發(fā)布時間：2018-03-14 00:53

  本文選題：高頻超聲　切入點：圖像處理　出處：《中國生物醫(yī)學工程學報》2015年05期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：高頻超聲具有卓越的分辨能力,在臨床和醫(yī)學基礎研究中都得到重要應用。新的圖像和信號處理算法不斷被提出來,用于提高其成像質量和獲取新的信息。為了實驗這些算法,需要一個通過編程來改變功能的實驗平臺,這個平臺必須能進行高頻超聲掃描以采集圖像,具備足夠實驗算法運行的硬件資源,而且能提供方便的調試手段。針對上述應用,提出一種基于FPGA的實驗平臺,用于研究10~50 MHz高頻超聲的圖像和信號處理的實時算法。該平臺具有與實驗算法模塊相獨立的掃描控制器,可以保證在實驗算法的調試過程中圖像采集和顯示均不受影響。系統(tǒng)以180 MHz的采樣率采集射頻信號,以大規(guī)模FPGA及其外圍電路提供實驗算法運行的空間,并預置可配置的帶通濾波器、正交解調、降采樣、基帶信號幅度檢測和對數(shù)壓縮等處理模塊。還開發(fā)一個RAM觀測工具,專門用于讀取處理過程中存入片外RAM的圖像數(shù)據(jù),以檢驗中間結果的正確性。采用10 MHz的超聲探頭,對志愿者眼球進行在體掃描實驗,分別對平臺的數(shù)據(jù)采集、帶通濾波、幅度提取、對數(shù)壓縮等模塊進行驗證。結果表明,帶通濾波處理能有效濾除射頻信號中的高頻、低頻噪聲,在處理時鐘選為50 MHz的條件下,對于每條探測深度為64 mm的掃描線,平臺從數(shù)據(jù)采集至IQ降采樣輸出完畢,總時間為85.34μs,而幅度檢測和對數(shù)壓縮算法在340 ns中就可以完成。該處理速度完全能夠滿足成像的實時性要求。
[Abstract]:High frequency ultrasound has excellent resolution, have important applications in clinical and basic medical research. A new algorithm of image and signal processing has been put out for improving the imaging quality and obtain new information. In order to test these algorithms need a programmed to change the function of the experimental platform, the platform must be able to high frequency ultrasound scan to capture images, have run enough experiment algorithm hardware resources, and can provide a convenient debugging method. According to the application, the paper proposes an experiment platform based on FPGA, for the study of 10~ 50 MHz high frequency ultrasound image and signal processing of the real-time algorithm. The platform has a scan controller module and the experimental algorithm. Independent, can guarantee the image acquisition and display debugging process in the experiment of the algorithm are not affected. The system at 180 MHz sampling rate with RF signal The size of FPGA and its peripheral circuit provides experimental algorithm running space, and can be preset configuration of the band-pass filter, quadrature demodulation, downsampling, baseband signal amplitude detection and log compression processing module. Also the development of a RAM observation tool, specifically for the reading process image data stored in a RAM, the right to the inspection of the intermediate results. The ultrasonic probe is 10 MHz, the volunteers in the eye scanning experiments respectively on data acquisition platform, band-pass filtering, amplitude extraction, logarithmic compression module was verified. The results show that the band-pass filter can effectively filter out the high frequency and low frequency noise, RF signal, processing the clock in for 50 MHz, for each scan line detection depth of 64 mm platform, from data acquisition to IQ down sampling output is completed, the total time is 85.34 s, while the number of amplitude detection and compression algorithm in 340 It can be done in NS. The processing speed can fully meet the real-time requirements of imaging.

【作者單位】： 上海理工大學醫(yī)療器械與食品學院;
【基金】：上海市研究生創(chuàng)新基金項目(JWCXSL1302)
【分類號】：TP391.41;R445.1

【參考文獻】

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本文編號：1608893