[实用新型]B超显象仪中的数字扫描变换器

说明书

本实用新型涉及B型超声成象技术领域。

数字扫描变换器用于实现扫描格式的变换，附图7a为一个扇形扫描超声显象仪的工作原理示意图。对于扇形扫描或凸阵探头，换能器所采集的信号是极坐标形式的，各数据点的强度可表为P（R，θ），而电视监示器上显示的图象则是直角坐标形式的，各象素点亮度值可表为P′（x，y），两者之间的关系可参考附图7b。为了找到电视上每个显示象素所对应的回波数据，首先必须把显示象素的直角坐标值（x，y）变为相应的极坐标值（R，θ），然后再从原始的极坐标形式的数据中找到对应点的值，这项工作就是由数字扫描变换器来完成的。

已有仪器中所采用的数字扫描变换器可分为两类。第一类是大图象存储器变换方案，所谓“大图象存储器”变换方案是指在数字扫描变换器中设计一个与电视屏幕上显示的象素点一一对应的图象存储器。假如，超声图象在监示器上用512×512个象素点显示，那么可以用一个512×512大的存储器来储存各显示点对应的亮度值，这些亮度值是按照某种最近邻原则将回波采样值直接或经过插补运算后写入存储器的，存储器的内容在视频信号控制下逐行读出送监示器显示。附图8是该方案的系统框图。美国Honeywell公司的Ultra Image和HP公司的HP77020等仪器就是采用这种大存储器方案的。它是由探头、回波数据采集、坐标变换器、图象存储器、监示器组成。该方案比较直观，易于理解，但是，由于扇形图象只占整个屏幕的一部分，所以图象存储器中的很大一部分单元始终是空着的，也就是说，存储器的利用率不高，或者说无形中增加了整个部件的成本。

第二类：小图象存储器变换方案，所谓“小图象存储器方案”是指数字扫描变换器中的图象存储器的容量仅仅等于回波信号的采样点数。例如，一般扇扫B超中的扇面由128条扫描线组成，每条扫描线上采样512点，这样，整个扇面的数据量是512×128点，于是只需设计一个512×128大小的图象存储器就能保存全部回波数据，这一容量相当于大存储器方案的1／4。

附图9是小图象存储器方案的系统框图。美国ATL公司的Mark 600扇扫成象系统是采用这一方案的。从图中得知，探头回波信号（共128线，每线512点）顺序写入一个512×128大小的图象存储器，存储器的每一列存储一条扫描线的信息，同时图象存储器的内容还要不断地读出送监示器显示，显示平面仍然由512×512个显示象素组成。

为了在监示器上显示一个正确的扇形图象，对于每一个显示象素（x，y），首先要求出其直角坐标（x，y）所对应的极坐标（R，θ），然后将（R，θ）作为图象存储器的读出地址从图象存储器中读出相应的值送监示器显示。每显示一个象素点，上述运算过程就要进行一次。

小存储器方案节省了存储器的容量，但是由于在显示环节中包含直角坐标至极坐标变换的运算，往往需要增加大量高速运算器件，从而又增加了成本。

本实用新型的目的在于克服上述已有技术之不足，提供一种结构简单、成本低的B超显象仪中的数字扫描变换器，在基本不增加投资的情况下，使图象质量有明显的提高。

本实用新型为一种B超显象仪中的数字扫描变换器，包括图象存储器，其特征在于，依次有数据存储器及递推运算器与上述图象存储器相接。其中数据存储器通过模初值线、角初值线、模步长线、角步长线与递推运算器相联，它们的作用是向递推运算器提供递推运算所必须的模初值R₀，角初值θ₀，模步长△R，角步长△θ，而递推运算器则通过模地址线R及角地址线θ与图象存储器相联，它们将作为图象存储器数据读出时的地址线。请见附图1。

下面结合附图6介绍一下本发明装置的工作原理，如图6a所示，把整个显示平面沿水平扫描方向均匀地分成若干个区（Ⅰ、Ⅱ……），每一个区在每一行上都有N个显示象素Xi（i＝1，2，3…N），假设这N个显示象素的起点A与终点B的模分别为R₀、R₁，如图6b，张角∠AOB＝θ，只要划分的区域足够密，就可以近似地认为，相邻的两个显示象素之间模的差异△R≈（R₁－R₀）／N，角度的差异△θ≈θ／N，这样只要给出起始点A的模和角度，并给出该区域中该行扫描线上相应的△R和△θ就可以用递推公式Rx_i＋1＝Rx_i＋△R（△R可以为正，也可以为负）；θx_i＋1＝θx_i＋△θ逐点求出位于直角坐标系中的显示象素相应的极坐标（模与角）。