面向呼吸运动信号准相位超分辨电路的电阻链分配方法与流程

本发明面向呼吸运动信号准相位超分辨电路的电阻链分配方法属于精密仪器和胸腹部放射治疗技术领域。

背景技术：

本发明人团队在2020年01月22日申请了两项发明专利，分别为发明专利《一种胸腹表面呼吸运动信号准相位超分辨电路》(申请号：2020100758700)和《一种胸腹表面呼吸运动信号准相位超分辨方法》(申请号：202010075897x)。这两项发明专利针对呼吸运动信号超分辨的技术需求，共同提供了一种胸腹表面呼吸运动信号准相位超分辨电路与方法。其中，电阻链阻值分配是该电路与方法中的核心技术环节之一。

在这两项专利中，以超分辨倍数为5，给出了电阻链中阻值的分配结果，但是这个结果仅仅是针对超分辨倍数为5给出的，如何针对不同的超分辨倍数给出电阻链中阻值分配结果，如何保证分配精度，都是这两项专利中所没有给出的。

可见，突破超分辨倍数为5，并保证分配精度是实现其他超分辨倍数，扩大电路适用范围的关键技术问题。

技术实现要素：

为了突破本发明人团队在先申请发明专利的技术瓶颈，实现在其他超分辨倍数上给出合理的电阻链阻值分配结果，同时保证分配精度，本发明公开了一种面向呼吸运动信号准相位超分辨电路的电阻链分配方法。

本发明的目的是这样实现的：

面向呼吸运动信号准相位超分辨电路的电阻链分配方法，包括以下步骤：

步骤a、确定超分辨的倍数n，要求n为奇数；

步骤b、根据超分辨的倍数n，确定电阻链的个数n-1；

步骤c、根据超分辨的倍数n，确定分配到第一输出sinα和第二输出cosα之间的电阻链个数(n-1)/2；

步骤d、根据超分辨的倍数n，确定分配到第二输出cosα和第三输出-sinα之间的电阻链个数(n-1)/2；

步骤e、根据如下公式：

确定第一输出sinα和第二输出cosα之间第i个电阻链上电阻与下电阻之间的比值k；

步骤f、根据如下公式：

确定第二输出cosα和第三输出-sinα之间第i个电阻链上电阻与下电阻之间的比值k。

上述面向呼吸运动信号准相位超分辨电路的电阻链分配方法，步骤e的具体计算步骤如下：

其中，

并且有：

不仅能够计算出比值k，而且能够根据需要，通过k计算出k'。

上述面向呼吸运动信号准相位超分辨电路的电阻链分配方法，步骤f的具体计算步骤如下：

其中，

并且有：

不仅能够计算出比值k，而且能够根据需要，通过k计算出k'。

面向呼吸运动信号准相位超分辨电路的电阻链分配方法，包括以下步骤：

步骤a、确定超分辨的倍数n，要求n为偶数；

步骤b、根据超分辨的倍数n，确定电阻链的个数n-2；

步骤c、根据超分辨的倍数n，确定分配到第一输出sinα和第二输出cosα之间的电阻链个数n/2-1；

步骤d、根据超分辨的倍数n，确定分配到第二输出cosα和第三输出-sinα之间的电阻链个数n/2-1；

步骤e、根据如下公式：

确定第一输出sinα和第二输出cosα之间第i个电阻链上电阻与下电阻之间的比值k；

步骤f、根据如下公式：

确定第二输出cosα和第三输出-sinα之间第i个电阻链上电阻与下电阻之间的比值k。

上述面向呼吸运动信号准相位超分辨电路的电阻链分配方法，步骤e的具体计算步骤如下：

其中，

并且有：

不仅能够计算出比值k，而且能够根据需要，通过k计算出k'。

上述面向呼吸运动信号准相位超分辨电路的电阻链分配方法，步骤f的具体计算步骤如下：

其中，

并且有：

不仅能够计算出比值k，而且能够根据需要，通过k计算出k'。

有益效果：

第一、同本发明人团队在2020年01月22日申请的发明专利《一种胸腹表面呼吸运动信号准相位超分辨电路》(申请号：2020100758700)和《一种胸腹表面呼吸运动信号准相位超分辨方法》(申请号：202010075897x)相比，本申请切实提供了一种电阻链如何分配的方法论，使得在超分辨倍数的选择上，即使不局限于本发明人团队之前给出的电路，也能够给电阻链阻值选型提供理论基础。

第二、同本发明人团队在2020年01月22日申请的发明专利《一种胸腹表面呼吸运动信号准相位超分辨电路》(申请号：2020100758700)和《一种胸腹表面呼吸运动信号准相位超分辨方法》(申请号：202010075897x)相比，本申请所给出的方法是严格推导得到的，因此精度更高。

第三、通过本申请的方法，考虑到了在超分辨倍数分别为奇数和偶数的不同情况下，推导结论的不同，其中，超分辨倍数为奇数时，第一输出sinα和第二输出cosα之间和第二输出cosα和第三输出-sinα之间，对应电阻链中两个电阻阻值比不对称，因此需要分别计算第一输出sinα和第二输出cosα之间和第二输出cosα和第三输出-sinα之间的电阻链比值；超分辨倍数为偶数时，第一输出sinα和第二输出cosα之间和第二输出cosα和第三输出-sinα之间，对应电阻链中两个电阻阻值比完全对称，因此只需要计算其中两个输出之间的电阻链比值，另外两个输出之间电阻链的比值自然得到，这样可以在实际操作过程中，可以节省一半的运算量。

附图说明

图1是本发明方法所涉及到的电阻链示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述，其中，本发明所涉及到的电阻链示意图如图1所示。

具体实施方式一

本实施方式为面向呼吸运动信号准相位超分辨电路的电阻链分配方法的实施方式，在本实施方式中，超分辨的倍数为奇数。

面向呼吸运动信号准相位超分辨电路的电阻链分配方法，包括以下步骤：

步骤a、确定超分辨的倍数n，要求n为奇数；

步骤b、根据超分辨的倍数n，确定电阻链的个数n-1；

步骤c、根据超分辨的倍数n，确定分配到第一输出sinα和第二输出cosα之间的电阻链个数(n-1)/2；

步骤d、根据超分辨的倍数n，确定分配到第二输出cosα和第三输出-sinα之间的电阻链个数(n-1)/2；

步骤e、根据如下公式：

确定第一输出sinα和第二输出cosα之间第i个电阻链上电阻与下电阻之间的比值k；

步骤f、根据如下公式：

确定第二输出cosα和第三输出-sinα之间第i个电阻链上电阻与下电阻之间的比值k。

步骤e的具体计算步骤如下：

其中，

并且有：

不仅能够计算出比值k，而且能够根据需要，通过k计算出k'。

步骤f的具体计算步骤如下：

其中，

并且有：

不仅能够计算出比值k，而且能够根据需要，通过k计算出k'。

具体实施方式二

本实施方式为面向呼吸运动信号准相位超分辨电路的电阻链分配方法的实施方式，在本实施方式中，超分辨的倍数为偶数。

面向呼吸运动信号准相位超分辨电路的电阻链分配方法，包括以下步骤：

步骤a、确定超分辨的倍数n，要求n为偶数；

步骤b、根据超分辨的倍数n，确定电阻链的个数n-2；

步骤c、根据超分辨的倍数n，确定分配到第一输出sinα和第二输出cosα之间的电阻链个数n/2-1；

步骤d、根据超分辨的倍数n，确定分配到第二输出cosα和第三输出-sinα之间的电阻链个数n/2-1；

步骤e、根据如下公式：

确定第一输出sinα和第二输出cosα之间第i个电阻链上电阻与下电阻之间的比值k；

步骤f、根据如下公式：

确定第二输出cosα和第三输出-sinα之间第i个电阻链上电阻与下电阻之间的比值k。

步骤e的具体计算步骤如下：

其中，

并且有：

不仅能够计算出比值k，而且能够根据需要，通过k计算出k'。

步骤f的具体计算步骤如下：

其中，

并且有：

不仅能够计算出比值k，而且能够根据需要，通过k计算出k'。

具体实施方式三

本实施方式为以具体数字举例说明本发明在超分辨的倍数为奇数时的具体实施方式。

以本发明人团队在2020年01月22日申请的发明专利《一种胸腹表面呼吸运动信号准相位超分辨电路》(申请号：2020100758700)和《一种胸腹表面呼吸运动信号准相位超分辨方法》(申请号：202010075897x)中的数据为例，超分辨的倍数为5，来看本发明的具体实施方式。

步骤a、确定超分辨的倍数5，满足5为奇数；

步骤b、根据超分辨的倍数5，确定电阻链的个数4；

步骤c、根据超分辨的倍数5，确定分配到第一输出sinα和第二输出cosα之间的电阻链个数2；

步骤d、根据超分辨的倍数5，确定分配到第二输出cosα和第三输出-sinα之间的电阻链个数2；

步骤e、根据如下公式：

确定第一输出sinα和第二输出cosα之间第i个电阻链上电阻与下电阻之间的比值k；

步骤f、根据如下公式：

确定第二输出cosα和第三输出-sinα之间第i个电阻链上电阻与下电阻之间的比值k；

在第一输出sinα和第二输出cosα之间，根据得到2个电阻链上电阻与下电阻之间的比值分别为：

而发明专利《一种胸腹表面呼吸运动信号准相位超分辨电路》(申请号：2020100758700)和《一种胸腹表面呼吸运动信号准相位超分辨方法》(申请号：202010075897x)中，2个电阻链上电阻与下电阻之间的比值分别为：

8/11≈0.73

28/9≈3.11

在第二输出cosα和第三输出-sinα之间，根据得到2个电阻链上电阻与下电阻之间的比值分别为：

而发明专利《一种胸腹表面呼吸运动信号准相位超分辨电路》(申请号：2020100758700)和《一种胸腹表面呼吸运动信号准相位超分辨方法》(申请号：202010075897x)中，2个电阻链上电阻与下电阻之间的比值分别为：

9/28≈0.32

11/8≈1.38

可见，本发明方法与发明专利《一种胸腹表面呼吸运动信号准相位超分辨电路》(申请号：2020100758700)和《一种胸腹表面呼吸运动信号准相位超分辨方法》(申请号：202010075897x)相比，有三个电阻链结论完全一致，一个电阻链仅有约1％的误差，这种误差并不是本申请的误差，而是发明专利《一种胸腹表面呼吸运动信号准相位超分辨电路》(申请号：2020100758700)和《一种胸腹表面呼吸运动信号准相位超分辨方法》(申请号：202010075897x)电阻选型时所产生的误差，由于本发明方法的结论是严格推导得到的，因此给出的结论更精确。

具体实施方式四

本实施方式为以具体数字举例说明本发明在超分辨的倍数为奇数时的具体实施方式。

这里以超分辨的倍数为7，来看本发明的具体实施方式。

步骤a、确定超分辨的倍数7，满足7为奇数；

步骤b、根据超分辨的倍数7，确定电阻链的个数6；

步骤c、根据超分辨的倍数7，确定分配到第一输出sinα和第二输出cosα之间的电阻链个数3；

步骤d、根据超分辨的倍数5，确定分配到第二输出cosα和第三输出-sinα之间的电阻链个数3；

步骤e、根据如下公式：

确定第一输出sinα和第二输出cosα之间第i个电阻链上电阻与下电阻之间的比值k；

步骤f、根据如下公式：

确定第二输出cosα和第三输出-sinα之间第i个电阻链上电阻与下电阻之间的比值k；

在第一输出sinα和第二输出cosα之间，根据得到3个电阻链上电阻与下电阻之间的比值分别为：

在第二输出cosα和第三输出-sinα之间，根据得到3个电阻链上电阻与下电阻之间的比值分别为：

需要说明的是，从本申请超分辨倍数为奇数的推导结论可以看出，第一输出sinα和第二输出cosα之间和第二输出cosα和第三输出-sinα之间，对应电阻链中两个电阻阻值比不对称，因此需要分别计算第一输出sinα和第二输出cosα之间和第二输出cosα和第三输出-sinα之间的电阻链比值。

具体实施方式五

本实施方式为以具体数字举例说明本发明在超分辨的倍数为偶数时的具体实施方式。

这里以超分辨的倍数为6，来看本发明的具体实施方式。

步骤a、确定超分辨的倍数6，满足6为偶数；

步骤b、根据超分辨的倍数6，确定电阻链的个数4；

步骤c、根据超分辨的倍数6，确定分配到第一输出sinα和第二输出cosα之间的电阻链个数2；

步骤d、根据超分辨的倍数n，确定分配到第二输出cosα和第三输出-sinα之间的电阻链个数2；

步骤e、根据如下公式：

确定第一输出sinα和第二输出cosα之间第i个电阻链上电阻与下电阻之间的比值k；

步骤f、根据如下公式：

确定第二输出cosα和第三输出-sinα之间第i个电阻链上电阻与下电阻之间的比值k；

在第一输出sinα和第二输出cosα之间，根据得到2个电阻链上电阻与下电阻之间的比值分别为：

在第二输出cosα和第三输出-sinα之间，根据得到2个电阻链上电阻与下电阻之间的比值分别为：

需要说明的是，从本申请超分辨倍数为偶数的推导结论可以看出，第一输出sinα和第二输出cosα之间和第二输出cosα和第三输出-sinα之间，对应电阻链中两个电阻阻值比完全对称，因此只需要计算其中两个输出之间的电阻链比值，另外两个输出之间电阻链的比值自然就得出了。