数字信号处理在b超诊断仪中的设计与实现

《数字信号处理在b超诊断仪中的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、数字信号处理在B超诊断仪中的设计与实现　　摘要：本文从超诊断原理及全数字超诊断仪设计入手，着重描述了对超声信号进行数字化处理的各个子模块，结合各种处理方法的特点，对可编程逻辑器件的结构特点、编程原理及设计流程作了简单介绍。　　关键词：数字信号处理；B超诊断仪；设计；实现　　1前言　　数字信号处理是一门涉及许多学科且应用广泛的新兴学科。随着计算机和信息学科的发展，技术也得到迅速发展。近年来，数字信号处理己经成为通信等领域里的一项极为重要的技术。算法在许多领域应用极其广泛，如无线电通信、图象处理、语音识别、光谱分析、噪声分析以及雷达系统中的信号分析等

2、。这些领域都是当代信息高速公路建设的重要学科。过去，人们通常用软件来实现这些算法，其缺点是处理速度慢、延时大、效率低。随着现代电子科技的飞速发展，对电子系统的速度和体积的要求也越来越高，实时、快速己经成为电子与信号处理行业的一大发展趋势。因此，需要将用软件实现的设计思想用高效硬件来实现。而微电子技术的蓬勃发展也为用硬件实现算法提供了强有力的支持。近年来，研究小波变换快速算法的硬件实现己经成为国内外信息科学的热点，解决这一重大前沿理论与实际技术难题具有重大意义。4　　数字信号处理的实现，是指将信号处理的理论应用于某一具体的任务中。根据任务的不同，数

3、字信号处理实现的途径也不相同。总的说来，可分为软件实现和硬件实现两大类。所谓软件实现是指在通用计算机上用软件来实现信号处理的某一方面理论。这种实现方式多是用于教学及科学研究，如产品开发前期的算法研究与仿真。这种实现方式的速度较慢，一般无法实时实现。硬件实现是指采用通用芯片或其它己专用集成电路构成满足数字信号处理任务要求的目标系统。现在，数字信号处理各种快速算法及技术的发展为信号处理的实时实现提供了可能。　　2B超诊断仪的理论基础　　在全数字型超声诊断仪中我们用数字硬件电路来实现数据量极其庞大的超声信息的实时处理，在超声信息处理部分的各个模块滤波器

4、的应用十分广泛而且重要。我们采用分布式算法设计滤波器结构，计算滤波系数并在八仿真的基础上进行修改，不断提高其性能和效率其次在直角一极坐标变换中采用相应的算法设计程序，并对其结果进行了误差分析。　　3信号处理中低通滤波　　动态匹配滤波之后的包络检波采用绝对值包络检波法。所谓绝对值包络检波是指对信号先取绝对值，然后通过低通滤波取其包络。信号取绝对值之后的低通滤波有两方面的作用：其一是滤除载波的能量而得到回波包络信号；其二是二次抽样前的带宽限制作用。包络的谱宽可能远大于二次抽样的频率，为了避免频谱混叠造成的伪象，有必要根据抽取因子对包络的谱宽加以限制。

5、包络低通滤波器用32阶FIR滤波器实现，滤波器参数采用海明窗口法设计，图1为低通滤波的结构。　　4图像处理中空间滤波4　　空间滤波单元为实现阶的空间滤波处理，需要存储相邻的线数据，不可避免地导致存储器的复杂读写操作。为方便读写操作的进行，线数据分别存储于片内个双口中。线数据存储器的结构如图2所示。　　6阶空间滤波算法是宽带低通滤波算法。因为是低通算法，所以有着去斑点噪声美化图象的作用又因为是宽带算法，所以对图象横向分辨力影响甚小。在奇偶线半节距扫描的场合，阶空间滤波算法更是不可缺少，显而易见的奇偶线亮度差别会被空间滤波有效地抑制。　　帧相关处理是

6、帧间的一阶低通滤波，在抑制超声图象噪声方面有着重要作用。为实现帧相关处理，帧存储器是必不可少的。一帧图象的数据量为128KB，因此帧存储器只能用RAM实现。帧存储器的寻址分256线每线512点，8bit的线地址由扫描线号提供，9bit的点地址与输入线数据流同步。在一个地址周期，首先对帧存进行读操作，然后再用帧相关的结果更新帧存。　　5总结　　随着高速数字信号处理的要求，在数字信号处理中会得到越来越广泛的使用。在具体应用过程中会存在一些实际问题，如有限字长影响、并行和串行结构的选择和内部结构对设计的影响等。这些问题在实际应用中都需要慎重考虑。　　参

7、考文献　　[1]程佩青.数字信号处理教程第二版[D].清华大学出版社.2001.　　[2]余成波等.数字信号处理及实现第一版[D].北京清华大学出版社.2005.　　[3]褚振勇，屈丹，门向生.利用实现数字信号处理[J].电讯技术.2010.4　　[4]胡广书数字信号处理-理论、算法与实现第二版[D].北京清华大学出版社.2006.　　作者简介：　　张元静，女，1987年7月出生，助理工程师，大学学历，现工作于沈阳中兴开关设备有限公司，主要从事公司质量体系及强制性产品认证工作。　　李光：男，1980年1月出生，高级工程师，硕士，现工作于沈阳计量测

8、试院，主要从事计量器具的检定、校准及相关的科研工作。4