專利名稱：圖像處理裝置及超聲診斷儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理和醫(yī)療設(shè)備，具體地是涉及一種圖像處理裝置及超 聲診斷儀。
背景技術(shù)：
超聲成像具有無創(chuàng)、無損、無電離輻射等優(yōu)點，越來越受到人們的重視。 在超聲診斷儀直接成像的基礎(chǔ)上，往往需要對超聲成像數(shù)據(jù)進(jìn)行再次處理， 以實現(xiàn)更高級的功能，比如三維成像、寬徑成像等功能。目前的超聲診斷儀 本身不具備超聲圖像再次處理的功能，必須依賴外置超聲數(shù)據(jù)處理模塊來完 成的，此數(shù)據(jù)處理模塊在結(jié)構(gòu)上與超聲診斷儀完全分離，獨立于超聲診斷儀 而工作。
目前通用的外置超聲數(shù)據(jù)處理模塊的傳輸方式，是將原超聲診斷儀的視
頻輸出Video (視頻)信號，作為圖像數(shù)據(jù)的來源，使用外置的視頻采集卡將 Video信號采集出來，并經(jīng)過數(shù)據(jù)總線將信號傳輸?shù)酵庵贸晥D像處理模塊 中，然后在外置超聲圖像處理模塊中完成圖像數(shù)據(jù)處理，然后經(jīng)顯示設(shè)備對 處理后的圖像進(jìn)行顯示。其中視頻采集功能是由獨立的視頻數(shù)據(jù)采集卡完成 的，該采集卡一般支持Video/S-Video等模擬視頻信號的輸入，采集卡上有高 速A/D (Analog to Digital Convert,模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號)，所以它 可以直接進(jìn)行高頻模擬信號采集，該采集卡一般支持PCI (Peripheral Component Interconnect,夕卜設(shè)部件互連)或USB (Universal Serial Bus, 通用串行總線)接口，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵庵贸晹?shù)據(jù)處理模塊中，結(jié) 構(gòu)如圖l所示。
超聲診斷儀輸出的信號為模擬信號，經(jīng)視頻采集卡中的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為 數(shù)字信號，經(jīng)視頻采集單元輸入到外置超聲圖像處理模塊中處理，處理后輸 出的數(shù)據(jù)經(jīng)D/A (Digital to Analog Convert,數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號) 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬信號，通過顯示設(shè)備顯示出來。
現(xiàn)有技術(shù)使用外置的超聲圖像處理模塊對超聲圖像進(jìn)行再次處理，其主 要缺點是，必須依賴外置的超聲圖像處理模塊才能完成所述處理；而且，現(xiàn)有技術(shù)通過視頻采集卡對超聲診斷儀的視頻信號進(jìn)行采集，作為超聲圖像再
次處理的數(shù)據(jù)來源時，超聲診斷儀的圖像數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)化為Video或者S-Video信 號輸出之前經(jīng)過了一次D/A轉(zhuǎn)換，然后在視頻采集卡中又要經(jīng)過一次A/D轉(zhuǎn)換 為數(shù)字信號傳輸給外置超聲圖像處理模塊，比如傳給PC (Personal Computer, 個人電腦)進(jìn)行處理，處理后的數(shù)據(jù)需要再次經(jīng)過一次D/A轉(zhuǎn)換。因此，使用 外置超聲圖像處理模塊進(jìn)行圖像處理相對于超聲診斷儀需要再經(jīng)過一次D/A 轉(zhuǎn)換和一次A/D轉(zhuǎn)換，這必然會造成有效圖像數(shù)據(jù)的損失，直接影響到再次處 理后的圖像效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的主要技術(shù)問題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種圖像 處理裝置及應(yīng)用該圖像處理裝置的超聲診斷儀。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是， 一種圖像處理裝置， 包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)緩沖模塊、接口控制模塊、處理器和超聲圖像處理 模塊；所述處理器分別與數(shù)據(jù)采集模塊和接口控制模塊相連；數(shù)據(jù)緩沖模塊 分別與數(shù)據(jù)采集模塊和接口控制模塊相連；超聲圖像處理模塊與接口控制模 塊相連；數(shù)據(jù)采集模塊在處理器的控制下采集圖像數(shù)據(jù)，將采集到的圖像數(shù) 據(jù)存入到數(shù)據(jù)緩沖模塊，數(shù)據(jù)緩沖模塊中的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)接口控制模塊傳入超 聲圖像處理模塊進(jìn)行處理，處理后的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)接口控制模塊輸出。
上述的圖像處理裝置，還包括第一顯示處理模塊，其響應(yīng)所述接口控制 模塊的輸出信號，并進(jìn)行顯示處理后輸出。
上述的圖像處理裝置，還包括切換模塊；所述切換模塊的第一輸入端與 所述接口控制單元輸出端相連，其第二輸入端用于與所述超聲圖象數(shù)據(jù)獲取 單元輸出端相連；所述切換模塊的輸出端與所述第一顯示處理單元的輸入端 連接?；蛏鲜龅膱D像處理裝置，還包括切換模塊和第二顯示處理模塊；所述 第二顯示處理模塊的輸入端用于直接采集超聲圖像數(shù)據(jù)獲取單元的圖像數(shù) 據(jù)，所述第二顯示處理模塊的輸出端與切換模塊的第二輸入端相連，第一顯 示處理模塊的輸出端與切換模塊的第一輸入端相連；所述切換模塊選通其第 一輸入端或第二輸入端，輸出處理后的圖像。
上述的圖像處理裝置，所述接口控制模塊包括第一接口控制模塊和第二 接口控制模塊；所述第一接口控制模塊分別與處理器、數(shù)據(jù)緩沖模塊和超聲 圖像處理模塊相連接；所述第二接口控制模塊分別與處理器和超聲圖像處理模塊相連；所述超聲圖像處理模塊處理后的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)所述第二接口控制模 塊輸出。
同時，本發(fā)明提出了一種超聲診斷儀，包括超聲圖像數(shù)據(jù)獲取單元和圖 像處理單元，二者依次連接；所述圖像處理單元包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)緩
沖模塊、接口控制模塊、處理器、超聲圖像處理模塊和第一顯示處理模塊； 所述處理器分別與數(shù)據(jù)采集模塊和接口控制模塊相連；數(shù)據(jù)緩沖模塊分別與 數(shù)據(jù)采集模塊和接口控制模塊相連；超聲圖像處理模塊與接口控制模塊相連； 數(shù)據(jù)采集模塊在處理器的控制下采集超聲圖像數(shù)據(jù)獲取單元輸出的圖像數(shù) 據(jù)，并將該圖像數(shù)據(jù)存入到數(shù)據(jù)緩沖模塊，然后經(jīng)接口控制模塊傳送至超聲 圖像處理模塊進(jìn)行處理，處理后的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)接口控制模塊輸出。
上述的超聲診斷儀，所述圖像處理單元還包括到第一顯示處理模塊，其 響應(yīng)所述接口控制模塊的輸出信號，并進(jìn)行顯示處理后輸出。
上述的超聲診斷儀，所述圖像處理單元還包括切換模塊和第二顯示處理 模塊；所述第二顯示處理模塊的輸入端與超聲圖像數(shù)據(jù)獲取單元的輸出端相 連，所述第二顯示處理模塊的輸出端與切換模塊的第二輸入端相連，第一顯 示處理模塊的輸出端與切換模塊的第一輸入端相連；所述切換模塊選通其第 一輸入端或第二輸入端，輸出處理后的圖像。
上述的超聲診斷儀，所述圖像處理單元還包括切換模塊；所述切換模塊 的第一輸入端與所述接口控制單元輸出端相連，其第二輸入端與所述超聲圖 象數(shù)據(jù)獲取單元輸出端相連；所述切換模塊的輸出端與所述第一顯示處理單 元的輸入端連接。
上述的超聲診斷儀，所述接口控制模塊包括第一接口控制模塊和第二接 口控制模塊；所述第一接口控制模塊分別與處理器、數(shù)據(jù)緩沖模塊和超聲圖 像處理模塊相連；所述第二接口控制模塊分別與處理器、超聲圖像處理模塊 相連；所述數(shù)據(jù)緩沖模塊的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)第一接口控制模塊輸入到超聲圖像處 理模塊、由超聲圖像處理模塊處理后經(jīng)第二接口控制模塊輸入到第一顯示處 理模塊中。
本發(fā)明提供的圖像處理裝置可以用來對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理實現(xiàn)三維成 像、寬徑成像等功能；避免了超聲診斷儀中使用外置圖像處理模塊時需要再 進(jìn)行D/A和A/D而導(dǎo)致的有效圖像數(shù)據(jù)出現(xiàn)損失的缺點，通過對圖像數(shù)據(jù)獲 取單元中的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)直接進(jìn)行處理，保證了超聲圖像再次處理后的圖像效果。從而可以提高使用超聲診斷儀進(jìn)行檢測和分析的準(zhǔn)確性。
本發(fā)明的超聲診斷儀可以通過對現(xiàn)有的超聲設(shè)備進(jìn)行改造而得到，這樣 可以提高設(shè)備的利用率，既提高了圖像處理的功能又節(jié)省了開支。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中對超聲圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明圖像處理裝置硬件電路連接示意圖。 圖3是本發(fā)明實施例一圖像處理裝置的硬件電路連接示意圖。 圖4是本發(fā)明實施例二圖像處理裝置的硬件電路連接示意圖。 圖5是本發(fā)明實施例三超聲診斷儀的硬件電路連接示意圖。 圖6是本發(fā)明實施例四超聲診斷儀的硬件電路連接示意圖。 圖7是本發(fā)明實施例五超聲診斷儀的硬件電路連接示意圖。 圖8是圖像處理裝置對超聲圖像進(jìn)行處理的流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。 實施例一
如圖2所示，圖像處理裝置包括依數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)緩沖模塊、接口 控制模塊、處理器和與控制器模塊相連的超聲圖像處理模塊；其中，數(shù)據(jù)采 集模塊采用CPLD芯片，數(shù)據(jù)緩沖模塊采用SSRAM，處理器中包含有存儲程 序的存儲器采用嵌入式處理器。
如圖3所示，接口控制模塊包括第一接口控制模塊和第二接口控制模塊， 其中第一接口控制模塊與所述處理器、數(shù)據(jù)緩沖模塊和超聲圖像處理模塊相 連接；第二接口控制模塊與所述處理器、超聲圖像處理模塊相連接。
數(shù)據(jù)采集模塊在處理器的控制下采集圖像數(shù)據(jù)，采集到的圖像數(shù)據(jù)存入 到數(shù)據(jù)緩沖模塊，存放在緩沖模塊中的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)第一接口控制模塊傳入超 聲圖像處理模塊進(jìn)行處理，處理后的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)第二接口控制模塊輸出。
第一控制器模塊和第二控制器模塊各包括一個高速USB2.0芯片。
實施例二
如圖4所示，本實施例與實施例一的區(qū)別是還包括與第二接口控制模 塊相連的顯示處理模塊。該圖像處理裝置對超聲圖像進(jìn)行處理的流程如圖8 所示，包括如下步驟(1) 在上電復(fù)位后，系統(tǒng)加載相關(guān)配置文件和嵌入式處理器的固件
(Firmware )5
(2) 加載完成后，嵌入式處理器開始運行存儲在存儲器中的應(yīng)用程序， 進(jìn)入工作狀態(tài)；
(3) 嵌入式處理器接收超聲圖像處理模塊發(fā)送的開始采集命令以及采集
幀數(shù)等信息，嵌入式處理器設(shè)置采集控制邏輯，將原始圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)
緩沖區(qū)中
(4) 超聲圖像處理模塊査詢采集狀態(tài)，直到采集完成為止；
(5) 在數(shù)據(jù)采集完成后，嵌入式處理器接收到開始傳輸命令，將數(shù)據(jù)緩 沖區(qū)中的數(shù)據(jù)以DMA方式通過USB2.0芯片上傳至超聲圖像處理模塊中；
(6) 超聲圖像處理模塊接收到原始數(shù)據(jù)后，進(jìn)行再次處理工作，以實現(xiàn)
三維成像等高級功能；
(7) 超聲圖像處理模塊將處理后的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過USB2.0接口以DMA方式
傳到第二控制器模塊中的USB2.0芯片中；
(8) 第二控制模塊中的USB2.0芯片收到圖像數(shù)據(jù)后傳給顯示處理模塊， 顯示處理模塊對接收到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)換后的模擬數(shù)據(jù) 傳給顯示器
實施例三
如圖5所示，本例的超聲診斷儀包括超聲圖像數(shù)據(jù)獲取單元和圖像處理 單元，二者依次連接；其中，圖像處理單元包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)緩沖模 塊、接口控制模塊、處理器、超聲圖像處理模塊和第一顯示處理模塊；所述 處理器分別與數(shù)據(jù)釆集模塊和接口控制模塊相連；數(shù)據(jù)緩沖模塊分別與數(shù)據(jù) 采集模塊和接口控制模塊相連；超聲圖像處理模塊與接口控制模塊相連。
其中，超聲圖像數(shù)據(jù)獲取單元包括依次相連的超聲回波接收模塊、A/D 轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)處理模塊；接口控制模塊包括第一接口控制模塊和第二接口控 制模塊；第一接口控制模塊分別與處理器、數(shù)據(jù)緩沖模塊和超聲圖像處理模 塊相連；第二接口控制模塊分別與處理器、超聲圖像處理模塊和第一顯示處 理模塊相連。
超聲圖像數(shù)據(jù)獲取單元獲取的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理模塊輸出到數(shù)據(jù)采集 模塊中，采集到的圖像數(shù)據(jù)存入到數(shù)據(jù)緩沖模塊，然后經(jīng)第一接口控制模塊 傳入超聲圖像處理模塊進(jìn)行處理，處理后的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)第二接口控制模塊輸入到第一顯示處理模塊，經(jīng)第一顯示處理模塊處理后輸出到顯示器進(jìn)行顯示。 實施例四
如圖6所示，本實施例與實施例三的區(qū)別是圖像處理單元還增設(shè)切換 模塊和第二顯示處理模塊；第二顯示處理模塊的輸入端與超聲圖像數(shù)據(jù)獲取 單元的輸出端相連，第一顯示處理模塊和第二顯示處理模塊的輸出端分別與 切換模塊的第一輸入端和第二輸入端相連；經(jīng)切換模塊選擇，輸出處理后的 圖像到顯示器進(jìn)行顯示。 實施例五
如圖7所示，本例與實施例四的區(qū)別是，切換模塊的第一輸入端和第二輸 入端分別直接與第二接口控制模塊的輸出端和超聲圖像數(shù)據(jù)獲取單元的輸出 端直接相連，當(dāng)需要對超聲圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行高級處理時，切換模塊的第一輸入 端導(dǎo)通，第二輸入端關(guān)閉；當(dāng)不需要對超聲數(shù)據(jù)進(jìn)行高級處理時，切換模塊 的第二輸入端導(dǎo)通、第一輸入端關(guān)閉；經(jīng)切換模塊選擇輸出的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)第 一顯示處理模塊處理后輸出到顯示器進(jìn)行顯示。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明， 不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。例如數(shù)據(jù)采集模塊中的邏輯 芯片也可以是FPGA或者ASIC芯片；第一接口控制模塊與第二接口控制模塊 可以不限于一個高速USB2.0芯片，為了提高處理速度，其可以為多個相互連 接的高速USB芯片；嵌入式處理器可以是MCU也可以是由邏輯器件實現(xiàn)的 軟核處理器等；超聲圖像數(shù)據(jù)獲取單元輸出的圖像數(shù)據(jù)可以為超聲圖像的原 始圖像數(shù)據(jù)也可以是對原始圖像數(shù)據(jù)處理后的圖像數(shù)據(jù)。對于本發(fā)明所屬技 術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若 干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專 利保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種圖像處理裝置，其特征是包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)緩沖模塊、接口控制模塊、處理器和超聲圖像處理模塊；所述處理器分別與數(shù)據(jù)采集模塊和接口控制模塊相連；數(shù)據(jù)緩沖模塊分別與數(shù)據(jù)采集模塊和接口控制模塊相連；超聲圖像處理模塊與接口控制模塊相連；數(shù)據(jù)采集模塊在處理器的控制下采集圖像數(shù)據(jù)，將采集到的圖像數(shù)據(jù)存入到數(shù)據(jù)緩沖模塊，數(shù)據(jù)緩沖模塊中的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)接口控制模塊傳送至超聲圖像處理模塊進(jìn)行處理，處理后的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)接口控制模塊輸出。
2、 如權(quán)利要求l所述的圖像處理裝置，其特征是還包括第一顯示處理 模塊，其響應(yīng)所述接口控制模塊的輸出信號，并進(jìn)行顯示處理后輸出。
3、 如權(quán)利要求2所述的圖像處理裝置，其特征是還包括切換模塊；所 述切換模塊的第一輸入端與所述接口控制單元輸出端相連，其第二輸入端用 于與所述超聲圖象數(shù)據(jù)獲取單元輸出端相連；所述切換模塊的輸出端與所述 第一顯示處理單元的輸入端連接。
4、 如權(quán)利要求2所述的圖像處理裝置，其特征是還包括切換模塊和第 二顯示處理模塊；所述第二顯示處理模塊的輸入端用于直接采集超聲圖像數(shù) 據(jù)獲取單元的圖像數(shù)據(jù)，所述第二顯示處理模塊的輸出端與切換模塊的第二 輸入端相連，第一顯示處理模塊的輸出端與切換模塊的第一輸入端相連；所 述切換模塊選通其第一輸入端或第二輸入端，輸出處理后的圖像。
5、 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的圖像處理裝置，其特征是所述接口 控制模塊包括第一接口控制模塊和第二接口控制模塊；所述第一接口控制模 塊分別與處理器、數(shù)據(jù)緩沖模塊和超聲圖像處理模塊相連接；所述第二接口 控制模塊分別與處理器和超聲圖像處理模塊相連；所述超聲圖像處理模塊處 理后的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)所述第二接口控制模塊輸出。
6、 一種超聲診斷儀，包括超聲圖像數(shù)據(jù)獲取單元和圖像處理單元，二者 依次連接；其特征是所述圖像處理單元包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)緩沖模塊、 接口控制模塊、處理器、超聲圖像處理模塊和第一顯示處理模塊；所述處理 器分別與數(shù)據(jù)采集模塊和接口控制模塊相連；數(shù)據(jù)緩沖模塊分別與數(shù)據(jù)采集 模塊和接口控制模塊相連；超聲圖像處理模塊與接口控制模塊相連；數(shù)據(jù)采 集模塊在處理器的控制下采集超聲圖像數(shù)據(jù)獲取單元輸出的圖像數(shù)據(jù)，并將該圖像數(shù)據(jù)存入到數(shù)據(jù)緩沖模塊，然后經(jīng)接口控制模塊傳送至超聲圖像處理 模塊進(jìn)行處理，處理后的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)接口控制模塊輸出。
7、 如權(quán)利要求6所述的超聲診斷儀，其特征是所述圖像處理單元還包 括到第一顯示處理模塊，其響應(yīng)所述接口控制模塊的輸出信號，并進(jìn)行顯示 處理后輸出。
8、 如權(quán)利要求7所述的超聲診斷儀，其特征是所述圖像處理單元還包 括切換模塊和第二顯示處理模塊；所述第二顯示處理模塊的輸入端與超聲圖 像數(shù)據(jù)獲取單元的輸出端相連，所述第二顯示處理模塊的輸出端與切換模塊 的第二輸入端相連，第一顯示處理模塊的輸出端與切換模塊的第一輸入端相 連；所述切換模塊選通其第一輸入端或第二輸入端，輸出處理后的圖像。
9、 如權(quán)利要求7所述的超聲診斷儀，其特征是所述圖像處理單元還包 括切換模塊；所述切換模塊的第一輸入端與所述接口控制單元輸出端相連， 其第二輸入端與所述超聲圖象數(shù)據(jù)獲取單元輸出端相連；所述切換模塊的輸 出端與所述第一顯示處理單元的輸入端連接。
10、 如權(quán)利要求6-9中任一項所述的超聲診斷儀，其特征是所述接口控 制模塊包括第一接口控制模塊和第二接口控制模塊；所述第一接口控制模塊 分別與處理器、數(shù)據(jù)緩沖模塊和超聲圖像處理模塊相連；所述第二接口控制 模塊分別與處理器、超聲圖像處理模塊相連；所述數(shù)據(jù)緩沖模塊的圖像數(shù)據(jù) 經(jīng)第一接口控制模塊輸入到超聲圖像處理模塊、由超聲圖像處理模塊處理后 經(jīng)第二接口控制模塊輸入到第一顯示處理模塊中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種圖像處理裝置及超聲診斷儀，該圖像處理裝置包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)緩沖模塊、接口控制模塊、處理器和超聲圖像處理模塊；數(shù)據(jù)采集模塊在處理器的控制下采集圖像數(shù)據(jù)，將采集到的圖像數(shù)據(jù)存入到數(shù)據(jù)緩沖模塊，數(shù)據(jù)緩沖模塊中的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)接口控制模塊傳送至超聲圖像處理模塊進(jìn)行處理，處理后的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)接口控制模塊輸出。本發(fā)明提供的圖像處理裝置可以對超聲圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行三維成像、寬徑成像等處理；避免了超聲診斷儀使用外置圖像處理模塊時有效圖像數(shù)據(jù)出現(xiàn)損失，保證了超聲圖像再次處理后的圖像效果。從而可以提高使用超聲診斷儀進(jìn)行檢測和分析的準(zhǔn)確性。
文檔編號A61B8/00GK101449982SQ20071007757
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月4日
發(fā)明者何緒金, 劉陽春, 哲 王 申請人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司