專利名稱：實時計算波束合成聚焦延遲參數(shù)的方法及裝置的制作方法
專利說明實時計算波束合成聚焦延遲參數(shù)的方法及裝置 技術(shù)領域 本發(fā)明涉及超聲技術(shù)，尤其涉及醫(yī)療超聲成像系統(tǒng)中的信號處理，特別是涉及超聲信號接收合成的參數(shù)確定方法和裝置。
背景技術(shù) 典型超聲成像系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。前端包括一個由多個陣元組成的探頭，每個陣元都具有電信號與聲信號互相轉(zhuǎn)換的功能。所述探頭與發(fā)射/接收轉(zhuǎn)換部分相連接。當系統(tǒng)處于發(fā)射狀態(tài)的時候，脈沖發(fā)生器根據(jù)預定的發(fā)射波形與發(fā)射延時參數(shù)而產(chǎn)生相應激勵信號，通過所述發(fā)射/接收轉(zhuǎn)換部分送往探頭，該探頭發(fā)射孔徑中的各個陣元將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號形成發(fā)射聲場。當系統(tǒng)處于接收狀態(tài)時，探頭接收孔徑中的陣元接收來自被檢測體的回聲信號并轉(zhuǎn)換之為電信號，再通過所述發(fā)射/接收轉(zhuǎn)換部分傳輸給系統(tǒng)處理部分，進一步由A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；由于每個陣元連接一個通道，這樣多個通道的電信號數(shù)據(jù)進入波束合成器，根據(jù)不同的延時被該波束合成器合成而得到接收線的射頻數(shù)據(jù)，再利用檢測器來完成信號解調(diào)、求包絡以及二次采樣等處理工作得到掃描線數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器(DSC)來處理成可供顯示器顯示的直角坐標超聲圖象數(shù)據(jù)。
在上述接收處理過程中，聚焦延遲系數(shù)是波束合成不可缺少的一個重要參數(shù)。常用的延遲方法是將延遲分成粗延時和細延時來完成，其中粗延時的精度由A/D轉(zhuǎn)換器來決定，細延時的精度則通過插值來實現(xiàn)，將插值后得到的更高延時精度的回波數(shù)據(jù)存入存儲器后，通過控制讀地址來讀取該存儲器，從而實現(xiàn)將不同通道接收到的回波數(shù)據(jù)延遲聚焦的目的。因此，產(chǎn)生所述讀地址的方法直接決定了波束合成的聚焦精度。
現(xiàn)有實時實現(xiàn)聚焦延遲的方法采用的是，每隔N點(N>8)對讀地址做一次修正，也就是說，每相距N點做一次精確的延遲聚焦，N點以內(nèi)相鄰點的讀地址都一樣。它的不足之處在于對于遠場信號來說，聚焦延遲系數(shù)的變化較小，由此帶來的延遲誤差幾乎可以忽略；但在近場區(qū)域，延遲系數(shù)的變化較大，采用這種方法必然會引入明顯的延遲誤差。尤其當系統(tǒng)的通道數(shù)，也就是參與接收的陣元數(shù)增加時，情況會更為明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提出一種方法及裝置，用在超聲成像系統(tǒng)的波束合成中，實時計算波束合成的聚焦延遲參數(shù)，以減小近場區(qū)域的延遲誤差。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的基本構(gòu)思為考慮到近場區(qū)域?qū)ρ舆t系數(shù)精度的需求，采取逐點計算可以明顯降低延遲誤差；因此，系統(tǒng)將實時計算并提供針對每個接收通道的延遲聚焦參數(shù)，來實現(xiàn)逐點的精確聚焦。
作為實現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)思的技術(shù)方案是，提供一種實時計算波束合成聚焦延遲參數(shù)的方法，用于超聲成像設備的波束合成，包括步驟 A.將來自同一接收波束多個接收通道的超聲回波電信號數(shù)據(jù)送往波束合成器； B.對這些通道的數(shù)據(jù)分別用相應的延遲聚焦參數(shù)進行延遲處理； C.合成得到一條掃描線的超聲回波數(shù)據(jù)； 尤其是，步驟B中的所述延遲聚焦參數(shù)是針對每個接收通道的每個接收點進行實時計算并提供的，從而減小近場區(qū)域的延遲誤差。
上述方案中，所述實時計算采用插值處理來計算，包括步驟 a.對每一接收通道分別實時計算兩個接收時刻點上的延遲聚焦參數(shù)；設這兩個接收點之間有N-1個接收點，N為自然數(shù)； b.同時以這兩個延遲聚焦參數(shù)為起點和終點來進行插值計算，得到N-1個插值點的實時延遲聚焦參數(shù)，使分別對應所述N-1個接收點。
上述方案中，所述插值處理采用線性插值方法，從而步驟b中是以所述兩個延遲聚焦參數(shù)為起點和終點來進行等間距的線性插值計算。
上述方案中，所述插值點數(shù)N-1決定于設備硬件實現(xiàn)細延時的精度，以及由所述插值計算帶來的插值誤差；前者要大于后者。
上述方案中，所述間隔N取為2的冪。
作為實現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)思的技術(shù)方案還是，提供一種實時計算波束合成聚焦延遲參數(shù)的裝置，用于超聲成像設備的波束合成單元，該裝置包括一個參數(shù)計算單元，用來根據(jù)探頭陣元位置計算預定接收點的聚焦延遲參數(shù)，尤其是，該裝置還包括多個插值電路，每一所述插值電路對應于一個接收通道。
上述方案中，所述插值電路包括三個寄存器，第一寄存器在第一數(shù)據(jù)使能信號的控制下用來接收并暫存所述參數(shù)計算單元輸出的對應于本通道的聚焦延遲參數(shù)；該寄存器的輸出端連接第二寄存器的輸入端，所述第二寄存器的輸出端連接第三寄存器的輸入端，從而該第二和第三寄存器在第二數(shù)據(jù)使能信號的控制下，分別接收并輸出來自第一和第二寄存器的數(shù)據(jù)；所述第一和第二數(shù)據(jù)使能信號均由一個定時控制模塊產(chǎn)生并輸出的。
上述方案中，所述插值電路還包括一個第四減法器，用來對來自所述第二和第三寄存器的數(shù)據(jù)求差，并將該差值Δ送往累加器與該累加器的輸出進行累加；所述插值電路還包括一個乘法器，接收并計算出所述第三寄存器輸出數(shù)據(jù)與常數(shù)N的積，再輸出往第二加法器，與來自所述累加器的數(shù)據(jù)求和后送往一個除法器，除以常數(shù)N并輸出各點的插值后參數(shù)；其中，N為自然數(shù)；當N為2的冪，所述乘法器可以簡化為一個第一移位寄存器，將來自所述第三寄存器的數(shù)據(jù)進行左移log2N位的操作后送往第二加法器，所述除法器可以簡化為一個第二移位寄存器，將所述第二加法器輸出的數(shù)據(jù)進行右移log2N位的操作并輸出各點的插值后參數(shù)。
上述方案中，所述插值電路還包括一個第四減法器，用來對來自所述第二和第三寄存器的數(shù)據(jù)求差，并將該差值Δ送往累加器與該累加器的輸出進行累加；所述插值電路還包括一個除法器，將來自所述累加器輸出的數(shù)據(jù)除以N后送給第二加法器，與來自所述第三寄存器的輸出數(shù)據(jù)求和后輸出各點的插值后參數(shù)；其中，N為自然數(shù)；當N為2的冪；所述除法器可以簡化為一個移位寄存器，將來自所述累加器輸出的數(shù)據(jù)進行右移log2N位的操作后送給第二加法器。
上述方案中，所述參數(shù)計算單元包括定時控制模塊控制產(chǎn)生接收聚焦點坐標值(Xi，Yi)和接收聚焦深度Fi；通道計數(shù)器通過計數(shù)，順序從陣元坐標存儲器中讀出每個接收通道對應的陣元坐標Ex，Ey，第一減法器計算出所述坐標Xi與Ex的差值，第二減法器計算出坐標Yi與Ey的差值；第一平方電路和第二平方電路分別對上述兩個差值取平方；第一加法器和一個開平方根電路將這兩個平方值求和后再開平方根，得到所述聚焦點與接收陣元的距離；第三減法器求出該距離與所述接收聚焦深度的聚焦延遲距離差后送往第一除法器，與送往該除法器的聲速常數(shù)c相除，從而該除法器輸出相應的聚焦延遲參數(shù)Delay(i，j)；所述定時控制模塊控制還產(chǎn)生并輸出累加器復位信號往各所述插值電路。
采用上述技術(shù)方案，實現(xiàn)波束合成過程中聚焦延遲參數(shù)的逐點實時計算，不會產(chǎn)生階段性延時誤差，且具有電路簡單，易于實現(xiàn)，實現(xiàn)成本低的優(yōu)點。



圖1是現(xiàn)有典型超聲成像系統(tǒng)的原理框圖 圖2是本發(fā)明接收陣元延遲計算的原理示意圖 圖3是本發(fā)明接收聚焦點在接收孔徑時求得的延時系數(shù)曲線簇示意圖 圖4是本發(fā)明圖3數(shù)據(jù)為基礎通過插值得到的延時系數(shù)曲線簇示意圖 圖5是本發(fā)明插值前后第一通道延遲系數(shù)差值變化曲線示意圖 圖6是本發(fā)明實時計算裝置參數(shù)計算單元的結(jié)構(gòu)示意圖 圖7是本發(fā)明實時計算裝置插值電路的結(jié)構(gòu)示意圖 圖8是本發(fā)明實時計算裝置插值電路最佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖 具體實施方式
下面，結(jié)合附圖所示之最佳實施例進一步闡述本發(fā)明。
本發(fā)明以圖2的凸陣(線陣和相控陣的情況同樣適用)為例說明了聚焦延遲的計算方法。因為接收焦點可以不在接收孔徑的中心，為不失一般性，圖中所示的接收焦點位于接收孔徑的左側(cè)。
則聚焦點與接收陣元的聚焦延遲距離差為 其中，j為探頭陣元序號，(E_Xj，E_Yj)為陣元坐標，i為接收焦點號，(xi，yi)為接收焦點坐標，F(xiàn)i為接收焦點深度。因為每條接收線的起始焦點坐標(x0，y0)，以及兩個焦點之間的調(diào)整量(dx，dy)均已知，因此接收焦點坐標為 xi＝x0+i*dx yi＝y(tǒng)0+i*dy (2) 為了在硬件實現(xiàn)的時候避免乘法，可以用逐次累加的方法代替上式完成接收焦點的計算，如(3)式所示 xi+1＝xi+dx yi+1＝y(tǒng)i+dy (3) 同理定義F代表焦點間距，則 Fi+1＝Fi+F (4) 在(4)式中，當i＝0時，F(xiàn)0＝0。
當探頭類型給定后，陣元坐標(E_Xj，E_Yj)也就確定了，焦點間距F也可以預先設置好，因此可以計算出每個接收焦點對于每個陣元的延時差，然后得到每個陣元的延時為 Delay(i，j)＝distance_diff(i，j)/c (5) 其中c是聲速。
在上述方法中，計算一個通道對應的陣元的延遲系數(shù)需要做4次加法(減法視同為加法，對于各通道，接收焦點坐標Xi，Yi和焦距Fi的計算是一樣的；在每一個聚焦點計算一次就可以了，其計算量未計入)，兩次平方，以及一次開平方；而每一個通道對應的陣元的延遲系數(shù)都需要計算，如果接收過程中每一個聚焦點的延遲系數(shù)都這樣計算，則每一個通道都需要一套這樣的電路，對于多波束來說，更需要成倍的增加電路，硬件的開銷非常大。為了減少硬件資源的消耗，需要采取更簡便的方法。
圖3示意了接收聚焦點為(0，20)，(0，44.4141)，(0，68.8281)，(0，93.2422)，(0，117.6562)，(0，142.0703)，(0，166.4844)時用式(1)計算出來的延時系數(shù)曲線簇?？梢婋S著接收焦點距離的增加，各通道對應陣元的延遲時間具有線性減少的趨勢，因而可以采用插值的方法求取相距N點的接收聚焦點之間的延遲系數(shù)，插值的方法包括樣條插值，線性插值等插值方法，本方法實施例以線性插值為例來求取相距N點的聚焦點之間的延遲系數(shù)，但本發(fā)明亦可以采用其它插值方法。所述線性插值依賴下式進行 Delay(k，j)＝(Delay(i，j)*N+Δ*k)/N(6) 其中Δ＝Delay(i+N，j)-Delay(i，j) 其中，j表示的是接收陣元號，k是從i到i+N之間的接收聚焦點，當N取值為2的冪時，與N相乘和除以N在硬件實現(xiàn)上都可以簡化為移位操作，Δ*k可以通過累加的方式來實現(xiàn)。通過式(1)計算出Delay(i，j)和Delay(i+N，j)后，對于每一個通道，在實時計算各個接收點的延遲系數(shù)時只需要一個累加器，一個加法器，兩次移位操作就可以了，與直接用式(1)相比，硬件開銷大為減少。
圖4給出了當插值點數(shù)為6時，以圖3中的七根延遲曲線分別作為起點和終點，插值后得到的六組(每組6根曲線)延遲系數(shù)曲線簇。由圖4可見，每一組插值得到的延遲系數(shù)都均勻地分布在起始曲線之間，由此可知，當減小所述用于插值的起始曲線之間的距離，同時增大N至可以實時計算出每一個接收點延遲系數(shù)為止，將得到分布更為密集的延遲系數(shù)曲線簇。
采用插值的方法求取相鄰點間的延遲系數(shù)是否適合，需要通過評估實際接收點的延遲時間與插值后得到的延遲時間之間的差異來判斷。圖5為第一通道中各接收點采用插值算法(以相距點數(shù)N＝64為例)得到的延遲時間與實際延遲時間的差值隨深度變化曲線?？梢姡瞬逯涤玫钠鹗键c外，其余各點計算出來的延遲時間都有差異，但所述差異都小于1ns。當回波信號采樣率為40M時，粗延時精度為25ns，設定細延時后的延遲精度是6.25ns，所以采用插值得到的延遲精度滿足硬件實現(xiàn)的需要。第一通道的延遲差異是最大的，所以可知其他通道的誤差更小，因而采用線性插值求取中間點的延遲系數(shù)是可行的，插值點數(shù)N選取的原則是保證插值誤差小于硬件細延時的精度。
從而本發(fā)明實時計算波束合成聚焦延遲參數(shù)的方法可以小結(jié)如下，包括步驟 A.將來自同一接收波束多個接收通道的超聲回波電信號數(shù)據(jù)送往波束合成器； B.對這些通道的數(shù)據(jù)分別用相應的延遲聚焦參數(shù)進行延遲處理； C.合成得到一條掃描線的超聲回波數(shù)據(jù)； 尤其是，步驟B中的所述延遲聚焦參數(shù)是針對每個接收通道的每個接收點進行實時計算并提供的，從而減小近場區(qū)域的延遲誤差。該方法適用于各種通道數(shù)，包括但不限于32、64或128通道的超聲成像設備；不僅可適用于單波束接收系統(tǒng)，還可以適用于多波束接收系統(tǒng)。
下面以一個64通道單波束的超聲成像系統(tǒng)為例(在進行波束合成時需要進行最多64通道的延遲參數(shù)計算)，對實現(xiàn)該方法的裝置進行說明。
本發(fā)明裝置作為波束合成器的一部分，包括一個如圖6所示的參數(shù)計算單元，根據(jù)陣元位置計算一預定接收點的聚焦延遲參數(shù)Delay(i，j)。該單元的定時控制模塊控制產(chǎn)生接收聚焦點坐標值(Xi，Yi)，接收聚焦深度Fi；通道計數(shù)器通過計數(shù)，順序從陣元坐標存儲器中讀出每個接收通道對應的陣元坐標Ex，Ey，第一減法器計算出所述坐標Xi與Ex的差值，第二減法器計算出坐標Yi與Ey的差值；第一平方電路和第二平方電路分別對上述兩個差值取平方；第一加法器和一個開平方根電路將這兩個平方值求和后再開平方根，得到所述聚焦點與接收陣元的距離；第三減法器求出該距離與所述接收聚焦深度的聚焦延遲距離差后送往第一除法器，與送往該除法器的聲速常數(shù)c相除，從而該除法器輸出相應的聚焦延遲參數(shù)Delay(i，j)。
本發(fā)明裝置還包括多個插值電路，每個所述插值電路對應于一個接收通道，在該通道中完成式(6)的計算。因此對于64個通道，需要64個插值電路。
本發(fā)明如圖7所示的實施例中，所述插值電路包括三個寄存器，第一寄存器在第一數(shù)據(jù)使能信號的控制下用來接收并暫存所述參數(shù)計算單元輸出的對應于本通道的聚焦延遲參數(shù)；該寄存器的輸出端連接第二寄存器的輸入端，所述第二寄存器的輸出端連接第三寄存器的輸入端，從而該第二和第三寄存器在第二數(shù)據(jù)使能信號的控制下，分別接收并輸出來自第一和第二寄存器的數(shù)據(jù)；所述第一和第二數(shù)據(jù)使能信號均輸出自所述定時控制電路。
在波束合成器開始接收前的初始化工作過程中，所述參數(shù)計算單元先逐個計算64個通道中每一個通道在預定接收聚焦點上的延遲參數(shù)，例如Delay(0，j)，其中(0≤j<64)，并通過所述第一數(shù)據(jù)使能信號的作用，將這些參數(shù)存入相應通道插值電路的第一寄存器中；系統(tǒng)通過所述第二數(shù)據(jù)使能信號的控制，使這些參數(shù)再存入各所述第二寄存器中；所述參數(shù)計算單元再逐個計算每一個通道的延遲參數(shù)Delay(N，j)，并同上所述存入各所述第一寄存器中；系統(tǒng)再次通過所述第二數(shù)據(jù)使能信號的控制，使各通道的參數(shù)Delay(0，j)由第二寄存器進入第三寄存器，參數(shù)Delay(N，j)由第一寄存器進入第二寄存器后，本發(fā)明裝置的初始化工作完成。
所述插值電路還包括一個第四減法器，用來對來自所述第二和第三寄存器的數(shù)據(jù)求差，將該差值Δ送往累加器，與該累加器的輸出進行累加來代替進行Δ*k計算的乘法電路；為了節(jié)省資源，本實施例兩個插值點之間的間隔N取為2的冪，從而將(6)中的乘法和除法用移位操作來代替，因此所述插值電路還包括第一移位寄存器，將來自第三寄存器的數(shù)據(jù)進行左移log2N位的操作后送往第二加法器，與來自所述累加器的數(shù)據(jù)求和后送往第二移位寄存器，進行右移log2N位的操作。從而波束合成器開始接收后，i＝0，在0到N-1個接收點的接收過程中，每接收一個點，所述累加器累加一次，所述第二移位寄存器輸出一個點的插值后參數(shù)。
與此同時，所述參數(shù)計算單元逐個計算每一個通道的延遲參數(shù)Delay(2*N，j)，并通過對所述第一數(shù)據(jù)使能信號的控制來存入各第一寄存器中；當接收點變化到N點后，系統(tǒng)通過對所述第二數(shù)據(jù)使能信號的控制，將所述第二和第三寄存器的數(shù)據(jù)分別更新為所述第一和第二寄存器的當前數(shù)據(jù)Delay(2*N，j)和Delay(N，j)，同時，所述定時控制電路產(chǎn)生一累加器復位信號送往所述累加器來復位該累加器，于是進入第N到2*N-1點的接收和延遲參數(shù)實時插值計算過程。
……依此類推，在接收過程中，所述參數(shù)計算單元總是不斷地提前計算出64個通道每一通道的下N點處的延遲參數(shù)并暫存在各第一寄存器中，來供下一輪插值過程開始前更新所述第二和第三寄存器的值。如此循環(huán)，就可以不斷地實時得到各個通道的各個接收點的延遲系數(shù)值。
應該指出，所述插值電路可以用乘法器來代替第一移位寄存器，接收并計算出所述第三寄存器輸出數(shù)據(jù)與常數(shù)N的積，再輸出往所述第二加法器；可以用除法器來代替第二移位寄存器時，將所述第二加法器的輸出數(shù)據(jù)除以常數(shù)N，得到各個接收點的延遲系數(shù)值。圖7插值電路中的兩個移位寄存器不過是所述乘法器和除法器在N為2的冪條件下的替代，可以簡化電路。此外，用乘法器來代替累加器實現(xiàn)Δ*k，也是一種等同替代方案。
為了進一步降低電路的復雜程度，本發(fā)明可以將式(6)進一步簡化為 Delay(k，j)＝Delay(i，j)+Δ*k/N 其中Δ＝Delay(i+N，j)-Delay(i，j) 從而，如圖8的最佳實施例所示，所述插值電路可以減少一個移位寄存器，只需要一個減法器、一個累加器(或乘法器)、一個加法器和一個移位寄存器(除法器在N為2的冪時的簡化)即可，具體為所述累加器輸出數(shù)據(jù)經(jīng)一個移位寄存器進行右移log2N位的操作后送給第二加法器，與來自所述第三寄存器的輸出數(shù)據(jù)求和后，輸出各個接收點的延遲系數(shù)值。
權(quán)利要求
1.一種實時計算波束合成聚焦延遲參數(shù)的方法，用于超聲成像設備的波束合成，包括步驟
A.將來自同一接收波束多個接收通道的超聲回波電信號數(shù)據(jù)送往波束合成器；
B.對這些通道的數(shù)據(jù)分別用相應的延遲聚焦參數(shù)進行延遲處理；
C.合成得到一條掃描線的超聲回波數(shù)據(jù)；
其特征在于，步驟B中的所述延遲聚焦參數(shù)是針對每個接收通道的每個接收點進行實時計算并提供的，從而減小近場區(qū)域的延遲誤差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述實時計算波束合成聚焦延遲參數(shù)的方法，其特征在于，所述實時計算采用插值處理來計算，包括步驟
a.對每一接收通道分別實時計算兩個接收時刻點上的延遲聚焦參數(shù)；設這兩個接收點之間有N-1個接收點，N為自然數(shù)；
b.同時以這兩個延遲聚焦參數(shù)為起點和終點來進行插值計算，得到N-1個插值點的實時延遲聚焦參數(shù)，使分別對應所述N-1個接收點。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述實時計算波束合成聚焦延遲參數(shù)的方法，其特征在于
所述插值處理采用線性插值方法，從而步驟b中是以所述兩個延遲聚焦參數(shù)為起點和終點來進行等間距的線性插值計算。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述實時計算波束合成聚焦延遲參數(shù)的方法，其特征在于，步驟a中所述兩個接收時刻點的延遲聚焦參數(shù)的實時結(jié)果分別由以下公式獲得
Delay(i，j)＝distance_diff(i，j)/c；
其中，c是聲速，
其中，j為所述通道對應的探頭陣元序號，(E_Xj，E_Yj)為該陣元坐標，i為接收焦點號，(xi，yi)為接收焦點坐標，F(xiàn)i為接收焦點深度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述實時計算波束合成聚焦延遲參數(shù)的方法，其特征在于
所述插值點數(shù)N-1決定于設備硬件實現(xiàn)細延時的精度，以及由所述插值計算帶來的插值誤差；前者要大于后者。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述實時計算波束合成聚焦延遲參數(shù)的方法，其特征在于
所述間隔N為2的冪。
7.一種實時計算波束合成聚焦延遲參數(shù)的裝置，用于超聲成像設備的波束合成單元，該裝置包括一個參數(shù)計算單元，用來根據(jù)探頭陣元位置計算預定接收點的聚焦延遲參數(shù)，其特征在于
該裝置還包括多個插值電路，每一所述插值電路對應于一個接收通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述實時計算波束合成聚焦延遲參數(shù)的裝置，其特征在于
所述插值電路包括三個寄存器，第一寄存器在第一數(shù)據(jù)使能信號的控制下用來接收并暫存所述參數(shù)計算單元輸出的對應于本通道的聚焦延遲參數(shù)；該寄存器的輸出端連接第二寄存器的輸入端，所述第二寄存器的輸出端連接第三寄存器的輸入端，從而該第二和第三寄存器在第二數(shù)據(jù)使能信號的控制下，分別接收并輸出來自第一和第二寄存器的數(shù)據(jù)；所述第一和第二數(shù)據(jù)使能信號均由一個定時控制模塊產(chǎn)生并輸出的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述實時計算波束合成聚焦延遲參數(shù)的裝置，其特征在于
所述插值電路還包括一個第四減法器，用來對來自所述第二和第三寄存器的數(shù)據(jù)求差，并將該差值Δ送往累加器與該累加器的輸出進行累加；所述插值電路還包括一個乘法器，接收并計算出所述第三寄存器輸出數(shù)據(jù)與常數(shù)N的積，再輸出往第二加法器，與來自所述累加器的數(shù)據(jù)求和后送往一個除法器，除以常數(shù)N并輸出各點的插值后參數(shù)；其中，N為自然數(shù)；
當N為2的冪，所述乘法器可以簡化為一個第一移位寄存器，將來自所述第三寄存器的數(shù)據(jù)進行左移log2N位的操作后送往第二加法器，所述除法器可以簡化為一個第二移位寄存器，將所述第二加法器輸出的數(shù)據(jù)進行右移log2N位的操作并輸出各點的插值后參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述實時計算波束合成聚焦延遲參數(shù)的裝置，其特征在于
所述插值電路還包括一個第四減法器，用來對來自所述第二和第三寄存器的數(shù)據(jù)求差，并將該差值Δ送往累加器與該累加器的輸出進行累加；所述插值電路還包括一個除法器，將來自所述累加器輸出的數(shù)據(jù)除以N后送給第二加法器，與來自所述第三寄存器的輸出數(shù)據(jù)求和后輸出各點的插值后參數(shù)；其中，N為自然數(shù)；
當N為2的冪；所述除法器可以簡化為一個移位寄存器，將來自所述累加器輸出的數(shù)據(jù)進行右移log2N位的操作后送給第二加法器。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述實時計算波束合成聚焦延遲參數(shù)的裝置，其特征在于，
所述參數(shù)計算單元包括:定時控制模塊控制產(chǎn)生接收聚焦點坐標值(Xi，Yi)和接收聚焦深度Fi；通道計數(shù)器通過計數(shù)，順序從陣元坐標存儲器中讀出每個接收通道對應的陣元坐標Ex，Ey，第一減法器計算出所述坐標Xi與Ex的差值，第二減法器計算出坐標Yi與Ey的差值；第一平方電路和第二平方電路分別對上述兩個差值取平方；第一加法器和一個開平方根電路將這兩個平方值求和后再開平方根，得到所述聚焦點與接收陣元的距離；第三減法器求出該距離與所述接收聚焦深度的聚焦延遲距離差后送往第一除法器，與送往該除法器的聲速常數(shù)c相除，從而該除法器輸出相應的聚焦延遲參數(shù)Delay(i，j)；
所述定時控制模塊控制還產(chǎn)生并輸出累加器復位信號往各所述插值電路。
全文摘要
一種實時計算波束合成聚焦延遲參數(shù)的方法及裝置，用于超聲成像設備的波束合成，針對近場區(qū)域?qū)ρ舆t系數(shù)補償?shù)男枨?，針對每個接收通道的每個接收點進行實時計算并提供延遲聚焦參數(shù)，來避免產(chǎn)生階段性延時誤差。所述實時計算采用線性插值處理來計算，并取插值點數(shù)N為2的冪時，可以大大簡化裝置的硬件設計。采用本發(fā)明，還具有實現(xiàn)成本低、易于實施的優(yōu)點。
文檔編號G06F17/00GK101371789SQ200710076620
公開日2009年2月25日 申請日期2007年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月22日
發(fā)明者楊鵬飛, 波 楊, 胡勤軍 申請人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司