[发明专利]抽取滤波的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及超声成像中的滤波方法及装置，尤其涉及一种实现任意分数比率抽取的抽取滤波的方法及装置。

背景技术

在数字超声诊断系统中，经过波束合成后得到的射频RF(radiofrequency)回波信号在进行彩色血流成像、脉冲频谱多普勒成像和二维剖面成像之前，均需要对射频信号进行正交解调处理，射频回波信号首先分别与余弦和正弦相乘，然后经过低通滤波，得到解调后的I(inphase)，Q(quadrature)两路信号，最后对I、Q两路信号进行彩色血流成像、脉冲多普勒成像和二维剖面成像处理。

由于最后用于显示图像的视频采样率比前端数字射频采样率小很多，所以在后续数字信号处理中不需要使用和射频采样率相同的采样率。高采样率会增大系统软件和硬件上的负担，却不能够较大改善图像的性能，因此在正交解调过程中，可以将低通滤波器设计成为抽选低通滤波器，这个滤波器在实现低通滤波的同时降低信号采样率，低通抽选滤波器针对射频采样率进行了调整，又称为二次采样。

当一个数字滤波器的输入采样率是输出采样率的M倍时，我们称其为抽选滤波器，并称M为抽选比率(decimation rate)。现有的抽选滤波器中，通常是实现整数倍的抽选，也就是抽选比率M为整数。

抽选比率为整数的抽选滤波器的不足是不能够满足超声图像对于抽选比率的精细调节。在实际情况中，很难保证抽选比率M为整数，尤其是在探测深度较浅的情况下，不妨假设数字超声成像系统中射频采样率是fs，那么抽选滤波的抽选比率从1变化到2时，进行信号处理的采样率变化了1/2 fs；抽选比率从2变化到3时，进行信号处理的采样率变化了1/6 f_s；抽选比率从3变化到4时，进行信号处理的采样率变化了1/12 f_s。在深度比较浅的情况下，信号处理的采样率可以选择档位之间变化太大。在超声图像上表现为深度调节时，深度的档位跨度较大，不均匀，不能够满足超声图像对于抽选比率的精细调节。因此，需要一种可以任意分数抽取比率抽取的滤波器，实现抽选比率为任意分数的抽选滤波。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能实现任意分数比率抽取的抽取滤波方法和装置，其可以根据需要实现任意分数比率的抽取滤波，满足超声图像对于精细调节抽选比率的要求。

为了解决上述问题，本发明的一个实施例中，提供了一种用于超声成像的抽取滤波方法包括：存储滤波器系数；将输入信号进行L级锁存，其中L为滤波中使用的乘法累加器个数；对每一级锁存后的输入信号，从系数存储器中读取其中存储的序号为K的滤波器系数，与该级锁存后的输入信号进行乘累加计算，其中读取的滤波器系数的序号K由当前锁存级的输入信号的序号num、当前计算的输出信号的序号m、抽取因子D、插值因子I计算获得；将L级锁存的乘累加计算结果累加，得到滤波后的输出信号。

针对上述方法，本发明的另一个实施例中，提供了一种用于超声成像的抽取滤波装置，包括：系数存储器，所述系数存储器存储滤波器系数；移位寄存器，对输入信号进行L级锁存，其中L为滤波器中使用的乘法累加器个数，所述移位寄存器包括串联的L个触发器，所述L个触发器输出端分别与L个乘法累加器的输入端相连，每个触发器对输入信号进行一级锁存；L个乘法累加器，所述乘法累加器输入端与所述系数存储器和所述触发器的输出端相连，每个乘法累加器完成L级锁存中其中一级锁存后的输入信号与滤波器系数的乘累加计算；控制单元，所述控制单元与系数存储器、移位寄存器和乘法累加器相连，对每一级锁存后的输入信号，控制单元控制从系数存储器中读取其中存储的序号为K的滤波器系数，并将所述滤波器系数输出到进行该级锁存的乘累加计算的乘法累加器中进行乘累加计算，其中读取的滤波器系数的序号K由当前锁存级的输入信号的序号num、当前计算的输出信号的序号m、抽取因子D、插值因子I计算获得；累加器，用于L个累加乘法累加器的乘累加计算结果。

本发明的实施例中，由当前锁存级的输入信号的序号num、当前计算的输出信号的序号m、抽取因子D、插值因子I计算与输入信号进行滤波计算的滤波器系数的序号，用这些滤波器系数与输入信号进行滤波计算，而不是所有的滤波器系数与所有插入零值之后的输入信号进行滤波计算。这样，剔除了插值插入的零值与滤波系数进行滤波计算的项，由原始输入信号直接与与其对应的滤波器系数乘累加，不仅实现了任意分数比率的抽取滤波，也减少了计算量，降低了实现这种抽取滤波需要的资源开销。

附图说明

图1为本发明一个实施例的超声成像系统结构示意图；