超声图像的重建实验

超声图像的重建实验Lin,JiangliOct.2009B超成像原理波束形成电路图像存储器坐标变换电路DSC部件探头显示器•数据抽取:进行16倍抽取超声回波信号采样点电视显示象素点•坐标变换•数据插补坐标变换探头的参数•探头名称35C50HA•标准频率(MHz)3.5•采样频率（MHz）40•半径(mm)50•128个阵元，阵元间距(mm)0.498•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*4Mbyte，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。源文件•liver_para.txt（说明文件）•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022612272228322942305231*.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3085400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。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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RF信号的频域显示回波信号中的直流分量探头的中心频率3.5MHZN：8035/2Fs：40M/2Ws：2/2K：702Fs：702/8035*40M=3.5MWs:702/8035*2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：2()(())()jnlNNNexnXklRk000cos()sin()jnenjn2()jnlNexnQjI22cos()()sin()()QnlxnInlxnNN22QIW0＝2π×(l/N)=2π×2702/8035,n=0:8034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=rfs０r1：r＝0.455过度带宽△f=fs-fp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。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图象灰度的对数线性变换log()newoldpapb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每帧扫描线数目240每帧中扫描次数扫描线号022612272228．．．．202462124722248239241025112612．．．．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