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基于低秩理论的超声血流壁滤波器
传统的超声血流壁滤波器采用单一的截止频率,对于心跳、呼吸等因素所产生的不同组织运动滤波效果不佳.提出一种基于低秩理论的超声血流壁滤波方法.通过分析超声血流的特点,将其公式化并建立低秩模型,模型包括一个矩阵秩的小化和一个稀疏矩阵问题.松弛后转化为小化核范数与1范数的线性组合,成为凸优化可解问题,从而实现低秩滤波.这种滤波的创新性在于它是自适应的,同时考虑了信号的低秩性与稀疏性两个特点,通过线性组合使得滤波效果达到优.通过低秩滤波,超声血流仿真数据得到更加精确的血流信号.对比传统的FIR滤波,分别采用12阶、56阶和92阶的FIR滤波器,得到血流信号对比实际仿真数据的RMS误差分别约为34％、16％和12％,而低秩滤波的RMS误差则低于0.001％.低秩滤波相比传统FIR滤波,不仅提高了精度,而且滤波后的信号长度不会损失.但是低秩模型计算过于复杂,因此目前还很难应用在实时的超声系统中.
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基于FPGA的两种高速高阶FIR滤波器的设计与比较
目的 设计满足全数字眼科超声系统高速高性能信号处理需要的数字滤波器.方法 用加入流水线级的并行乘累加方式和基于分割表的并行分布式算法设计基于现场可编程门阵列(FPGA)的32阶高速FIR低通滤波器,并在Quartus Ⅱ开发平台及Modelsim仿真平台上进行仿真验证.结果 2种方式设计的FIR滤波器经仿真验证,均满足设计要求.结论 通过对设计结果的分析比较,基于分割表的并行分布式算法设计的滤波器能在灵活配置资源占用的情况下,实现高速数据处理,为全数字眼科超声系统中滤波器的实现方法提供了选择的依据.
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基于FPGA超声信号数字动态滤波器的实现
目的:本文研究了基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)超声成像系统中数字动态滤波器的实现方法和过程.方法:动态滤波器中FIR滤波器采用分布式算法(Distributed Arithmetic,DA)实现结构,并在应用中对DA算法进行了改进,包括数据并行处理结构的设计、对查找表(Look Up Table,LUT)输入字长N大小的控制和具有对称系数的FIR滤波器的采用.改进后的DA实现在FPGA资源占用和处理速度之间达到了平衡.同时,结合多级流水线结构,动态滤波器实现了数字超声信号并行处理.结果:采用常值滤波器(远场匹配参数)进行滤波后,超声回波图像远场分辨率达到了要求,但越靠近近场效果越差.相比之下,本文设计的基于FPGA超声信号动态数字滤波器达到了很好的滤波效果,使回声图像近场和远场都有佳分辨率.结论:利用FPGA实现超声系统中动态滤波器是完全可行的,并且有助于提高系统的稳定性和可靠性,并大大减低系统成本.
