本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的彩色多普勒超聲信號(hào)處理，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著醫(yī)用超聲成像技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)成像的質(zhì)量和速度提出了越來(lái)越高的要求。彩色超聲多普勒信號(hào)處理具有數(shù)據(jù)量大、精度要求高以及實(shí)時(shí)性等特點(diǎn)，現(xiàn)階段，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，很多的半導(dǎo)體廠商也相繼推出了高性能的信號(hào)處理平臺(tái)以滿足超聲成像設(shè)備對(duì)成像質(zhì)量和速度的要求，尤其是現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列（FPGA）中的并行處理技術(shù)的出現(xiàn)，大大提高了彩色超聲多普勒信號(hào)的處理能力。 本論文正是針對(duì)上述問(wèn)題，選用華西醫(yī)院臨床采集的頸部超聲射頻數(shù)據(jù)，以現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列（FPGA）技術(shù)在彩色超聲多普勒信號(hào)處理中的應(yīng)用為主要研究對(duì)象，在深入分析當(dāng)今彩色多普勒信號(hào)處理的技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，對(duì)信號(hào)處理過(guò)程進(jìn)行了詳盡的討論和研究： 1. FPGA硬件處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。彩色多普勒超聲信號(hào)處理系統(tǒng)是一個(gè)高速實(shí)時(shí)的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特點(diǎn)是前端數(shù)據(jù)量大、處理實(shí)時(shí)性要求高，是整個(gè)成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。 2.彩色多普勒射頻信號(hào)的解調(diào)。利用正交解調(diào)對(duì)彩色多普勒信號(hào)進(jìn)行提取，混頻之后數(shù)據(jù)率仍然處在很高的頻段，并通過(guò)抽取降低數(shù)據(jù)的采樣率，該部分的算法要求很高的實(shí)時(shí)性。 3.壁濾波器的設(shè)計(jì)。為了消除從穩(wěn)定的或慢速運(yùn)動(dòng)組織所反射的大幅度回波信號(hào)，利用壁濾波器對(duì)低頻信號(hào)進(jìn)行抑制。而壁濾波器的選型、參數(shù)的設(shè)置以及頻率響應(yīng)將影響后期成像質(zhì)量的高低。 4.血流信息估計(jì)。首先利用解調(diào)之后的兩路正交的數(shù)據(jù)完成多普勒信號(hào)復(fù)包絡(luò)的功率譜計(jì)算，然后利用自相關(guān)技術(shù)對(duì)彩色血流的信息進(jìn)行估計(jì)，并設(shè)置和調(diào)整閾值。 5.利用計(jì)算機(jī)對(duì)FPGA處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示與驗(yàn)證。通過(guò)對(duì)比分析，驗(yàn)證了硬件邏輯處理的正確性，，為后續(xù)工程實(shí)踐打下基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：彩色血流 信號(hào)處理 FPGA
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TN911.7;R318.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-12
• 1.1 超聲技術(shù)的發(fā)展10-11
• 1.2 本文主要工作11-12
• 第二章 彩色多普勒超聲信號(hào)處理算法及 FPGA 邏輯實(shí)現(xiàn)12-42
• 2.1 超聲多普勒效應(yīng)原理12-14
• 2.2 多普勒射頻信號(hào)的存儲(chǔ)與讀取14-17
• 2.2.1 SPI 接口14-15
• 2.2.2 SD 卡初始化及讀操作15-17
• 2.2.2.1 SD 卡存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)15
• 2.2.2.2 初始化及讀操作15-17
• 2.3 正交解調(diào)原理及 FPGA 邏輯實(shí)現(xiàn)17-20
• 2.3.1 正交解調(diào)原理分析17-18
• 2.3.2 正交解調(diào)的 FPGA 邏輯實(shí)現(xiàn)18-20
• 2.4 抽取降頻原理及 FPGA 邏輯實(shí)現(xiàn)20-23
• 2.4.1 半帶 FIR 濾波器原理20-21
• 2.4.2 半帶濾波器設(shè)計(jì)與 FPGA 邏輯實(shí)現(xiàn)21-23
• 2.5 數(shù)據(jù)重排原理及 FPGA 邏輯實(shí)現(xiàn)23-25
• 2.6 壁濾波器原理與 FPGA 邏輯實(shí)現(xiàn)25-35
• 2.6.1 IIR 濾波器原理及其響應(yīng)26-27
• 2.6.2 壁濾波器初始化方法27-30
• 2.6.3 壁濾波器選型30-31
• 2.6.4 MATLAB 算法仿真31-33
• 2.6.5 FPGA 邏輯實(shí)現(xiàn)33-35
• 2.7 自相關(guān)運(yùn)算原理及 FPGA 邏輯實(shí)現(xiàn)35-38
• 2.7.1 自相關(guān)原理35-36
• 2.7.2 FPGA 邏輯實(shí)現(xiàn)36-38
• 2.8 功率計(jì)算原理與 FPGA 邏輯實(shí)現(xiàn)38-39
• 2.9 血流速度估計(jì)原理與 FPGA 邏輯實(shí)現(xiàn)39-40
• 2.10 信號(hào)處理總體結(jié)構(gòu)40-41
• 2.11 程序設(shè)計(jì)流程41-42
• 第三章 超聲信號(hào)處理核心 XILINX SPARTAN-6 LX45 分析與設(shè)計(jì)42-49
• 3.1 SPARTAN-6 系列 FPGA 設(shè)計(jì)42-49
• 3.1.1 FPGA 開發(fā)流程42-44
• 3.1.2 SPARTAN-6 LX45 時(shí)鐘與復(fù)位44-45
• 3.1.3 SPARTAN-6 LX45 塊 RAM 資源45-46
• 3.1.4 SPARTAN-6 LX45 DSP48A1 SLICE46
• 3.1.5 SPARTAN-6 LX45 的時(shí)序約束46-49
• 第四章 XILINX SPARTAN-6 LX45 外圍硬件設(shè)計(jì)49-56
• 4.1 JTAG 接口和配置49-51
• 4.2 SD 卡接口51
• 4.3 VGA 顯示接口51-53
• 4.4 電源管理53-54
• 4.5 電路板設(shè)計(jì)結(jié)果54-56
• 第五章 仿真與測(cè)試結(jié)果56-65
• 5.1 模塊仿真與測(cè)試結(jié)果56-60
• 5.2 硬件處理結(jié)果60-64
• 5.3 系統(tǒng)實(shí)物64-65
• 第六章 結(jié)論65-67
• 6.1 工作總結(jié)65-66
• 6.2 下一步工作的展望66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-70
• 攻碩期間取得的研究成果70-71

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 左東廣,魏瑞軒;SPI接口技術(shù)及應(yīng)用[J];工業(yè)控制計(jì)算機(jī);2001年02期

2 劉益成,林其偉;半帶濾波器原理與設(shè)計(jì)──一種抽取因子為2的FIR濾波器[J];石油儀器;1995年01期

3 付亞光;武劍輝;欒強(qiáng)厚;王正發(fā);;基于FPGA的彩超信號(hào)處理中的壁濾波器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展;2013年04期

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5 陳思平;醫(yī)學(xué)超聲影像產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展[J];應(yīng)用聲學(xué);2005年04期

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本文編號(hào)：381823