[发明专利]一种延时参数实时计算和流水线的多波束合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多波束合成方法，尤其涉及一种延时参数实时计算和流水线的多波束合成方法，该方法可以应用于各种类型的探头。

背景技术

随着超声临床医学诊断设备对快速、实时成像的要求越来越高，多波束成像成为提高超声扫查速度的必要手段。在传统的单波束合成中，帧频收到超声传播速度和扫描深度的限制，无法满足高质量图像显示的要求。

多波束技术可以在一次脉冲发射过程中，同时形成M条有效接收声束信号，因此使得帧频提高了M倍。多波束技术的应用可以使得在同一系统同等线密度下提高帧频，或者在同等帧频下获得更高的图像扫描线密度。因此多波束技术对于提高图像帧频和质量有着至关重要的意义。

由于多波束技术在超声成像系统中的重要价值，国内外都已有很多关于多波束的设计方案和专利。本专利是在已有专利201010133657.7基础上给出的一种改进，通过本专利的改进，使得FPGA实现可以节约宝贵的乘法器资源。

该发明的一个特点是，将计算延时的参数分成两类，一是需要实时计算的参数，二是不需要实时计算的参数。在延时计算中尽量将不需要实时计算的参数归为输入参数，以减少实时计算的工作量。

另一个特点是，将和波束序号有关的计算模块与波束序号无关的计算模块分离，通过两个开关的切换使得延时参数单元可以应用于凸阵探头、线阵探头以及相控阵探头。该延时计算单元采用了流水线设计，M个波束的延时参数以流水线方式在计算单元中算出，然后对同一路回波数据存储单元进行读取，以实现各波束的延时。大大减少了FPGA中资源的消耗。

在多波束系统设计中，延时参数的存储量很大，所以实时计算延时参数被广泛采用。实时运算对硬件资源的要求较高，所以我们需要找到一种既能实时运算又能节省硬件资源的有利方法。在专利201010133657.7中每个延时参数计算单元采用了三个乘法器、一个开平方运算器、两个加法器和一个减法器。在FPGA实现中，乘法器是很有限的资源，减少乘法器将使得资源占用大大降低，使得FPGA实现更为容易。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种延时参数实时计算和流水线的多波束合成方法，本发明是在已经申请的专利(专利申请号：201010133657.7)基础之上给出了一种改进的延时计算方法。该方法在原有方法的基础上经过优化，得出了一种更加简单、使用资源更少的方案，本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种延时参数实时计算和流水线的多波束合成方法，其至少有一个多波束合成装置，一个多波束合成装置接受一个通道的超声回波，一个通道的超声回波有M个不同扫描角度或扫描位置的波束，包括以下步骤：

A.每一个多波束合成装置分别将回波数字信号线性的写入双端口RAM或三端口RAM；

B.根据当前通道对应的阵元参数以及焦点位置参数分时计算出同一通道内M路波束的延时参数，再换算成RAM的读出地址；延时参数计算公式为：λi=(L+X)2+(K2+K3)·Y]]>

延时表示为：τi=(L-λi)c]]>