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超声图像的重建实验 Lin, Jiangli Oct. 2009
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B超成像原理 波束形成 电路 图像 存储器 坐标变换 DSC部件 探头 显示器
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数据抽取: 进行16倍抽取
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坐标变换 超声回波 信号采样点 电视显示 象素点 坐标变换 数据插补
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探头的参数 探头名称35C50HA 标准频率(MHz) 3.5 采样频率(MHz)40 半径 (mm) 50
总的扫描线数是256条,扇扫角度为73度 实验常采用第一挡扫描(第9条至248)共240条扫描线,扇形扫描角度为68度
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一、超声RF信号的获取 启动DP-9900超声实验仪
启动对应电脑上的采集程序DataAquire.exe(支持WIN2000和WINXP)。设置连续采样内存大小为10*4M byte,设置存储路径和文件名。(请班长设置每个同学名字的文件夹) RF信号采集:超声显示仪上的图象“冻结”之前采信号, 在冻结之前采集实时数据,冻结后保存电影回放文件到硬盘。
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源文件 liver_para.txt(说明文件) liver1.dat, liver2.dat,…….(二进制文件)
注意从说明文件中了解扫描顺序 liver1.dat, liver2.dat,…….(二进制文件) 每线数据点 8035 每帧扫描线数目 240 每帧中扫描次数 扫描线号
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*.dat文件 每帧为一个文件“liver1.dat ”
格式为:16bit(每个点占用位宽,有符号数) ×8035(点数)×240线(线数),共 字节。 先从小到大(0~8034)存第1线8035点,然后存第2线8035点,以此类推,直到240线结束 整个*.Dat文件是裸数据,没有别的信息。
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二、数据的提取 每2个字节为一位数据读取采集获得的.dat文件,并以十进制的形式存储在相应的.txt文件中
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可见,该信号已经完成了动态时间增益补偿(TGC)
RF信号的时域显示 RF原始回波信号的时域显示 可见,该信号已经完成了动态时间增益补偿(TGC) 直流 分量 组织界面 的强回波信号
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RF信号的频域显示 探头的中心频率3.5MHZ 回波信号中的直流分量 K: 702 Fs:702/8035*40M=3.5M
Ws: 702/8035*2 N:8035/2 Fs:40M/2 Ws:2/2
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二、RF信号的解调 数字下变频技术: RF信号的移频 RF信号的滤波 RF信号的抽取
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RF信号的移频 DFT的循环频移性质 欧拉公式 得: 其中 频移信号的幅度为:
W0= 2π×(l/N)=2π×2702/8035, n=0:8034
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RF信号的滤波 滤波器的设计 fo为RF信号原始采样频率 D为RF信号的抽取因子 阻带截止频率fs=fo/D 通带截止频率fp=rfs
0<r<1:r=0.455 过度带宽△f=fs -fp
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数据的抽取 D=16 抽取因子(8035/512≈16) 对采样数据每隔D个取一个,以形成一个新序列
如果X(n)序列的采样率为fs ,当以D倍抽取采样率减小为fs/D。当x(n)含有大于fs/2D 的频率分量时,就必然产生频谱混叠。
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RF信号的抽取 以16倍抽取后RF信号的频域显示 经抽取后RF信号的频域显示
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三、图象的生成 图象灰度的对数线性变换 图象对应扫描线的重排 图象的插值重建
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图象灰度的对数线性变换
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图象对应扫描线的重排 采取RF信号的说明文件 扫描线重排后的图象 不存在M扫描数据 采集到 5 帧图像数据 每线数据点 8035
图象对应扫描线的重排 采取RF信号的说明文件 扫描线重排后的图象 不存在M扫描数据 采集到 帧图像数据 每线数据点 8035 每帧扫描线数目 240 每帧中扫描次数 扫描线号 . . . .
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应用R-Θ 线性插值方法重建图象 重建后RF信号数据图象与超声仪上存储图象的对比
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