[发明专利]动态多线程多通道超声信号处理装置及处理方法

权利要求书

1.一种动态多线程多通道超声信号处理装置，其特征在于：该超声信号处理装置包括控制器单元（1）、超声收发单元（2）和超声探头单元（3）；其中，所述的控制器单元（1）包括多线程处理器（10）、至少一个A/D转换器（11）、至少一个D/A转换器（12）和至少一个I/O控制器（13）；所述的多线程处理器（10）包括信号采集器（101）、噪声抑制器（102）和缺陷分析器（103）；所述的超声收发单元（2）包括至少一个超声收发器（21）；所述的超声探头单元（3）包括至少一个超声探头（31）；所述的每一个A/D转换器（11）的输入端与对应的超声收发器（21）的超声回波信号输出端连接；所述的的每一个D/A转换器（12）的输出端与超声收发器（21）的增益设置信号输入端连接；所述的的每一个I/O控制器（13）的输出端与对应的超声收发器（21）的超声触发信号输入端连接；所述的每一个超声收发器（21）的超声激发输出端与对应的超声探头（31）的超声激发输入端连接；所述的每一个超声收发器（21）的超声回波输入端与对应的超声探头（31）的超声回波输出端连接；所述的信号采集器（101）包括至少一个采集信号队列（104）；所述的噪声抑制器（102）包括至少一个滤波信号队列（105）；所述的缺陷分析器（103）包括至少一个分析信号队列（106）；所述的信号采集器（101）从每一个A/D转换器（11）采集超声信号并放入对应的采集信号队列（104）头部；所述的噪声抑制器（102）从每一个采集信号队列（104）中的尾部读取超声信号并放入对应的滤波信号队列（105）的头部；所述的缺陷分析器（103）从每一个滤波信号队列（105）中的尾部读取超声信号并放入对应的分析信号队列（106）的头部。

2.权利要求1所述的动态多线程多通道超声信号处理装置，其特征在于：所述的控制器单元（1）采用计算机、嵌入式计算机、智能手机和智能平板电脑中的一种或几种的组合。

3.权利要求1所述的动态多线程多通道超声信号处理装置，其特征在于：所述的多线程处理器（10）采用多线程CPU、多线程GPU、FPGA和DSP中的一种或几种的组合。

4.权利要求1所述的动态多线程多通道超声信号处理装置，其特征在于：所述的超声探头（31）采用压电超声探头、电磁超声探头和激光超声探头中的一种或几种的组合。

5.权利要求4所述的动态多线程多通道超声信号处理装置，其特征在于：所述的超声收发单元（2）的超声收发器（21）采用与超声探头（31）类型对应的压电超声收发器、电磁超声收发器和激光超声收发器中的一种或几种的组合。

6.一种采用如权利要求1所述装置的动态多线程多通道超声信号处理方法，其特征在于：该方法采用如下步骤：

a)分配采集信号队列（104）存储区，可存储L个采集信号存储区的地址，该队列采用队尾入队，队首出队的队列数据结构；分配滤波信号队列（105）存储区，可存储M个滤波信号存储区的地址，该队列采用队尾入队，队首出队的队列数据结构；分配分析信号队列（106）存储区，可存储N个分析信号存储区地址，该队列采用队尾入队，队首出队的队列数据结构；

b)同时启动超声信号采集线程（41）、超声信号噪声抑制线程（42）和超声信号缺陷分析线程（43）；

c)所述的超声信号采集线程（41）采用如下步骤：

i.分配信号存储区，该存储区地址为P；

ii.从对应的A/D转换器（11）读入超声信号，并放入地址为P的数据存储区中；

iii.判断采集信号队列（104）是否已满，若已满，则等待直至采集信号队列（104）空出至少一个位置；

iv.信号存储区地址P入采集信号队列（104）；

v.主程序是否需要结束，如果结束，则结束线程，否则跳转到步骤i；

d)所述的超声信号噪声抑制线程（42）包括如下步骤：

i.滤波信号队列（120）是否为满，如未满，则跳转到步骤ii，如已满，则跳转到步骤v；

ii.采集信号队列（104）的队首信号存储区地址Q出队列；

iii.对信号存储区地址Q的信号进行数字滤波处理，抑制噪声；

iv.将信号存储区地址Q存入滤波信号队列（105）；

v.主程序是否需要结束，“是”则结束超声信号噪声抑制线程；“否”则跳转到步骤i；

e)所述的超声信号缺陷分析线程（43）包括如下步骤：

i.分析信号队列（106）是否为满，如未满，则跳转到步骤ii，如已满，则跳转到步骤v；

ii.滤波信号队列（105）的队首信号存储区地址R出队列；

iii.对信号存储区地址R的信号进行缺陷分析，识别缺陷；

iv.保存缺陷信息；

v.释放地址为R的信号存储区空间；

vi.主程序是否需要结束，“是”则清理分析信号队列（106）中的所有信号存储区地址对应的数据存储空间，结束超声信号缺陷分析线程；“否”则跳转到步骤i；

f)超声信号采集线程（41）、超声信号噪声抑制线程（42）和超声信号缺陷分析线程（43）是否均结束，“是”则结束程序，“否”则等待所有线程均结束。