专利名称：基于数字超声诊断仪的一种新的对数压缩方法
技术领域：
本发明涉及一种对数压缩技术，具体是一种基于数字超声诊断仪的一种新的对数压缩方法。易于调整，便于控制的对数压缩技术，应用于医用超声诊断仪领域。
背景技术：
对数压缩是超声信号处理中重要的环节，因为超声回波信号的动态范围在50dB以上，而一般CRT显示器可显示的动态范围只有20～30dB。为了将回波信号由显示器显示出来，需要将信号进行压缩。对数压缩的好坏直接影响图像的效果。
在模拟B超诊断仪中，基本都应用对数压缩放大器来实现。而在数字超声诊断仪中，由于用硬件实现对数压缩运算比较困难，所以查表法成为目前超声厂家的首选，这种方法已为公知的解决对数压缩的方法。查表法的实现方式有两种一种是利用FPGA内部的EAB资源构建表格；一种是外挂存储芯片存储表格。第一种方法的缺点就是EAB资源很有限，如果要求采集的信号很丰富，就需要用很大的位宽，很大的位宽有可能使EAB资源不够用。如果为满足EAB资源而降低数字信号位宽，那么会影响信号的质量，所得到的图像质量会下降。而诊断仪需要的就是良好的图像质量。如果EAB资源是够用的，但是在表中存储大量的冗余数据也是一种资源的浪费。现在电子产品小型化，低能耗，良好的电磁兼容性都是大势所趋，那么第二种方法的局限性就凸现出来。
发明内容
本发明的目的是为克服上述方法的缺点，提供一种基于数字超声诊断仪的一种新的对数压缩方法。它易于调整，便于控制，适用于医用超声诊断仪领域。
本发明采用如下技术方案用推算方法实现对数压缩，在FPGA内部实现，具体方法是基于数字超声诊断仪的一种新的对数压缩方法，分三部分实现整数精确运算部分，小数近似运算部分和输入、输出控制部分，基于硬件中数字信号是二进制，所以采用2为底的对数运算，信号总范围为0≤D＜2N-1，n∈(0，N-1)，当信号D满足2n≤D＜2n+1，则整数部分为n，小数部分利用(D-2n)/2n，通过多段直线进行近似插值计算，得到小数部分p，计算结果根据具体的动态范围和信噪比要求进行有选择的输出；式中D代表信号数据，N代表本发明的优点是用推算方法实现对数压缩，在FPGA内部实现，占用硬件资源少，运行速度快，精度比较高，方便改写和控制。利用基于算法的对数压缩，对待压缩数据的宽度不再敏感，更加方便改写和控制，在保证精度的前提下节省了查表法所需要的外挂芯片，减少了PCB板的面积，降低了成本和能耗，对电路板级的电磁兼容设计也是很有意义的，从而有利于产品的小型化。
下面结合附图及实施例对本发明进一步详细说明。
图1为现有的超声诊断仪原理框图；图2为线性输出图。
具体实施例方式
如图1所示，基于算法的对数压缩由三部分实现整数精确运算部分，小数近似运算部分和输入、输出控制部分。由于硬件中数字信号是由二进制表示的，所以采用以2为底的对数运算。设信号总范围为0≤D＜2N-1，n∈(0，N-1)。当信号D满足2n≤D＜2n+1，则整数部分为n，小数部分利用(D-2n)/2n，通过多段直线进行近似插值计算，得到小数部分p，计算的结果和实际运算值相差很少，在超声诊断仪应用中可以忽略。这样的计算结果还不能直接输出。还要根据具体的动态范围和信噪比要求进行有选择的输出。从而达到更好的压缩效果。
实际要求在一定的动态范围内进行对数放大，在小信号时希望信噪比不降低，要求线形传输。所以要求的曲线如图2所示线形放大段和对数放大段。实现这样的输出就是由输出控制来完成的。假设满足最佳信噪比拐点数据为D0，则输出控制就像一道闸门，判断输入的数据，如果小于D0则进行线形放大输出，如果大于D0则将上面计算的对数结果进行适当运算后输出。
利用基于算法的对数压缩，对待压缩数据的宽度不再敏感，更加方便改写和控制，在保证精度的前提下节省了查表法所需要的外挂芯片，减少了PCB板的面积，降低了成本和能耗，对电路板级的电磁兼容设计也是很有意义的，从而有利于产品的小型化。
权利要求
1.基于数字超声诊断仪的一种新的对数压缩方法，其特征是在FPGA内部实现，分三部分整数精确运算部分，小数近似运算部分和输入、输出控制部分；基于硬件中数字信号是二进制，所以采用以2为底的对数运算，信号总范围为0≤D＜2N-1，n∈(0，N-1)，当信号D满足2n≤D＜2n+1，则整数部分为n，小数部分利用(D-2n)/2n，通过多段直线进行近似插值计算，得到小数部分p，计算结果根据具体的动态范围和信噪比要求进行有选择的输出；式中D代表信号数据，N代表指数。
全文摘要
本发明公开了一种基于数字超声诊断仪的一种新的对数压缩方法，属于对数压缩技术。分三部分实现整数精确运算部分，小数近似运算部分和输入、输出控制部分，由于硬件中数字信号是二进制，所以采用以2为底的对数运算，信号总范围为0≤D＜文档编号A61B8/00GK1952922SQ20061009787
公开日2007年4月25日 申请日期2006年11月17日 优先权日2006年11月17日
发明者刘涛, 韩健, 毛伟, 康恺 申请人:徐州市凯信电子设备有限公司