超声成像系统数字扫描变换器PPT.pptxVIP

超声成像系统数字扫描变换器主要内容基本组成图像数字化及A/D转换图像前处理图像存储器图像后处理及D/A转换基本组成数字扫描变换器（Digital Scan Converter，DSC）实质上是一个带有图象存储器的数字计算机系统，可以用标准电视的方法显示清晰的动态图象，而且提供了强大的图象处理功能，如图象冻结、多帧存储、测量计算、放大显示等。基本组成DSC基本结构框图 基本组成A/D转换：将视频模拟信号转换成数字信号，即实现图象数字化。其作用是将代表图象的连续信号转换成离散信号，以便于数字信号处理设备和计算机系统对其进行处理。图象前处理：实现回波幅度深度修正，包括对数压缩、指数变换、回波幅度深度校正、行相关和帧相关等。图象的数字化及A/D转换将i，j具体值代入函数f(i,j)后，可得进行离散化（采样）后得到的离散函数f(i,j)图，还不能进行计算机处理，还必须进行数字化的第二步，量化。量化即将函数取值的整个范围均匀地划分为2p个区间，p=0,1,2…等正整数。而落在某个区间地所有函数值，只用一个区间值来表示。若取字长G=4bit,则上表可转化为：图象的数字化及A/D转换A/D转换 将预处理电路输出的模拟信号转换成数字信号。为了使得A/D转换后输出信号不失真，采样频率必须满足采样定理。设超声视频信号的带宽为6MHz，则由奈奎斯特采样定理可知，采样频率至少为输出信号最高有效频率的两倍。因此采样频率至少要大于12MHz。转换精度视像素的灰阶而定，通常取4～8位。 图象的数字化及A/D转换A/D转换器的技术指标分辨率：输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量。即A/D转换器的满刻度电压与2n的比值，其中n为A/D转化器输出数字的位数。转换频率：A/D转换从启动转换到结束（包括稳定时间），输出稳定的数字量需要的一定的时间，即A/D的转换时间。转换时间的倒数即每秒钟完成的转换次数，称为转换频率。图象的数字化及A/D转换常用的A/D转换器类型逐次逼近式A/D转换器（应用最广）：它将待转换的模拟输入信号与一个推测信号相比较，根据推测信号大于还是小于输入信号来决定增大还是减小该推测信号，以便向模拟输入信号逼近，当推测信号与模拟输入信号相等时，向A/D转换器输入的数字就是对应模拟量的数字量。该类A/D转换器的输出位在8～13位之间，转换时间约为1～200μs。双积分式A/D转换器：是一种间接A/D转换器，首先将模拟电压转换成时间的积分，然后用数字计时方法转换成计数脉冲数，然后将此代表模拟输入电压大小的脉冲数转换成二进制代码输出。故双积分式A/D转换时间较长，一般要大于40～50ms，但由于外接元件少，性能价格比高，因此应用也十分广泛。图象的数字化及A/D转换并行式A/D转换器：转换速度最快，转换原理最直观的A/D转换器，其转换时间约为20～50ns，因此最适合应用于超声图象的A/D转换。TDC1014J型集成A/D转换器 TDC1014J是一款常用的并行式集成A/D转换芯片，其转换频率为25MS/s，完成一次A/D转换的时间仅需40ns，可用于带宽10MHz以下模拟信号的A/D转换。图象的数字化及A/D转换 该芯片主要由比较器、编码器和锁存器三部分组成。输出6位并行数据，具有64级灰度。该芯片使用两组电源供电（＋5V和-5V），外部提供－1V的参考电压，模拟输入电压0～－1V，输出为二进制码。图象的数字化及A/D转换该电路的转换原理最为直观，首先分压电阻网络将基准电压分为63个比较电平，送入到63个低漂移的差分比较器的输入端，与加在各比较器另一端的模拟输入信号Vin进行比较。图象的数字化及A/D转换当控制端CONVERT为高电平时，将63个比较器的比较结果同步输出；当CONVERT为低电平时，编码器将这个比较结果进行编码；当CONVERT再度为高电平时，编码后的6bit数字信号被储存后输出。图象的数字化及A/D转换EUB-240型B超仪的A/D转换器 该电路由10B的运算放大器及A/D变换器9B(HA1902)组成。其基准电压高电平和低电平分别由电位器VR1与VR2获得。输入视频模拟信号经运算放大器放大10B后输给A/D转换器的Vin输入端，在CPU转换时钟信号ADCK的控制下，模拟信号转换成数字信号由DATA3~DATA0输出，并送往下一级缓冲存储器。图象前处理意义 在A/D转换之后，图象存储器之前的一段处理称为图象的前处理。 缓冲存储器与行相关电路 缓冲存储器 缓冲存储器既作为A/D转换输出数据的缓冲，又是行相关电路中的一个重要部件。图象前处理由于超声波的传播速度有限，因此扫描一行所需的时间总是固定且较长。图象存储器通常只能利用电视显示的空闲时间来写入数据，而不能按超声信息采集的速度来写入数据，否则帧存储器的读写操作时间会发生冲突。采