的读地址来实现粗延时。集二种方法的优越性在于，数字器件内部时钟不要求用高频率，只须与采样时钟同频即可；若采样时钟频率提高n倍，则采用M相插值器后延时精度可提高n×M倍。
美国专利US5,345,426和US5,544,128都提出了内插值波束合成的低成本方案，但都存在暂态输出，从而使波束合成的质量受到影响。我公司曾提交一项发明专利申请，基于线性插值的波束合成器及其合成方法(专利申请号为02134632.1)，解决了暂态输出的问题。但其存在不足之处是：线性插值器在使用高频探头的超声诊断系统中有着先天性缺陷，即高频回波信号通过线性插值器后会产生无可避免的失真。
发明内容 本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种基于零陷对准插值的波束合成方法及装置，可以低成本、高延时精度、无暂态输出和低失真地实现医疗超声成像中的波束合成。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，提供一种基于基于零陷对准插值的波束合成方法，包括步骤
a.探头各阵元接收来自目标的回波，所产生的信号分别进入该探头阵元所连接的信号接收处理通道；
b.在各通道中，来自探头阵元的信号先被放大，再被以统一的采样速率数字化；
c.各通道中的通道处理器含串接的粗延时部分电路及零陷对准插值滤波器，其将对信号进行延时处理：通道处理控制器产生送往粗延时部分电路的起始粗延时数据、加载信号及读使能信号，作粗延时控制；所述读使能信号同时还送往零陷对准插值滤波器，用于锁存器的触发时钟；
d.数字化后的回波信号被送入各自的通道处理器，先送往其粗延时部分电路的输入端；
f.由粗延时部分电路输出的信号进入零陷对准插值滤波器进行如下处理：该信号分两路，其一经乘法器与来自通道处理控制器的系数A相乘后送往加法器，另一经锁存器后送往乘法器与来自通道处理控制器的系数B相乘后送往所述加法器；该加法器的输出即为数字化后的回波信号在该通道中经延时加权处理后信号；
g.将各通道输出的上述处理后信号送往加法器组，进行两两求和运算，最终得到波束合成信号。
尤其是，还包括步骤
e.通道处理控制器按以下方法产生插值系数A和B：其内部存储不同扫描深度下变迹参数的变迹参数存储器和存储不同扫描深度下插值参数的插值参数存储器分别在读控制器的作用下输出各通道所需的变迹系数和插值系数，所述变迹系数和插值系数经过乘法器相乘形成插值变迹系数A和B，各通道的所述插值变迹系数A和B分别存储到相应的插值变迹系数存储器中并由其输出往零陷对准插值滤波器；
此外，所述粗延时部分电路包含延时存储器、写地址计数器及粗延时计数器；所述步骤c中起始粗延时数据、加载信号及读使能信号作用于之的方式为：所上述信号输往粗延时计数器，使之在回波信号送达延时存储器之前加载起始粗延时数据并在读使能信号有效后开始计数，该粗延时计数器的输出送往所述延时存储器作读地址信号。所述步骤d还包括：写地址计数器的输出送往延时存储器作数据写入控制信号，使回波信号被送达所述延时存储器的输入端后，所有通道的所述延时存储器同时接收数字化后的回波信号。所述步骤e中还包括：所述通道处理控制器内部至少有一聚焦及初始延时参数存储器及其读控制器存储着各通道初始延时参数和不同扫描深度下动态聚焦参数，该模块的输出送往并控制细延时系数产生器，使之产生N路输出分别送往所述N个插值变迹系数存储器，从而使各插值变迹系数存储器中的系数A和B被选择输出；在接收聚焦延时的动态调整过程中，通道处理控制器在波束合成过程中随着扫描深度的增加动态读出聚焦参数，据此参数使由细延时系数产生器的M路输出组成的S代码每当需要调整时就自减1，以对起始延时进行动态调整，达到动态聚焦的目的，当S为0且需要调整时，S变为M-1，同时通过输出无效的读使能信号使粗延时计数器停加一拍，零陷对准插值器的锁存器也停工一拍；其中M为插值相数，N为接收数字回波信号的通道数；
与现有技术相比，本方法高延时精度、无暂态输出实现波束合成的同时，对高频回波信号引入的失真低。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案还包括，设计制造一种基于零陷对准插值的波束合成器，包括至少两个接收数字回波信号的通道处理器、相应数量的加法器和至少一个通道处理控制器；所述通道处理器含依次串接的粗延时部分电路及零陷对准插值滤波器；所述零陷对准插值滤波器包括串行连接的锁存器与乘法器1支路，其与乘法器2支路两路并行连接加法器，所述乘法器1及乘法器2还分别连接来自通道处理控制器的系数A和B信号；所述通道处理控制器还产生送往各通道粗延时部分电路的起始粗延时数据、加载信号及读使能信号，作粗延时控制；所述读使能信号同时还送往零陷对准插值滤波器内的锁存器，用于触发时钟；所述各通道加法器的输出送往加法器组两两合并，最后一级加法器输出合成后的波束信号，尤其是，
所述通道处理控制器包括存储不同扫描深度下变迹参数的变迹参数存储器及其读控制器和存储不同扫描深度下插值参数的插值参数存储器及其读控制器，所述变迹参数存储器和插值参数存储器的输出端并行连接乘法器，所述乘法器的输出端并接N个插值变迹系数存储器，由此输出系数A和B信号；所述通道处理控制器还包括存储着初始延时参数和不同扫描深度下各通道动态聚焦参数的聚焦及初始延时参数存储器及其读控制器，其后级并接细延时系数产生器、起始粗延时及加载信号产生器、粗延时读使能产生器，所述细延时系数产生器的N路输出分别连接所述N个插值变迹系数存储器，所述起始粗延时及加载信号产生器产生并输出所述起始粗延时数据和加载信号，所述粗延时读使能产生器产生并输出所述读使能信号；所述粗延时部分电路包含延时存储器、写地址计数器及粗延时计数器；所述粗延时计数器连接来自通道处理控制器的起始粗延时数据、加载信号及读使能信号，其输出送往所述延时存储器作读地址信号；所述写地址计数器的输出送往延时存储器作数据写入控制信号。
用FPGA实现上述方法和电路，在取得很好处理效果的同时，较少成本。
附图说明 图1是一个超声波成像装置的构成方框图
图2是波束合成器框图
图3是通道处理器框图
图4是通道处理控制器框图
具体实施方式 下面，结合附图所示之最佳实施例进一步阐述本发明波束合成器及其合成方法。
如图1所示的超声成像诊断系统，包括用于向受测机体发射超声波并接收目标回波的各探头阵元；用于放大各探头阵元输出回波的各通道放大器；用于把各通道放大器的模拟信号输出转换为数字信号的各通道A/D变换器；用于完成对各通道A/D变换器输出数字信号进行聚焦延时、加权处理并求和的波束合成器；用于检测和接收合成波束的检测器，其输出通过D.S.C.，即数字扫描变换器，送显示器显示。
图2为以上所述波束合成器的框图。该波束合成器包括至少一个通道处理控制器1，由它输出下列控制信号及数据信号送往各个通道处理器2：变迹插值系数A、B，初始粗延时T和加载信号LD和读使能信号REN。所述通道处理器2接收各自的数字回波信号ECHO，完成延时聚焦和变迹加权后，其输出送往后端加法器3两两合并。图示以四波束接收通道(接收数字回波信号的通道数N等于4)为例，采用3个加法器构成两级级连，最后一级加法器输出合成后的波束信号。
所述通道处理器2的框图如图3所示，包括依次串联的粗延时部分电路21及零陷对准插值滤波器22，分别对输入信号进行粗延时和细延时及加权处理；所述粗延时部分电路21包含延时存储器211、写地址计数器212及粗延时计数器213；所述粗延时计数器213接收来自通道处理控制器1的起始粗延时数据、加载信号及读使能信号，在数字回波信号到来前，加载起始粗延时数据并在读使能信号有效时开始计数，其输出送往所述延时存储器211作读地址信号；所述写地址计数器212的输出送往延时存储器211作数据写入控制信号；所述零陷对准插值滤波器22包括串行连接的锁存器222与乘法器223支路，其与乘法器221支路两路并行连接加法器224，所述乘法器221及乘法器223还分别连接来自通道处理控制器1的系数A和B信号；所述零陷对准插值滤波器内的锁存器222还连接来自通道处理控制器1的读使能信号，作其触发时钟用。从加法器224输出的即为经延时聚焦和变迹加权后的回波信号。
所述延时存储器211具有双口RAM结构，一个写地址及数据口，一个读地址及数据口，其深度由所需最大延时量决定，读写时钟都为射频采样时钟。系统通过粗延时计数器213对双口RAM进行读操作以实现粗延时，该粗延时精度等于射频采样间隔时间T。所述零陷对准插值滤波器22采用M相2×M阶FIR(Finite Impulse Response有限脉冲冲击响应)滤波器，输入补零序列带来的频谱存在M-1个特定的频率点上，零陷对准滤波器在这几个频点有足够大的衰减，从而用较低的阶数提供较大的阻带衰减；其提供的细延时由来自通道处理控制器1的系数A、B及读使能信号决定，延时精度等于射频采样间隔时间T除以插值相数M。
所述通道处理控制器的框图如图4所示。通道处理控制器包括：存储不同扫描深度下变迹参数的变迹参数存储器及其读控制器11、存储不同扫描深度下插值参数的插值参数存储器及其读控制器12、存储着初始延时参数和不同深度下各通道动态聚焦参数的聚焦及初始延时参数存储器及其读控制器13，所述变迹参数存储器11和插值参数存储器12的输出并行连接乘法器18，所述乘法器18的输出端并接N个插值变迹系数存储器17，其产生并输出各通道的变迹插值系数A、B；所述聚焦及初始延时参数存储器及其读控制器13的输出端并接细延时系数产生器16、起始粗延时及加载信号产生器15和粗延时读使能产生器14，所述起始粗延时及加载信号产生器15产生并输出各通道的初始粗延时数据T及加载信号LD，粗延时读使能产生器14产生并输出各通道的读使能信号REN，细延时系数产生器16的N路输出分别连接所述N个插值变迹系数存储器17，使各通道的系数A、B被选择输出。所述存储的不同扫描深度下的插值参数，是依零陷对准插值滤波器22的频响特性而设计。
通道处理控制器1内还可以包括至少一个控制器，所述变迹参数存储器及其读控制器11、插值参数存储器及其读控制器12和聚焦及初始延时参数存储器及其读控制器13中的各读控制器，可以是独立的控制器，也可以分别是通道处理控制器1内同一所述控制器的子控制器部分；该控制器可直接或通过聚焦及初始延时参数存储器及其读控制器13间接，控制细延时系数产生器16、起始粗延时及加载信号产生器15、粗延时读使能产生器14。因描述可清，该结构未在图4中加以标示。
本发明通过适当提高A/D采样率，例如提高到两倍以上的Nyquist采样率，采用零陷对准的插值器实现了数字化波束合成器，其波束合成方法的最佳实现步骤包括：
a.探头各阵元接收来自目标的回波，所产生的信号分别进入该探头阵元所连接的信号接收处理通道；
b.在各通道中，来自探头阵元的信号先被放大，再被以统一的采样速率数字化；
c.通道处理控制器1产生送往所有通道中粗延时部分电路21的起始粗延时数据、加载信号及读使能信号，作粗延时控制；所述起始粗延时数据、加载信号及读使能信号输往所述粗延时计数器213，使之在回波信号送达延时存储器211之前加载起始粗延时数据并在读使能信号有效后开始计数；粗延时计数器213的输出送往所述延时存储器211作读地址信号；所述读使能信号同时还送往零陷对准插值滤波器22，内的锁存器222，用于锁存器222的触发时钟；
d.数字化后的回波信号被送入各自的通道处理器2，先送往其粗延时部分电路21的输入端；粗延时部分电路21的写地址计数器212输出送往延时存储器211的数据写入控制信号，使所有通道的延时存储器211同时接收数字化后的回波信号；
e.通道处理控制器1内部的变迹参数存储器11和插值参数存储器12分别产生各通道所需的变迹系数和插值系数，所述变迹系数和插值系数经过乘法器18相乘形成插值变迹系数A和B，各通道的所述插值变迹系数A和B分别存储到相应的插值变迹系数存储器17中；聚焦及初始延时参数存储器及其读控制器模块13控制其连接的细延时计数器16，使之产生N路输出分别送往所述N个插值变迹系数存储器17，使得其中各通道的系数A和B被选择输出往零陷对准插值滤波器22；
f.由粗延时部分电路21输出的信号进入零陷对准插值滤波器22进行如下处理：该信号分两路，其一经乘法器221与来自通道处理控制器1的系数A相乘后送往加法器224，另一经锁存器222后送往乘法器223与来自通道处理控制器1的系数B相乘后送往所述加法器224；该加法器224的输出即为数字化后的回波信号在该通道中经延时加权处理后信号；
g.在接收聚焦延时的动态调整过程中，上述e步骤还包括下述处理：聚焦及初始延时参数存储器及其读控制器13存储着初始延时参数和不同扫描深度下各通道的动态聚焦参数，通道处理控制器1在接收回波到来前读出初始延时，在波束合成过程中随着扫描深度的增加动态读出聚焦参数，据此参数使由细延时系数产生器16的N路输出组成的S代码每当需要调整时就自减1，以对起始延时进行动态调整，
达到动态聚焦的目的；当S为0且需要调整时，S变为M-1，同时通过输出无效的读使能信号使粗延时计数器213停加一拍，零陷对准插值器的锁存器222也停工一拍；
h.将上述f步骤中各通道输出的上述处理后的信号送往加法器组3，进行两两求和运算，最终得到波束合成信号。
采用此方法的基于零陷对准插值的波束合成器，包括至少两个通道处理器2、相应数量的加法器3和至少一个通道处理控制器1，具有如图2至4的基本结构。所述部分或全部功能器件和模块，可用FPGA(Field Programmable Gate-Array现场可编程门阵列)编程实现，嵌入系统，只占用较少的系统资源；或者依托于操作系统以软件方式实现，均可达到较低实现成本。所述方法和装置已经经过本公司的全数字黑白B超及便携式黑白B超使用验证。
Claims (17)
1.一种基于零陷对准插值的波束合成器，包括至少两个接收数字回波信号的通道处理器(2)、相应数量的加法器(3)和至少一个通道处理控制器(1)；所述通道处理器(2)含依次串接的粗延时部分电路(21)及零陷对准插值滤波器(22)；所述零陷对准插值滤波器(22)包括串行连接的锁存器(222)与乘法器(223)支路，其与乘法器(221)支路两路并行连接加法器(224)，所述乘法器(221)及乘法器(223)还分别连接来自通道处理控制器(1)的系数A和B信号；所述通道处理控制器(1)还产生送往各通道粗延时部分电路(21)的起始粗延时数据、加载信号及读使能信号，作粗延时控制；所述读使能信号同时还送往零陷对准插值滤波器(22)内的锁存器(222)，用于触发时钟；所述各通道加法器(224)的输出送往加法器组(3)两两合并，最后一级加法器(3)输出合成后的波束信号，其特征在于：
所述通道处理控制器(1)包括存储不同扫描深度下变迹参数的变迹参数存储器及其读控制器(11)和存储不同扫描深度下插值参数的插值参数存储器及其读控制器(12)，所述变迹参数存储器(11)和插值参数存储器(12)的输出端并行连接乘法器(18)，所述乘法器(18)的输出端并接N个插值变迹系数存储器(17)，由此输出系数A和B信号；其中N为接收数字回波信号的通道数。
2.根据权利要求1所述的基于零陷对准插值的波束合成器，其特征在于：
所述零陷对准插值滤波器(22)采用M相2×M阶FIR滤波器，输入补零序列带来的频谱存在M-1个特定的频率点上，零陷对准滤波器在这几个频点上有较大的衰减。
3.根据权利要求1所述的基于零陷对准插值的波束合成器，其特征在于：
所述通道处理控制器(1)还包括存储着初始延时参数和不同扫描深度下各通道动态聚焦参数的聚焦及初始延时参数存储器及其读控制器(13)，其后级并接细延时系数产生器(16)、起始粗延时及加载信号产生器(15)、粗延时读使能产生器(14)；所述细延时系数产生器(16)的N路输出分别连接所述N个插值变迹系数存储器(17)；所述起始粗延时及加载信号产生器(15)产生并输出各通道所述起始粗延时数据和加载信号；所述粗延时读使能产生器(14)产生并输出各通道所述读使能信号。
4.根据权利要求1、3所述的基于零陷对准插值的波束合成器，其特征在于：
所述变迹参数存储器及其读控制器(11)、插值参数存储器及其读控制器(12)和聚焦及初始延时参数存储器及其读控制器(13)中的各读控制器，分别是通道处理控制器(1)内同一控制器的子控制器部分；该控制器可直接或通过聚焦及初始延时参数存储器及其读控制器(13)间接控制细延时系数产生器(16)、起始粗延时及加载信号产生器(15)、粗延时读使能产生器(14)。
5.根据权利要求1所述的基于零陷对准插值的波束合成器，其特征在于：
所述粗延时部分电路(21)包含延时存储器(211)、写地址计数器(212)及粗延时计数器(213)；所述粗延时计数器(213)连接来自通道处理控制器(1)的起始粗延时数据、加载信号及读使能信号，其输出送往所述延时存储器(213)作读地址信号；所述写地址计数器(212)的输出送往延时存储器(211)作数据写入控制信号。
6.根据权利要求5所述的基于零陷对准插值的波束合成器，其特征在于：
所述延时存储器(211)具有双口RAM结构，一个写地址及数据口，一个读地址及数据口。
7.根据权利要求1到3、5、6所述的基于零陷对准插值的波束合成器，其特征在于：
所述部分或全部功能器件和模块，或者用FPGA编程实现，或者依托操作系统以软件实现。
8.一种基于零陷对准插值的波束合成方法，包括步骤
a.探头各阵元接收来自目标的回波，所产生的信号分别进入该探头阵元所连接的信号接收处理通道；
b.在各通道中，来自探头阵元的信号先被放大，再被以统一的采样速率数字化；
c.各通道中的通道处理器(2)含串接的粗延时部分电路(21)及零陷对准插值滤波器(22)，其将对信号进行延时处理：通道处理控制器(1)产生送往粗延时部分电路(21)的起始粗延时数据、加载信号及读使能信号，作粗延时控制；
所述读使能信号同时还送往零陷对准插值滤波器(22)，用于锁存器(222)的触发时钟；
d.数字化后的回波信号被送入各自的通道处理器(2)，先送往其粗延时部分电路(21)的输入端；
f.由粗延时部分电路(21)输出的信号进入零陷对准插值滤波器(22)进行如下处理：该信号分两路，其一经乘法器(221)与来自通道处理控制器(1)的系数A相乘后送往加法器(224)，另一经锁存器(222)后送往乘法器(223)与来自通道处理控制器(1)的系数B相乘后送往所述加法器(224)；该加法器(224)的输出即为数字化后的回波信号在该通道中经延时加权处理后信号；
g.将各通道输出的上述处理后信号送往加法器组(3)，进行两两求和运算，最终得到波束合成信号；
其特征在于，在上述步骤d之后、f之前，还包括步骤
e.通道处理控制器(1)按以下方法产生插值系数A和B：其内部存储不同扫描深度下变迹参数的变迹参数存储器(11)和存储不同扫描深度下插值参数的插值参数存储器(12)分别在读控制器的作用下输出各通道所需的变迹系数和插值系数，所述变迹系数和插值系数经过乘法器(18)相乘形成插值变迹系数A和B，各通道的所述插值变迹系数A和B分别存储到相应的插值变迹系数存储器(17)中并由其输出往零陷对准插值滤波器(22)。
9.根据权利要求8所述的基于零陷对准插值的波束合成方法，其特征在于：
所述插值参数存储器(12)中存储的不同扫描深度下的插值参数，是依所述零陷对准插值滤波器(22)的频响特性而设计。
10.根据权利要求8所述的基于零陷对准插值的波束合成方法，其特征在于：
所述粗延时部分电路(21)包含延时存储器(211)、写地址计数器(212)及粗延时计数器(213)；所述步骤c中起始粗延时数据、加载信号及读使能信号作用于之的方式为：所上述信号输往粗延时计数器(213)，使之在回波信号送达延时存储器(211)之前加载起始粗延时数据并在读使能信号有效后开始计数，该粗延时计数器(213)的输出送往所述延时存储器(211)作读地址信号。
11.根据权利要求10所述的基于零陷对准插值的波束合成方法，其特征在于：
所述延时存储器(211)具有双口RAM结构，一个写地址及数据口，一个读地址及数据口，其深度由所需最大延时量决定，读写时钟都为射频采样时钟，该延时存储器(211)提供的粗延时精度等于射频采样间隔时间T。
12.根据权利要求8、10所述的基于零陷对准插值的波束合成方法，其特征在于：
所述步骤d还包括：写地址计数器(212)的输出送往延时存储器(211)作数据写入控制信号，使回波信号被送达所述延时存储器(211)的输入端后，所有通道的所述延时存储器(211)同时接收数字化后的回波信号。
13.根据权利要求8所述的基于零陷对准插值的波束合成方法，其特征在于：
所述步骤c中送往各通道粗延时部分电路(21)的起始粗延时数据、加载信号及读使能信号依此产生：所述通道处理控制器(1)内部至少有一聚焦及初始延时参数存储器及其读控制器(13)存储着各通道初始延时参数和不同扫描深度下动态聚焦参数，各通道的起始粗延时数据、加载信号由该所述模块(13)控制其连接的起始粗延时及加载信号产生器(15)产生并输出，各通道的读使能信号由该所述模块(13)控制其连接的粗延时读使能产生器(14)产生并输出。
14.根据权利要求8所述的基于零陷对准插值的波束合成方法，其特征在于：
所述步骤e中还包括：所述通道处理控制器(1)内部至少有一聚焦及初始延时参数存储器及其读控制器(13)存储着各通道初始延时参数和不同扫描深度下动态聚焦参数，该模块的输出还送往并控制细延时系数产生器(16)，使之产生N路输出分别送往所述N个插值变迹系数存储器(17)，从而使各插值变迹系数存储器(17)中的系数A和B被选择输出；其中N为接收数字回波信号的通道数。
15.根据权利要求8、10、13、14所述的基于零陷对准插值的波束合成方法，其特征在于：在接收聚焦延时的动态调整过程中，所述步骤e还包括：所述通道处理控制器(1)内部至少有一聚焦及初始延时参数存储器及其读控制器(13)存储着各通道初始延时参数和不同扫描深度下动态聚焦参数，通道处理控制器(1)在接收回波到来前由此读出初始延时，在波束合成过程中随着扫描深度的增加动态读出聚焦参数，据此参数使由细延时系数产生器(16)的N路输出组成的S代码每当需要调整时就自减1，以对起始延时进行动态调整，达到动态聚焦的目的；当S为0且需要调整时，S变为M-1，同时通过输出无效的读使能信号使粗延时计数器(213)停加一拍，零陷对准插值器的锁存器(222)也停工一拍；其中M为滤波器插值相数，N为接收回波信号的通道数。
16.根据权利要求8所述的基于零陷对准插值的波束合成方法，其特征在于：
所述零陷对准插值滤波器(22)提供的细延时由来自于通道处理控制器(1)的系数A、B及读使能信号决定，其延时精度等于射频采样间隔时间T除以插值相数M。
17.一种超声诊断系统，包括用于向受测机体发射超声波并接收目标回波的各探头阵元；用于放大各探头阵元所输出回波的各通道放大器；用于把备通道放大器的模拟信号输出转换乘数字信号的各通道A/D变换器；用于完成对各通道A/D变换器所输出数字信号进行聚焦延时、加权处理并求和的波束合成器。用于检测和接收合成波束的检测器，其输出通过D.S.C变换送显示器显示；所述波束合成器包括若干个接收数字回波信号的通道处理器(2)、若干个加法器(3)和至少一个通道处理控制器(1)；所述通道处理器(2)含依次串接的粗延时部分电路(21)及零陷对准插值滤波器(22)；所述零陷对准插值滤波器(22)包括串行连接的锁存器(222)与乘法器(223)支路，其与乘法器(221)支路两路并行连接加法器(224)，所述乘法器(221)及乘法器(223)还分别连接来自通道处理控制器(1)的系数A和B信号；所述通道处理控制器(1)还产生送往各通道粗延时部分电路(21)的起始粗延时数据、加载信号及读使能信号，作粗延时控制；所述读使能信号同时还送往零陷对准插值滤波器(22)内的锁存器(222)，用于触发时钟；所述各通道加法器(224)的输出送往加法器组(3)两两合并，最后一级加法器(3)输出合成后的波束信号，其特征在于：
所述通道处理控制器(1)包括存储不同扫描深度下变迹参数的变迹参数存储器及其读控制器(11)和存储不同扫描深度下插值参数的插值参数存储器及其读控制器(12)，所述变迹参数存储器(11)和插值参数存储器(12)的输出端并行连接乘法器(18)，所述乘法器(18)的输出端并接N个插值变迹系数存储器(17)，由此输出系数A和B信号；其中N为接收数字回波信号的通道数。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2004100277576A CN100337595C (zh) | 2004-06-18 | 2004-06-18 | 基于零陷对准插值的波束合成方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2004100277576A CN100337595C (zh) | 2004-06-18 | 2004-06-18 | 基于零陷对准插值的波束合成方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1593347A true CN1593347A (zh) | 2005-03-16 |
| CN100337595C CN100337595C (zh) | 2007-09-19 |
Family
ID=34663999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2004100277576A Expired - Lifetime CN100337595C (zh) | 2004-06-18 | 2004-06-18 | 基于零陷对准插值的波束合成方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100337595C (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101961251A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-02-02 | 深圳市蓝韵实业有限公司 | 一种医学超声诊断系统中实时计算变迹曲线的方法及装置 |
| CN101194846B (zh) * | 2006-12-07 | 2012-02-01 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种时分复用的波束合成方法与装置 |
| US8187192B2 (en) | 2007-11-29 | 2012-05-29 | Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for scan conversion and interpolation of ultrasonic linear array steering imaging |
| CN104539262A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-04-22 | 北京遥测技术研究所 | 一种连续可变速率的数字成型滤波处理方法 |
| CN108024797A (zh) * | 2015-10-20 | 2018-05-11 | 株式会社日立制作所 | 超声波诊断装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101373181B (zh) | 2007-08-24 | 2012-03-21 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 实时计算逐点变迹系数的方法及装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5345426A (en) * | 1993-05-12 | 1994-09-06 | Hewlett-Packard Company | Delay interpolator for digital phased array ultrasound beamformers |
| US5544128A (en) * | 1994-07-05 | 1996-08-06 | Siemens Medical Systems, Inc. | Multi-beam digital beamforming method and apparatus |
| US5817024A (en) * | 1996-06-28 | 1998-10-06 | Sonosight, Inc. | Hand held ultrasonic diagnostic instrument with digital beamformer |
| CN2387863Y (zh) * | 1999-07-19 | 2000-07-19 | 开曼迈瑞医疗电子(深圳)有限公司 | 全数字b超实时接收动态变迹波束合成装置 |
| CN1140226C (zh) * | 1999-09-08 | 2004-03-03 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 全数字b超波束合成装置 |
| CN1307427C (zh) * | 2002-08-28 | 2007-03-28 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 基于线性插值的波束合成器及其合成方法 |
-
2004
- 2004-06-18 CN CNB2004100277576A patent/CN100337595C/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101194846B (zh) * | 2006-12-07 | 2012-02-01 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种时分复用的波束合成方法与装置 |
| US8187192B2 (en) | 2007-11-29 | 2012-05-29 | Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for scan conversion and interpolation of ultrasonic linear array steering imaging |
| CN101961251A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-02-02 | 深圳市蓝韵实业有限公司 | 一种医学超声诊断系统中实时计算变迹曲线的方法及装置 |
| CN104539262A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-04-22 | 北京遥测技术研究所 | 一种连续可变速率的数字成型滤波处理方法 |
| CN104539262B (zh) * | 2014-12-08 | 2017-07-28 | 北京遥测技术研究所 | 一种连续可变速率的数字成型滤波处理方法 |
| CN108024797A (zh) * | 2015-10-20 | 2018-05-11 | 株式会社日立制作所 | 超声波诊断装置 |
| CN108024797B (zh) * | 2015-10-20 | 2020-12-04 | 株式会社日立制作所 | 超声波诊断装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN100337595C (zh) | 2007-09-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11378669B2 (en) | Analog store digital read ultrasound beamforming system | |
| US10627510B2 (en) | Ultrasound beamforming system and method based on analog random access memory array | |
| CN1046170C (zh) | 射束形成器 | |
| US5544128A (en) | Multi-beam digital beamforming method and apparatus | |
| CN100456016C (zh) | 多通道电子并行扫描光声实时层析成像的方法及其装置 | |
| KR100355719B1 (ko) | 다단계 지연 소자를 이용한 초음파 수신 비임 형성 장치 | |
| Hazard et al. | Theoretical assessment of a synthetic aperture beamformer for real-time 3-D imaging | |
| JP4796105B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
| US5831168A (en) | Ultrasound signal processor | |
| CN100337595C (zh) | 基于零陷对准插值的波束合成方法及装置 | |
| US4484477A (en) | Variable delay memory system | |
| CN113109443A (zh) | 一种聚焦声学阵列成像方法及系统 | |
| CN1439898A (zh) | 基于线性插值的波束合成器及其合成方法 | |
| CN208752198U (zh) | 一种带反馈校正的多通道超声波任意波形信号发生器 | |
| US5501219A (en) | Real-time dynamic time-of-flight calculator | |
| JPH03123879A (ja) | 超音波エコーグラフ装置 | |
| CN111278363B (zh) | 超声成像设备、系统及其超声造影成像的图像增强方法 | |
| JP2005504319A (ja) | 物質構造分析装置又は方法 | |
| CN1190753C (zh) | 基于△－σ变换的超声动态接收变迹方法 | |
| CN1047862C (zh) | 产生数字射束形成器信号的方法和装置 | |
| CN117710184B (zh) | 基于fpga和gpu的超声全聚焦波数域成像方法、系统及装置 | |
| CN1286963A (zh) | 全数字b超波束合成装置 | |
| Stuart et al. | An architecture and implementation of real-time synthetic aperture compounding with SARUS | |
| Song et al. | Novel ultrasonic dynamic focusing system with reduced hardware complexity | |
| Lie et al. | A compact FPGA beamformer architecture |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20050316 Assignee: Shenzhen Mindray Animal Medical Technology Co.,Ltd. Assignor: SHENZHEN MINDRAY BIO-MEDICAL ELECTRONICS Co.,Ltd. Contract record no.: X2022440020009 Denomination of invention: Beamforming method and device based on nulling alignment interpolation Granted publication date: 20070919 License type: Common License Record date: 20220804 |
|
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20070919 |