[发明专利]一种用于数字超声诊断仪的实时对数压缩方法、系统

说明书

本发明公开了一种用于数字超声诊断仪的实时对数压缩方法、系统，其中，数字超声诊断仪发射高压脉冲，并接收探头反射回来的超声信号，同时通过FPGA对超声信号进行波束合成、信号处理、对数压缩及DSC变换后，将超声图像显示出来，对数压缩采用实时计算的方式，首先对输入的超声信号进行预处理，将其变换到收敛域内，其次进行CORDIC变换，得到预处理结果的自然对数，再次对极坐标变换的结果进行后处理，得到各种形式的对数压缩。通过FPGA采用实时计算的方式实现对数压缩，所以不需要额外的存储空间，且计算精度高，同时控制灵活，只需要给定不同的系数值就可以实现多条压缩曲线间的切换。

技术领域

本发明涉及一种对数压缩方法，具体是一种用于数字超声诊断仪的实时对数压缩方法，应用于医用超声诊断仪领域。

背景技术

超声在人体内传播时会产生很大的衰减，导致其回波信号的动态范围很大，甚至可以达到100dB以上，如此大的动态范围，无法直接在终端上进行显示。为了将回波信号显示出来，需要对其进行对数压缩。

由于查表法需要占用大量的存储空间，所以在目前的数字超声系统中，对数压缩通常是通过分段法和查表法相结合的方式实现的。此方法有一定的优势，但也存在两个无法解决的问题：一，由于做不到一对一映射，所以数据难免有损失；二，在需要多条压缩曲线的情况下，仍然要占用较多的存储空间。

发明内容

根据现有技术不足，本发明提供一种用于数字超声诊断仪的实时对数压缩方法、系统。

本发明按以下技术方案实现：

一种用于数字超声诊断仪的实时对数压缩方法，数字超声诊断仪发射高压脉冲，并接收探头反射回来的超声信号，同时通过FPGA对超声信号进行波束合成、信号处理、对数压缩及DSC变换后，将超声图像显示出来，对数压缩采用实时计算的方式，首先对输入的超声信号进行预处理，将其变换到收敛域内，其次进行CORDIC变换，得到预处理结果的自然对数，再次对极坐标变换的结果进行后处理，得到各种形式的对数压缩。

进一步，预处理具体包括如下步骤：

a)、对输入数据进行扩展，低16位补0，扩展成32位数据；

b)、查找二进制“1”所在最高位的位置index，并记录Num＝index-15；

c)、将Num赋值给De，同时将f0右移Num位得到Do，预处理结束。

进一步，对Do进行CORDIC变换包括如下步骤：

1)、设X、Y、Z、K、N的初值

2)、若N大于0，且为3的倍数，则K值减1，否则K值保持不变；

3)、判断Y[31]是否为1，并更新X、Y、Z的值

4)、N值加1，K值加1；

5)、若K等于15，则执行第6步，否则跳到第2步循环执行；

6)、判断Y[31]是否为1，并输出计算结果Co；

进一步，进行CORDIC变换前，先通过如下公式产生M个反正切双曲常量，根据需要的计算精度选取M值，M越大精度越高，但延时越大；

a[m-1]＝65536*atanh(1/(2^m))

式中,m＝1,2,3……M，

a[]为M个反正切常量，

atanh()为反正切函数。

进一步，M优选取16。