基于Matlab的数字扫描变换器设计.pdf

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1、2015年4月15日现代电子技术Apr．2015第38卷第8期ModernElectronicsTechniqueV01．38No．8．～一一．～协一一兰～．Ⅷ蚕～i_．一墨一耋一一～．卟一～一．一m舱一～一一h一～一基于Matlab的数字扫描变换器设计陈红(中南民族大学，湖北武汉430074)摘要：描述了数字扫描变换器设计的两种算法结构，即正查数据地址法和倒查数据地址法，采用两种算法来实现扇形扫描的数字扫描变换器中的坐标变换和数据插补，给出相应的Matlab实现程序。实验结果表明，正查数据地址法实现了一维插补，倒查数据地址法实现了二维平

2、面插补，得到的图像都达到预期的效果。关键字：B超机；数字扫描变换器；坐标变换；数据插补、中图分类号：TN919—34；TP391文献标识码：A文章编号：1004—373X(2015)08—0109—05DesignofdigitalscanconverterbasedonMatlabCHENHong(SouthCentralUniversityofNationalities，Wuhan430074，China)一一一～．一．一～一～～¨～一_墨B超是目前广泛使用的超声诊断仪，B型超声诊断DSC的关键是坐标转换和数据插补。已经成为临床超声影

3、像诊断中的重要手段。数字扫描在超声成像中，线性扫描B超的声束扫描和显示方变换(DigitalScanConverter，DSC)是B超中的核心部式相类似，都是直角坐标系中的处理。所以，线性B超分，是计算机技术和数字图像处理技术在B超中的成功中图像的存储、显示都比较简单。但在扇形扫描方式应用。采用DSC技术后，B超不仅能用标准电视显示方中，声束扫描和图像显示的方式则有很大差别。扇形扫式显示清晰的动态图像，而且提供了强大的图像处理功描方式是从超声探头的某一顶点沿半径方向向外呈扇能。DSC实质上是一个带有图像存储器的数字计算机面状地发射超声脉冲

4、和接收超声回波信号。由于这种系统，它有单独的读／写地址发生器，信息以一种格式存特殊的发射．接收方式，使得超声回波数据是极坐标形人存储器，而以另一种格式读出。它实现B超机中图式的，而超声图像的显示采用的却仍然是直角坐标系。像冻结放大、正负图像翻转、多帧存储、数据测量计算、这种形式的采样点与显示像素点的位置并不一一对应，键盘控制等功能，其功能完善程度是评定和选购B超的相邻扇形扫查线之间还有很多空缺像素有待填补，这种重要参考因素。在B超诊断系统中，凸阵探头探查的现象在远场尤为明显，即空缺的程度会随着扫描深度的视场为扇形，从探头采集到的信号是以极

5、坐标形式存储增加而愈加严重。因此，引进数字扫描变换的目的主的数据，但超声图像的显示采用的却是直角坐标系，需要是解决扇形扫描方式中的两大问题，即进行坐标变换要实时地将极坐标系中的数据转化到显示器的直角坐和数据插补，确保能够得到比较好的质量的图像。标系。另外，凸阵探头波束扫描存在远程扩散，必须给予线插补，否则因线密度过低，影响图像清晰度。可见1DSC的原理采用DSC确保数据可以在极坐标扇形扫描方式和收稿日期：2014—11—25基金项目：国家自然科学基金项目(61178087)直角坐标显示方式之间相互转换，并两种坐标可以很好110现代电子技术

6、2015年第38卷地结合在B超设备中。采用DSC使图像冻结和A、M型坐标(P，0)到直角坐标(x,y)的变换，回波数据按照给出图像以及多普勒血管信息的同时复合显示成为可能，且的(x,y)地址写入一个与显示像素一一对应的图像存储更为方便。同时，它也使图像参数屏幕测量、显示和数据器中，一般为512x512个单元。然后在视频同步信号输入更为方便。DSC从几个方面改善了图像的显示效的控制下逐行读取图像存储器，经过一个数据插补过果：可以使显示帧频高于声速扫描帧频，消除图像闪烁以程，将数据送显示器来显示。及辐条状扫描线构成图像的不均匀性；采用DSC后

7、，便(1)坐标变换于实施各种图像处理，从而改善图像质量。这样，DSC正查数据地址法的基本结构如图3所示。由于回的应用大大增加了B超设备的功能和使用的灵活性。波信号是在已知扫描线的角度以及数据对应的成像深1．1DSC的基本组成度的情况下获取的，极坐标平面中的半径P和角度0都数字扫描变换器(DSC)主要由图像存储器、坐标变是已知的，原始回波数据中的每个元素都对应一组极坐换、图像插补、Tv显示器组成。其系统的框图如图1标(P，0)。然后将极坐标转换至s平面，而5平面是显示所示平面D的平移，所以最终可以转换到显示平面D，最后完成插值。图1数字扫描

8、变换器的系统框图值图像存储器是DSC装置核心，用来存储一帧或几帧扇形扫描超声图像，对实现坐标转换及实时显示必不可少。坐标变换电路由两部分组成：直角．直角坐标变换图3正查数据地址法的结构和直角一