能實現圖像、圖形、字符等多參數實時貯存和顯示的存貯器的製作方法
2023-10-25 09:02:47 1
專利名稱：能實現圖像、圖形、字符等多參數實時貯存和顯示的存貯器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種存貯器，具體地講，本實用新型涉及的是一種能在單個存貯器上實現圖像、圖形、字符等多參數實時貯存和顯示的存貯器。
在醫學診斷領域內，超聲波診斷儀與X光機、CT、核磁共振等影像檢查相比，具有實時性、使用方便，無射線損傷以及費用較低等優點。現有的B超成像儀體積大，難以搬動，無法進入一些特殊場合，為了填補此項醫學空白，研究人員提出了用於手掌式數位化多功能超聲波診斷儀的能實現圖像、圖形、字符等多參數實時貯存和顯示的存貯器本實用新型的目的在於提供一種用於手掌式數位化多功能超聲波診斷儀的能實現圖像、圖形、字符等多參數實時貯存和顯示的存貯器。
本實用新型的發明目的可以通過以下方式得以實現採用複合分時技術，將圖像數據、圖形數據、文本數據分時、複合存貯在一個存貯器內，既縮小了體積，又提高資源的利用率。
以下是本實用新型的
，通過附圖說明並結合詳細描述，可以清楚地理解本實用新型，其中附圖1是本實用新型所述的手掌式超聲波診斷儀的系統框圖；附圖2是本實用新型所述的手掌式超聲波診斷儀中數字掃描變換器加控制器(U1)的7個部分集成在一個IC晶片中的內部框圖；附圖3是本實用新型所述的存貯和顯示系統中數據讀修改寫控制器的讀修改寫周期示意圖；附圖4是本實用新型所述的存貯和顯示系統的讀寫周期示意圖；附圖5是本實用新型所述的在一個存貯器上實現圖象、圖形、字符等多參數實時貯存和顯示的框圖；其中，圖5b、c、d表示的電路圖分別在標註的位置φ、Ω、β、δ連接。
附圖6是本實用新型所述的由12個超聲元組合而成一束超聲束的示意圖；附圖7是本實用新型所述的可編程高密度接受焦點系統的框圖；本實用新型所述的手掌式B超成像儀包括11個部分組成，其系統框圖見附圖1，詳細說明如下第一部分U1數字掃描變換器加控制器，其內部分為7個部分是集成在一個IC晶片內。
第二部分U2存貯器存貯超聲回波數據、圖像、圖形、文本數據。
第三部分U3高壓發射開關系統，產生高壓發射脈衝，並且連接到相應的超聲發射振元。
第四部分U4接收動態孔徑可變系統，將不同的振元超聲回波信號接收組合延時。
第五部分U5放大檢波，將回波信號放大、檢波。
第六部分U6數據轉換信號，將超聲回波信號轉換成數字量。
第七部分U7CPU中央處理器，控制、計算等功能。
第八部分U8D/A數模轉換，將圖像信號、文本、圖形信號轉換成模擬量。
第九部分U9顯示器，可接標準視頻信號顯示器，也可接TFT液晶顯示器。
第十部分U10前面板，按鍵，可通行功能、測量操作。
第十一部分U11探頭，可接線陣探頭或凸陣探頭。
本實用新型所述的手掌式B超成像儀工作流程說明，見附圖1，由U1中的發射編碼發射焦點控制器的發出超聲波，發射群信號通過U3高壓發射開關系統接至U11超聲探頭(線陣、凸陣)中的不同超聲陣元，發出一組超聲波信號，超聲波信號通過人體產生回波，由U1中的接收通道編碼、接收焦點編碼控制器控制通過U4，接收動態孔徑多焦點系統將多組不同的振元回波信號合成延時，即聚焦；再通過U5放大檢波邊緣處理等處理琪成一束超聲束。
通過U6模式數轉換成數位訊號。
再通過U1中的幀處理器進行不同係數的幀處理，再由U1中的DSC產生寫入地址，存入存貯器U2中；完成了一根超聲探測線的過程。接著按以上過程完成第二線、第三線…，直至形成一幅超聲波聲像圖。
另一方面，U1中的圖形、圖像、文本、分離合成器將存貯器U2讀出的數據分離並且通過U8數據換器與U1中的視頻信號發生器的同步信號發生器的同步信號一起混合成標準視頻信號送至顯示器或TFT顯示器，U7中央處理器完成面板操作、測量、計算等功能。
為了更清楚地解釋本實用新型的創造性所在，下面更加具體地描述能夠真正實現B超診斷儀手掌化的三個關鍵技術，即，高集成數字掃描變換器、數據存貯器和高密度多焦點動態數據接收放大系統。
在本實用新型所述的手掌化B超診斷儀中，其關鍵的技術之一是構造具有高度集成的、靈活可靠的數字掃描變換器(U1)，所述的數字掃描變換器加控制器，其內部分為7個部分，它們是集成在一個IC晶片內，見附圖2。
1．DSC數字掃描變換讀寫地址形成器。
2．存貯器控制存貯器讀寫、地址切換、凍結等控制。
3．圖像數據幀處理器對圖像信號進行幀處理。
4．視頻發生器產生HS、VS等一些視頻同步信號。
5．發射編碼器、焦點發生器產生不同焦點、不同振元的發射信號。
6．接收通道編碼、接收焦點編碼控制產生不同接收通道的編碼，以及不同焦點的開關延時碼。
7．圖像、圖形、文本分離合成器。
這7部分集成在一個3萬6幹門的ASIC集成晶片內，構成了U1，此為本實用新型所述的手掌式B超診斷儀的關鍵部分。
本實用新型所述的手掌化B超診斷儀中的另一個關鍵的技術是構造高度緊密的數據存貯結構。
現有技術中，在顯示屏上同時實時地顯示帶灰階的圖像、圖形和文本信息時，通常擁有與顯示區域相映射的存貯器、圖形存貯器和文本存貯器，以及與它們相對應的存貯器的讀寫控制、數據總線、地址總線。
三種數據與顯示器的行同步信號、場同步信號混合將圖像信號、圖形信號、文本信號顯示在相對應的射區內，得到一幅具有灰階的圖像、圖形和文本的組合圖像，但是，採用現有技術的方法存在功耗大、體積大等綜合問題，無法直接用於本實用新型所述的手掌式B超診斷儀。
在本實用新型所述的手掌式B超診斷儀中，圖像、圖形、文本的顯示除了選擇低功耗、小體積的電子原器件外，在電路設計方案上採用一個存貯器和一套讀寫控制總線來實現對圖像(灰階)和圖形、文本的實時存貯和顯示是必須的，其中包括圖像、圖形和文本在存貯器內的分布和圖像、圖形、和文本的存貯(寫入)和顯示(輸出)。
一般醫學圖像顯示的灰階為64灰階，即用6Bit來表示64灰階。而文本和圖形是沒有灰階的亮和顯示的，即用1Bit數據可表示。
本實用新型的研究人員將存貯器的8位數據分割開，低6位(D5-D0)表示圖像數據，第7位(D6)表示圖形，第8位(D7)表示文本(字符)；所述存貯器中一個數據8位數表示三種內容，即，低6位為圖像信息，第7位表示圖形信息，第8位表示文本信息，從而解決了圖像、圖形和文本在存貯器內的分布，將三個存貯器合而為一。
要實現本實用新型所述的圖像、圖形、文本的實時存貯(寫入)和顯示(讀出)，首先需要構造一個存貯器，見附圖3、4、5，它的行地址與顯示器的行數一一對應，它的列地址與顯示器的一一對應，這樣就實現了顯示器上不同位置與存貯器不同位置的一一映射；即，顯示器上的顯示內容就是相應的存貯器上的內容，對存貯器的讀寫就是對顯示器的讀寫和更新。
本實用新型的存貯器的8位數據代表的內容不一樣，低6位為圖像，第7位和第8位分別為圖形和文本，對它們讀寫時採用分時讀寫，對它們的內容採取分離處理，並分別輸入和輸出，一個存貯器讀寫時包括以下幾個過程①讀存貯器數據過程↓②讀圖像數據，修改它們並重新寫入↓③讀存貯器數據↓④讀圖形或文本數據，修改它們並重新寫入。
循環以上四個過程。
第一過程讀存貯器過程，按顯示器顯示順序讀出存貯器的數據，將低6位(D5-D0)圖像信號與第7位、第8位圖形和文本信號分離；將低6位圖像信號轉換成灰階，將第7位和第8位轉換成亮暗混合送入顯示器顯示。
第二個過程讀圖像數據，並在修改它們後寫入圖像信號過程，讀出圖像位置單元的數據。將代表圖像數據的低6位數據修改，保留代表文本和圖像數據的第7位和第8位。然後將這個修改過的數據重新寫入該單元。
第三個過程重複第一過程。
第四個過程讀圖形或文本數據，修改它們並將它們重新寫入，讀出圖形和文本位置單元上的數據，將代表圖形或文本的第7位(D6)、第8位(D7)修改，保留代表圖像信息的低6位數據，然後將這個修改過的數據重新寫入該單元。
其中C1:2M位存貯器，AD/[7:0]存貯器地址D[7:0]有存貯器資料庫，MWR存貯器讀寫控制；C2數據鎖存器；C3》讀寫地址切換器；C4C5》圖像與圖形、文本的地址切換器；
C6 C7:D/A數據轉換成模擬信號；C8數據合成器；C9數據讀修改寫控制器；C10數據鎖存器；C11數據雙向控制器；其中，C8單元數據合成器的說明存貯器的數據D7…D0、其中D5…D0為圖像數據代表灰階，D6、D7為文本和圖形代表亮暗，將圖像數據D5-D0轉換成模擬信號，代表64灰階最亮，D5-D0為0代表亮暗。通過第8單元，D6、D7為1時，那麼輸出就是64代表最亮，D6、D7同時為0時，輸出的值取決於D5-D0的值，即代表圖像灰階值；C7數模轉換將輸入的D5-D0轉換成模擬量，從0伏至2.5伏、D5-D0=0時輸出為0伏，D5-D0=64時輸出為2.5伏；C5、C6讀寫地址切換器，受WR控制，WR為高電平時，地址開關切換至文本和圖形地址；WR為低電平時地址開關切換至圖像地址。
C3、C4讀寫地址切換器、受2WR控制，2WR為高電平時，地址開關切換至寫地址，2WR為低電平時，地址開關切換至讀地址，行讀地址和列讀地址。
C9數據讀修改寫控制器，見附圖3在寫周期中分為讀修改寫周期即T1時期和T2時期，下面詳述這個過程在2WR為高電平時，寫周期開始，存貯器的地址被切換在寫地址狀態，在T1期間存貯器讀出了寫地址單元的數據，通過MWR高電平控制C11數據雙向控制器流入C9。如果WR為低電平時即寫圖像數據，C9將D5-D0數據切換到新的寫入圖像數據M165,…M160而保持原來的MD6、MD7(文本、圖形數據)；如果WR為高電平即寫入文本或圖形數據時，C9將D6、D7切換至新的OD6、OD7而保持原來的MD5-MD0(圖像數據)在T2期間，新組合好的數據MD/[7:0]通過MWR低電平控制C11將數據流入存貯器，這時MWR為低電平，重新將數據寫入這個地址，完成了讀修改過程。
整個讀修改寫系統過程描述如下，可參見附圖4，在2WR為低電平時，讀過程、C3、C2將地址切換至讀地址，並從存貯器讀數據通過MWR高電平控制C11數據雙向控制，將數據送入鎖存器C2並且由2WR的上升沿鎖存數據，然後鎖存器輸出數據通過C8數據合成器將它們D6、D7和D5-D0分離組合成OD5-OD0複合數據通過D/A轉換成模擬量送顯示。
在2WR進入低電平寫過程時，寫地址取決於WR,WR為高電平時寫文本和圖形，WR為低電平時寫圖像，在寫的過程中分為T1、T2兩個時期。T1為讀時期、T2為寫入時期。詳細描述在數據讀寫控制器中。
整個過程為讀數據-修改圖像-讀數據-修寫文本、圖形、讀數據等循環往復。
本實用新型所述的手掌化B超診斷儀中還有一個關鍵的技術是構造高密度多焦點動態數據接收放大系統，見附圖6、7。
本實用新型所述的可編程高密度接收焦點系統採用軟、硬體結合，解決了因焦點數據增加而增加系統的複雜性。同時通過硬編程，焦點的數目、位置等可以任意改變，焦點的數目可以增至50個；這樣，無論是放大圖像，還是超聲探頭的頻率改變，接收焦點將隨之而變，從而大大提高了超聲圖像的解析度和清晰度，由於接收焦點系統不是本實用新型的保護內容，再此就不再贅述。
本實用新型由於對上述的接收焦點系統提出了具體的解決方案，可真正實現B超診斷儀的超小型化，使本實用新型所述的手掌化B超成像儀大大降低了系統的功耗，提高了成像的清晰度，拓寬了B超成像儀的應用領域。
權利要求1.一種能實現圖像、圖形、字符等多參數實時貯存和顯示的存貯器，所述的存貯器是用於手持B超診斷儀，所述的診斷儀包括數字掃描變換器加控制器、存貯器、高壓發射開關系統、接收動態孔徑可變系統、放大檢波、數據轉換信號、CPU中央處理器、D/A數模轉換、顯示器、前面板和探頭，其特徵在於所述的存貯器包括a、C1，一個2M位存貯器，AD/[7:0]；存貯器地址D[7:0]有存貯器資料庫，MWR存貯器讀寫控制；b、C2數據鎖存器；c、C3》讀寫地址切換器；C4d、C5》圖像與圖形、文本的地址切換器；C6E、C7D/A數據轉換成模擬信號；F、C8數據合成器；G、C9數據讀修改寫控制器；H、C10數據鎖存器；I、C11數據雙向控制器；首先，構造一個存貯器，所述的存貯器的行地址與顯示器的行數一一對應，它的列地址與顯示器的一一對應，該存貯器的8位數據的低6位為圖像，第7位和第8位分別為圖形和文本，對它們讀寫時採用分時讀寫，對它們的內容採取分離處理，並分別輸入和輸出，一個存貯器讀寫時包括以下幾個過程①讀存貯器數據過程↓②讀圖像數據，修改它們並重新寫入↓③讀存貯器數據↓④讀圖形或文本數據，修改它們並重新寫入；第一過程讀存貯器過程，按顯示器顯示順序讀出存貯器的數據，將低6位(D5-D0)圖像信號與第7位、第8位圖形和文本信號分離；將低6位圖像信號轉換成灰階，將第7位和第8位轉換成亮暗混合送入顯示器顯示；第二個過程讀圖像數據，並在修改它們後寫入圖像信號過程，讀出圖像位置單元的數據。將代表圖像數據的低6位數據修改，保留代表文本和圖像數據的第7位和第8位。然後將這個修改過的數據重新寫入該單元；第三個過程重複第一過程；第四個過程讀圖形或文本數據，修改它們並將它們重新寫入，讀出圖形和文本位置單元上的數據，將代表圖形或文本的第7位(D6)、第8位(D7)修改，保留代表圖像信息的低6位數據，然後將這個修改過的數據重新寫入該單元；當2WR為低電平時，讀過程、C3、C2將地址切換至讀地址，並從存貯器讀數據通過MWR高電平控制C11數據雙向控制，將數據送入鎖存器C2並且由2WR的上升沿鎖存數據，然後鎖存器輸出數據通過C8數據合成器將它們D6、D7和D5-D0分離組合成OD5-OD0複合數據通過D/A轉換成模擬量送顯示；在2WR進入低電平寫過程時，寫地址取決於WR,WR為高電平時寫文本和圖形，WR為低電平時寫圖像，在寫的過程中分為T1、T2兩個時期。T1為讀時期、T2為寫入時期，詳細描述在數據讀寫控制器中；整個過程為讀數據-修改圖像-讀數據-修寫文本、圖形、讀數據等循環往復。
專利摘要本實用新型涉及的是一種用於超聲波診斷儀能實現圖像、圖形、字符等多參數實時貯存和顯示的存貯器,所述的存貯器採用了複合分時技術,將圖像數據、圖形數據、文本數據分時、複合存貯在一個存貯器內;適用於超小型化的B超診斷儀的,極大地壓縮和利用了有限的空間,提高了儀器的流動性,拓寬了B超成像儀的應用領域。
文檔編號A61B8/00GK2446731SQ0025017
公開日2001年9月5日 申請日期2000年9月13日 優先權日2000年9月13日
發明者王雪喬 申請人:王雪喬