[发明专利]基于变距分段法的超声信号数字式峰值检测方法及系统

权利要求书

1.基于变距分段法的超声信号数字式峰值检测方法，其特征在于：

步骤(1).采用二段式变距的均匀分段法则，对显示范围内的数据按照时间进行连续分割；

步骤(2).分别提取每段数据的最大值和最小值，作为特征点；

步骤(3).根据每段数据的最大值和最小值出现的时间先后关系确定该段最大值和最小值写入到存储空间的顺序；

步骤(4).从存储空间的起始位置依次读取数据并显示，从而实现了数字波形的任意缩放或平移操作而不失真；

所述的二段式变距的均匀分段法则可实现用固定M个屏幕像素点来表征任意显示范围内波形，其中 M要求为2的倍数，该法则具体是：

定义显示范围为 ，为点数，为采样频率，分两种情况：

①

显示范围内的数据不需要进过分割和峰值检测，直接输出，若有必要还可以进行插值处理后输出M个显示数据；

第一步，取Z = ，[ ]为取整符号，Z表示步距；

第二步，取X = ；

第三步，取Y = M-X；

经过以上三步骤之后，可以得出分段结果：前Y段以Z个数据为一组进行峰值检测，得到个特征点；后X段以(Z+1)个数据为一组进行峰值检测，得到个特征点。

2.基于变距分段法的超声信号数字式峰值检测模块，其特征在于：包括二段式变距均匀分段器、特征点筛选器、最大值比较器和最小值比较器；将配置信号输入二段式变距均匀分段器完成配置，并输出第一标识信号；将第一标识信号和采集到的数据输入到特征点筛选器，经过筛选后，输出极大值和极小值；将极大值和采集到的数据输入到最大值比较器，输出第二标识信号；将极小值和采集到的数据输入到最小值比较器，输出第三标识信号；将第一标识信号、第二标识信号和第三标识信号，输入到特征点筛选器，最终输出每个分段上的最大值峰值点数据和最小值峰值点数据，以及峰值点数据出现位置和写使能信号。

3.利用权利要求2所构建的超声信号采集及显示系统，其特征在于：包括高速AD、FPGA功能模块、基于PXI总线的工控机；其中的FPGA功能模块包括数字带通滤波器、数字低通滤波器、基于特征点提取的超声信号数字式峰值检测模块、两片用于乒乓缓冲的片内双口RAM、多路自动切换器、数据交互双口RAM、PXI总线接口；将超声信号输入高速AD，经模数转换后输出数字信号到FPGA功能模块；进入到FPGA功能模块内的数字信号首先被输入到数字带通滤波器；数字式带通滤波器的输出再被输入到数字低通滤波器；数字低通滤波器的输出再被输入到基于变距分段法的超声信号数字式峰值检测模块，按照二段式变距均匀分段器的分段结果，由特征点筛选器逐一筛选出每个分段上的最大值和最小值，最终输出最大值峰值点数据和最小值峰值点数据、峰值点数据出现位置和写使能信号，到两片用于乒乓缓冲的片内双口RAM；乒乓缓冲的片内双口RAM可被多路自动切换器读取；读取到的数据将被输入到数据交互的双口RAM；基于PXI的工控机可经PXI总线接口，读取数据交互的双口RAM内数据，并在工控机界面上显示。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：还包括信号处理模块；数字低通滤波器的输出还将被输入到信号处理模块，经信号处理和分析后，得到的结果将被保存；基于PXI的工控机可经PXI总线接口，读取信号处理模块中保存的结果。