B型超声诊断仪的数字扫描转换系统研究

摘要

随着B超诊断仪在医疗诊断中的广泛应用，对B超图像质量的要求日益提高。如何较好地解决数字扫描转换技术（Digital Scan Conversion，简称DSC）的问题是提高B超诊断仪图象质量的关键之一。 本文系统地介绍了DSC在国内、外的发展情况，主要原理，体系结构和常用算法，并从超声诊断的成像原理和数字扫描转换系统设计入手，一步步完成了DSC系统的各个重要环节的设计。 首先，本文重点讨论了数字扫描转换系统的构建，对数字扫描转换系统的各个组成部分进行了详细分析和设计，并开发出了数字扫描转换系统的硬件平台。其次探讨了扫描转换算法中的重要环节，坐标变换算法。经过多次对比和分析，本设计着眼于能够将许多较复杂的运算函数转化为简单的硬件易于实现的CORDIC算法，对其进行了改进，并成功应用于扫描转换系统中直角坐标—极坐标变换。同时本文研究了扫描转换中的插补算法，并使用MATLAB进行仿真，得到比较满意的结果。最后针对现在国内市场上，B超缺乏专用液晶显示驱动卡而无法精确显示的问题进行了讨论，并自主开发了驱动卡电路，初步实现了医疗图像在其专用分辨率下的清晰显示。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1课题的研究背景及意义

1.2 医学超声学国内外发展现状

1.3超声诊断仪的成像原理

1.4 B型超声诊断仪结构

1.5研究B超中扫描转换系统的意义

1.6课题中待解决的难点问题

1.7论文主要研究内容与任务

2数字扫描转换系统的设计

2.1 数字扫描转换器的基本概念

2.2数字扫描转换系统的基本组成结构

2.2.1 线形扫查方式的DSC结构

2.2.2扇形扫查方式的DSC结构

2.3数字扫描转换器的设计方案

2.4数字扫描转换系统的A/D转换电路

2.5图象存储器

2.5.1 图象存储器基本情况

2.5.2乒乓算法

2.6本章小结

3 可编程逻辑器件及其在扫描转换系统中的应用

3.1 可编程逻辑器件基本情况

3.1.1 FPGA配置基本情况

3.1.2 FPGA的配置过程

3.1.3 配置芯片内部逻辑结构图

3.2 EP1C3T144C8基本情况及其内部结构框图

3.2.1 Altera Cyclone系列简介

3.2.2 EP1C3T144C8芯片在设计中的应用

3.3硬件描述语言VHDL

3.4 A/D逻辑控制

3.5 两路乒乓存储器地址及时序控制

3.5.1 乒乓存储器写操作

3.5.2乒乓存储器读操作

3.6本章小结

4扫描转换系统算法研究

4.1方案比较

4.1.1 坐标变换实现方案比较

4.1.2数据插补方案比较

4.1.3总体方案选择

4.2 CORDIC算法在DSC 中的应用

4.2.1传统CORDIC算法

4.2.2改进型并行CORDIC算法

4.2.3 CORDIC算法的硬件实现结构

4.3 CORDIC算法的软件设计

4.3.1 基于MATLAB的CORDIC模块设计

4.3.2实验结果与分析

4.4 CORDIC算法的软件设计

4.4.1 CORDIC算法的流程和程序代码

4.4.2实验结果和分析

4.5数据插补在DSC中的应用

4.5.1 二维平面插补算法分析

4.5.2 二维平面插补算法的设计

4.5.3 基于MATLAB的二维插补模块设计

4.6本章小结

5扫描转换系统的液晶驱动板的设计

5.1 液晶驱动板硬件设计

5.1.1 液晶驱动板整体设计思想

5.1.2 SED1356与LCD的接口硬件电路

5.1.3液晶驱动板中的驱动方式

5.2液晶驱动板的软件设计

5.2.1 寄存器设置

5.2.2图像显示控制流程

5.3 本章小节

结 论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果