超聲波接收模塊、方法及系統技術方案

一種超聲波接收模塊、方法及系統。分別儲存對應N個通道的N個回波信號于N組位移暫存器陣列，每一組位移暫存器陣列包括延遲濾波單元與M個位移暫存器。利用一延遲控制器給定一組系數至延遲濾波單元以對M個位移暫存器的數據進行內插運算而得到一輸出值。利用N個先入先出緩沖器以暫存N個輸出值。利用延遲控制器以依據一延遲表決定每一個通道對應的延遲時間，并據以控制一時間多工器依序切換輸出N個輸出值。利用一乘法器以將從時間多工器接收的輸出值乘上對應該通道的一權重值作為一校正值。利用一累加器以累加N個校正值作為一成像值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是有關于一種超聲波接收模塊、方法及系統。
技術介紹
一般而言，超聲波波束成像器包括傳送端與接收端兩個部分。傳送端主要控制每一個通道所需的時序以達到波束聚焦及偏移的效果，并給予每個通道不同的權重值以提升成像品質。接收端則針對每個通道接收到的信號進行延遲加總(delay and sum,DAS)的動作。所謂的延遲加總是指探頭上的各個通道相對于聚焦點位置的路徑長度不同，因而施加延遲補償使得信號可以得到最大的相加性干涉。如此一來，超聲波波束成像器取得任意的信號組合以提供主控器產生灰階影像或是血液流動信息等。目前某些商用超聲波成像裝置的探頭通道數依規格與應用而不盡相同，需要進一步考慮相容性或可擴充性。某些裝置更對于每一通道的信號都需要一組后級的處理單元以進行后續的成像運算處理。
技術實現思路
本專利技術涉及一種超聲波接收模塊、方法及系統。根據本專利技術的第一方面，提出一種超聲波接收模塊，包括N組位移暫存器陣列、一延遲控制器、N個先入先出緩沖器、一時間多工器、一乘法器以及一累加器，N為正整數。N組位移暫存器陣列用以分別儲存對應N個通道的N個回波信號，每一組位移暫存器陣列包括延遲濾波單元與用以儲存回波信號的串接的M個位移暫存器，M為正整數。延遲控制器用以依據一延遲表決定每一個通道對應的延遲時間，并給定一組系數至延遲濾波單元以對M個位移暫存器的數據進行內插運算而得到一輸出值。N個先入先出緩沖器耦接至N組位移暫存器陣列以分別暫存N個輸出值。時間多工器用以依據每一個通道對應的延遲時間依序切換輸出N個輸出值。乘法器用以將從時間多工器接收的輸出值乘上對應該通道的一權重值作為一校正值。累加器用以累加N個校正值作為一成像值。根據本專利技術的第二方面，提出一種超聲波接收方法，包括下列步驟。分別儲存對應N個通道的N個回波信號于N組位移暫存器陣列，每一組位移暫存器陣列包括延遲濾波單元與用以儲存回波信號的串接的M個位移暫存器，N及M為正整數。利用一延遲控制器給定一組系數至延遲濾波單元以對M個位移暫存器的數據進行內插運算而得到一輸出值。利用N個先入先出緩沖器以暫存N個輸出值。利用延遲控制器以依據一延遲表決定每一個通道對應的延遲時間，并據以控制一時間多工器依序切換輸出N個輸出值。利用一乘法器以將從時間多工器接收的輸出值乘上對應該通道的一權重值為作一校正值。利用一累加器以累加N個校正值作為一成像值。根據本專利技術的第三方面，提出一種超聲波接收系統，包括S個孔徑單元、一模擬數字轉換單元、S個如前述的超聲波接收模塊、S個先入先出緩沖器以及一加法器，S為正整數。每一個孔徑單元包括N個孔徑元件以接收N個回波，N為正整數。模擬數字轉換單元用以轉換SXN個回波為SXN個回波信號。S個超聲波接收模塊分別對應至S個孔徑單元，并用以得到S個成像值。S個先入先出緩沖器用以暫存S個成像值。加法器用以加總S個成像值。為了對本專利技術的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉一實施例，并配合附圖，作詳細說明如下:附圖說明圖1繪示依照一實施例的超聲波接收模塊的方塊圖。圖2繪示依照一實施例的內插運算的示意圖。圖3繪示依照一實施例的超聲波接收系統的示意圖。主要元件符號說明10:孔徑元件15:孔徑單元20:模擬數字轉換單元100:超聲波接收模塊110_1 110_4:位移暫存器陣列R1-Rm:位移暫存器114_1 114_4:延遲濾波單元120:延遲控制器130_1 130_4、310:先入先出緩沖器140:時間多工器150:乘法器160:累加器300:超聲波接收系統320:加法器。具體實施例方式本專利技術所提出的超聲波接收模塊、方法及系統，每一個接收模塊可獨立處理多個通道的回波信號，且多個接收模塊可組合以處理更多通道或多線獲取(multiple lineacquisition, MLA)模式下的更多回波信號。請參照圖1，其繪示依照一實施例的超聲波接收模塊的方塊圖。于圖1中，以N等于4為例做說明，然并不限于此，N為正整數。超聲波接收模塊100包括N組位移暫存器陣列110_1 110_4、一延遲控制器120、N個先入先出(FIFO)緩沖器130_1 130_4、一時間多工器140、一乘法器150以及一累加器(accumulator) 160。于圖1中，N個孔徑兀件(aperture element) 10接收對應于N個通道的N個回波。模擬數字轉換單元20轉換此N個回波為對應于N個通道的N個回波信號。每一組位移暫存器陣列110_1 110_4包括一延遲濾波單元(delay filterunit)與串接的M個位移暫存器R1 Rm，M為正整數且可由后續欲進行的內插處理決定M的數值。每一個通道的回波信號依時序儲存至對應的位移暫存器R1-Rm中。延遲控制器120從一延遲表(delay table)讀取所欲還原的深度點中每一個通道對應的延遲時間，并依據所需的精確度給定每個通道中延遲濾波單元對應的一組系數，以對M個位移暫存器R1 Rm的數據進行內插運算而得到一輸出值。其中，此組系數中的M個系數值為2的冪次方，例如為 20、2'2'. .。請參照圖2，其繪示依照一實施例的內插運算的示意圖。于圖2中，ini inM為位移暫存器R1 Rm中的數值，而C1 Cm為延遲控制器120所給定的系數。在此實施例中，系數C1 Cm為2的冪次方，搭配位移的運算可得乘法的效果。由于模擬數字轉換單元20取樣頻率的限制，取樣后的數值其對應的延遲時間僅為取樣頻率的倍數，因此需要延遲控制器120依據延遲表中的數值給定此組系數以進行輔助的內插運算來得到精確的時間延遲。當位移暫存器R1-Rm填滿之后，利用管線并行的特性，即可在每個時脈周期(Clock Cycle)得到內插運算后的一輸出值。N個先入先出緩沖器130_1 130_4耦接至N組位移暫存器陣列110_1 110_4，并分別暫存N個輸出值以調節速度。由于每一個通道接收到回波的時間不同，故時間多工器140利用時間分工的方式，依據每一個通道對應的延遲時間依序切換輸出對應的輸出值至后級的乘法器以進行切趾(apodization)運算。乘法器150將從時間多工器140接收的輸出值乘上對應通道的一權重值以減低旁瓣(side lobe)效應而得到一校正值，此權重值例如由一切趾控制器所決定。當每一個通道皆完成對應的權重值運算后，累加器160累加N個校正值作為一成像值。當超聲波接收模塊可以處理的N個通道數少于實際使用的通道數時，可以使用多個超聲波接收模塊來完成波束成像。請參照圖3，其繪示依照一實施例的超聲波接收系統的示意圖。超聲波接收系統300包括S個孔徑單元15、一模擬數字轉換單元20、S個超聲波接收模塊100、S個先入先出緩沖器310以及一加法器320，S為正整數。每一個孔徑單元包括N個孔徑元件以接收N個回波。模擬數字轉換單元20轉換SXN個回波為SXN個回波信號。S個超聲波接收模塊100分別對應至S個孔徑單元10，并用以得到S個成像值。由于每一個超聲波接收模塊的處理速度不一，S個先入先出緩沖器310用以暫存S個成像值以達到時間上的一致性。是 故，加法器320可以在相同時間內加總S個成像值，以得到對應某一個深度點的波束輸出。舉例來說，若超聲波接收系統300對應至32個通道，而每一個超聲波接本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超聲波接收模塊，包括：N組位移暫存器陣列，用以分別儲存對應N個通道的N個回波信號，每一組位移暫存器陣列包括一延遲濾波單元與用以儲存該回波信號的串接的M個位移暫存器，N及M為正整數；一延遲控制器，用以依據一延遲表決定每一個通道對應的延遲時間，并給定一組系數至該延遲濾波單元以對該M個位移暫存器的數據進行內插運算而得到一輸出值；N個先入先出緩沖器，耦接至該N組位移暫存器陣列以分別暫存該N個輸出值；一時間多工器，用以依據每一個通道對應的延遲時間依序切換輸出該N個輸出值；一乘法器，用以將從該時間多工器接收的該輸出值乘上對應該通道的一權重值作為一校正值；以及一累加器，用以累加該N個校正值作為一成像值。

【技術特征摘要】
2011.10.27 TW 1001391951.一種超聲波接收模塊,包括: N組位移暫存器陣列，用以分別儲存對應N個通道的N個回波信號，每一組位移暫存器陣列包括一延遲濾波單元與用以儲存該回波信號的串接的M個位移暫存器，N及M為正整數； 一延遲控制器，用以依據一延遲表決定每一個通道對應的延遲時間，并給定一組系數至該延遲濾波單元以對該M個位移暫存器的數據進行內插運算而得到一輸出值； N個先入先出緩沖器，耦接至該N組位移暫存器陣列以分別暫存該N個輸出值； 一時間多工器，用以依據每一個通道對應的延遲時間依序切換輸出該N個輸出值； 一乘法器，用以將從該時間多工器接收的該輸出值乘上對應該通道的一權重值作為一校正值；以及 一累加器，用以累加該N個校正值作為一成像值。2.根據權利要求1所述的超聲波接收模塊，其中該N個回波信號是由一模擬數字轉換單元轉換通過N個孔徑元件的N個回波而得到。3.根據權利要求1所述的超聲波接收模塊，其中該組系數的M個系數值各為2的冪次方。4.一種超聲波接收方法，包括: 分別儲存對應N個通道的N個回波信號于N組位移暫存器陣列，每一組位移暫存器陣列包括一延遲濾波單元與用以儲存該回波信號的串...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李建儒，
申請(專利權)人：財團法人工業技術研究院，
類型：發明
國別省市：