專利名稱：超聲圖像傳輸方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種超聲系統(tǒng)中的超聲數據傳輸，尤其是涉及一種超聲系統(tǒng)中超聲圖像傳輸方法及對應的傳輸系統(tǒng)。
背景技術：
如圖1所示，在超聲系統(tǒng)中，超聲成像前端硬件根據用戶調節(jié)的參數進行超聲成像掃描，產生初始成像數據，圖像采集處理模塊作為軟件程序在處理器系統(tǒng)上運行，其對傳輸到處理器系統(tǒng)的初始成像數據進行信號處理后輸出到顯示器。因此，需要將超聲成像系統(tǒng)的初始成像數據實時的傳輸到處理器系統(tǒng)，并實時的對數據進行分析和處理。從提高傳輸的效率的角度考慮，實現上述功能要求緩存盡量多的數據后一次性傳輸到處理器系統(tǒng)，從而使對處理器中斷的次數降到最低；而從提高傳輸的實時性的角度考慮，緩存會帶來傳輸延遲，為了滿足實時性要求，要求緩存少量數據后就傳輸到處理器系統(tǒng)進行處理?，F有技術在實時超聲成像過程中，對二維圖像和一維圖像分別進行緩存和傳輸到處理器系統(tǒng)。對于二維圖像，超聲成像前端硬件在掃查面上掃描，并將產生的初始成像數據緩存到圖像緩存區(qū)，同時檢測緩存區(qū)中是否已經有一個完整的幀。當檢測到一個完整的幀后向處理器系統(tǒng)發(fā)送一個中斷信號或設置一個標志符，圖像采集模塊檢測到中斷信號或標志符后，將緩存區(qū)里的一幀圖像傳輸到處理器可尋址訪問的存儲區(qū)，傳輸完成后對該幀圖像進行信號處理并輸出到顯示器。對于一維圖像，超聲成像前端硬件對緩存的掃描次數進行計數，并設置一個傳輸閾值；當緩存的初始成像數據等于設定的閾值后，向處理器發(fā)送中斷信號或標志符信號，通知圖像采集處理模塊將一維初 始成像數據傳輸到處理器可尋址訪問的存儲器，傳輸完畢后進行信號處理并刷新一維圖像的顯示。為了維持一維圖像的更新的頻率，使一維圖像不閃爍的刷新，設置的閾值一般需要保證上傳的次數大于或等于刷新頻率。對于二維圖像則使用幀為單位傳輸超聲圖像，處理器系統(tǒng)中斷的次數與超聲系統(tǒng)的成像幀率成正比。當幀率較高時，傳輸超聲圖像占用的處理器資源上升，同時幀率高信號處理也需要占用更多的處理器資源，從而限制了超聲系統(tǒng)所能支持的最高幀率。而一維圖像根據掃描次數傳輸超聲圖像，為了避免一維圖像刷新時圖像更新部分出現閃爍，一維圖像刷新需要在50幀/秒以上。這樣就要求一維圖像以不小于50次/秒的頻率上傳，導致每次傳輸的數據量很少，傳輸效率較低。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足之處，提出的一種用于超聲圖像傳輸的方法，以更簡單的方式平衡傳輸過程中對處理器系統(tǒng)的中斷次數與圖像傳輸實時性之間的矛盾，提高超聲系統(tǒng)中超聲成像數據的吞吐率。本發(fā)明采用如下技術方案實現一種超聲圖像傳輸方法，其包括步驟將超聲成像前端硬件中用于緩存初始成像數據的緩存區(qū)劃分為多個固定大小的緩存塊，所有緩存塊組成一個環(huán)形的緩存塊隊列；
以超聲成像前端硬件每次掃描產生的一組初始成像數據為單位，將一組初始成像數據存入緩存塊隊列其中一個緩存塊；
當存入一個緩存塊中存入的數據長度達到長度閾值時，或者，當初始成像數據在緩存塊中滯留時間達到時間閾值時，由處理器系統(tǒng)通過查詢或中斷方式讀取該緩存塊中的初始成像數據。在一個優(yōu)選實施例中，在每個緩存塊中設置一個時間計時器用于記錄緩存塊中的初始成像數據已經滯留的時間、一個長度計數器用于對緩存塊中有效的初始成像數據的長度進行計數、一個滿標志位用于記錄緩存塊是否為滿狀態(tài)、一個當前緩存塊寄存器用于保存當前緩存塊的編號。在一個優(yōu)選實施例中，所述時間計時器包括用于記錄緩存塊中的初始成像數據已經滯留的時間寄存器、用于保存時間閾值的時間閾值寄存器。在一個優(yōu)選實施例中，所述長度計數器包括用于記錄該緩存塊中有效的初始成像數據的數據長度的數據長度寄存器、用于保存長度閾值的長度閾值寄存器。在一個優(yōu)選實施例中，所述將一組初始成像數據存入其中一個緩存塊的步驟包括`
A、根據當前緩存塊中的長度計數器判斷當前緩存塊中的空閑空間是否能夠緩存該組初始成像數據，若是，則轉入步驟B，否則轉入步驟C、
B、將該組初始成像數據保存到當前緩存塊，并將該組初始成像數據的長度值增加到長度計數器；
C、將當前緩存塊中的滿標志寄存器置為滿狀態(tài)，并通知處理器系統(tǒng)當前緩存塊已滿，將下一個編號的緩存塊設置為當前緩存塊，并將所有緩存塊中當前緩存塊寄存器的值修改為當前緩存塊的編號，轉入步驟A重新嘗試將初始成像數據緩存到當前緩存塊。其中，在步驟A之前，還包括步驟
Al、判斷當前緩存塊中時間計時器的值是否達到時間閾值，若是，則轉入步驟C，否則轉入步驟A。其中，在步驟Al之前，還包括步驟
A2、根據滿標志位判斷當前緩存塊的存儲狀態(tài)是否為滿狀態(tài)，若是，則丟棄該組初始成像數據，否則，轉入步驟Al。在一個優(yōu)選實施例中，所述緩存區(qū)劃分為4個緩存塊，每個緩存塊的大小為I兆字節(jié)。在一個優(yōu)選實施例中，時間閾值設置為20毫秒。另外，本發(fā)明還公開一種超聲圖像傳輸系統(tǒng)，其使用了前述方法來實現超聲成像前端硬件產生的初始成像數據傳輸至處理器系統(tǒng)。與現有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果1、通過將緩存區(qū)劃分為固定長度的緩存塊的方法，使初始成像數據的傳輸以固定長度的緩存塊為傳輸單位，可以根據采用的傳輸技術靈活選擇塊的大小。2、對處理器系統(tǒng)的中斷次數與超聲成像前端硬件產生的數據量成正比，與現有技術中與幀率成正比相比更加合理。3、使用時間計時器，同時通過設置時間閾值，可以保證超聲成像初始數據在緩存區(qū)的延遲時間不會超過時間閾值，通過這種方法能夠保證圖像傳輸的實時性。4、一維掃描和二維掃描的數據統(tǒng)一緩存到當前緩存塊，與現有技術分別緩存到兩個不同的緩存區(qū)相比，降低了系統(tǒng)的復雜度。


圖1是超聲系統(tǒng)的結構示意 圖2是本發(fā)明超聲成像前端硬件中緩存區(qū)的結構示意 圖3是本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的流程示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明的基本構思為將二維掃描和一維掃描產生的初始成像數據統(tǒng)一進行緩存，緩存長度達到一定長度閾值后，通知處理器系統(tǒng)進行處理。當超聲成像前端硬件產生的初始成像數據速率低的情況下，累積一定長度的數據會引入太大的延遲，使圖像顯示滯后。為了避免這個問題，對初始成像數據在緩存區(qū)中的滯留時間進行計時，當滯留時間超過設定的時間閾值，而緩存長度還沒有達到設定的長度閾值時，也通知處理器系統(tǒng)對緩存數據進行處理，保證傳輸的實時性。在實時成像狀態(tài)下，超聲成像前端硬件根據用戶調節(jié)的參數進行超聲成像掃描，對從探頭接收回來的超聲回波數據經過硬件處理之后，每次一維掃描或二維掃描將產生一組初始成像數據，并輸入到圖像傳輸緩存區(qū)。如圖2所示，超聲成像前端硬件中用于緩存初始成像數據的緩存區(qū)被劃分為多個固定大小的緩存塊。緩存塊是超聲圖像傳輸的單位，大小的選擇要保證能夠至少保存一組初始成像數據。每個緩存塊設置一個時間計時器用于記錄緩存塊中的初始成像數據已經滯留的時間、一個長度計數器對緩存塊中有效的初始成像數據的長度進行計數、一個滿標志位用于記錄緩存塊是否為滿。并且，所有緩存塊組成一個環(huán)形的緩存塊隊列，超聲成像前端硬件向隊列寫入初始成像數據，處理器系統(tǒng)從隊列中讀取初始成像數據。在一個優(yōu)選實施例中，圖像傳輸緩存區(qū)劃分為4個緩存塊，4個緩存塊從0開始編號，編號依次為0、1、2和3 ;且每個緩存塊的大小為I兆字節(jié)。并且，每個緩存塊中分別設置用于記錄該緩存塊中有效的初始成像數據的數據長度的數據長度寄存器、用于保存初始成像數據在緩存區(qū)最大數據長度(即長度閾值)的長度閾值寄存器、用于記錄緩存塊中的初始成像數據已經滯留的時間寄存器、用于保存初始成像數據在緩存塊中最長滯留時間(即時間閾值)的時間閾值寄存器、滿標志位寄存器和用于保存當前緩存塊編號的當前緩存塊寄存器。由數據長度寄存器和長度閾值寄存器實現長度計數器，由時間寄存器和時間閾值寄存器實現時間計時器。為了保證超聲圖像每秒能夠刷新50次，將時間閾值寄存器設置為20毫秒。這樣每個緩存塊累積的初始成像數據不超過20毫秒。如圖3所示，在一個實施例中，本發(fā)明提出的圖像傳輸方法具體包括步驟步驟S11、超聲成像前端硬件掃描一次產生一組初始成像數據，根據當前緩存塊寄存器的值，比如為3，則編號是3的緩存塊為當前緩存塊，嘗試將該組初始成像數據緩存到當前緩存塊中。步驟S12、判斷當前緩存塊的滿標志位寄存器的值，從而判斷當前緩存塊的狀態(tài)是否為滿。如果當前緩存塊處于滿狀態(tài)，表示當前緩存塊中已經沒有空余的緩存區(qū)，轉步驟S13丟棄該組初始成像數據；否則，轉到步驟S14。步驟S14、根據時間寄存器并判斷當前緩存塊是否為滿，即判斷時間寄存器是否大于時間閾值寄存器的值，如是，就轉步驟S17，否則轉入步驟S15。步驟S15、根據當前緩存塊中長度計數器進一步判斷當前緩存塊中的空閑空間是否能夠緩存該組初始成像數據。如是，轉入步驟S16，否則轉入步驟S17。步驟S16、如果當前緩存塊剩余空間能夠存下該組初始成像數據，就將該組初始成像數據保存到當前緩存塊，并將該組初始成像數據的長度增加到數據長度寄存器。步驟S17、將當前緩存塊中的滿標志寄存器置為滿狀態(tài)，并通知處理器系統(tǒng)當前緩存塊已滿，并將下一個編號的緩存塊(比如，當前緩存塊的編號為3，則下一個編號為4)設置為當前緩存塊，且修改所有緩存塊中當前緩存塊寄存器的值(將值由“3”修改為“4”)，重新嘗試將初始成像數據緩存到當前緩存塊。處理器系統(tǒng)通過查詢或中斷方式，讀取緩存塊是否為滿的信息，處理器系統(tǒng)對滿狀態(tài)的緩存塊，根據時間大小依次處理；處理完畢后，清滿標志寄存器、數據長度寄存器和時間寄存器。與現有技術相比 ，本發(fā)明具有如下有益技術效果為1、通過將緩存區(qū)劃分為固定長度的緩存塊的方法，使初始成像數據的傳輸以固定長度的緩存塊為傳輸單位，可以根據采用的傳輸技術靈活選擇塊的大小。2、對處理器系統(tǒng)的中斷次數與超聲成像前端硬件產生的數據量成正比，與現有技術中與幀率成正比相比更加合理。3、使用時間計時器，同時通過設置時間閾值，可以保證超聲成像初始數據在緩存區(qū)的延遲時間不會超過時間閾值，通過這種方法能夠保證圖像傳輸的實時性。4、一維掃描和二維掃描的數據統(tǒng)一緩存到當前緩存塊，與現有技術分別緩存到兩個不同的緩存區(qū)相比，降低了系統(tǒng)的復雜度。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種超聲圖像傳輸方法，其特征在于，所述方法包括步驟將超聲成像前端硬件中用于緩存初始成像數據的緩存區(qū)劃分為多個固定大小的緩存塊，所有緩存塊組成一個環(huán)形的緩存塊隊列；以超聲成像前端硬件每次掃描產生的一組初始成像數據為單位，將一組初始成像數據存入緩存塊隊列其中一個緩存塊；當存入一個緩存塊中存入的數據長度達到長度閾值時，或者，當初始成像數據在緩存塊中滯留時間達到時間閾值時，由處理器系統(tǒng)通過查詢或中斷方式讀取該緩存塊中的初始成像數據。
2.根據權利要求1所述超聲圖像傳輸方法，其特征在于，在每個緩存塊中設置一個時間計時器用于記錄緩存塊中的初始成像數據已經滯留的時間、一個長度計數器用于對緩存塊中有效的初始成像數據的長度進行計數、一個滿標志位用于記錄緩存塊是否為滿狀態(tài)、一個當前緩存塊寄存器用于保存當前緩存塊的編號。
3.根據權利要求2所述超聲圖像傳輸方法，其特征在于，所述時間計時器包括用于記錄緩存塊中的初始成像數據已經滯留的時間寄存器、用于保存時間閾值的時間閾值寄存器。
4.根據權利要求2所述超聲圖像傳輸方法，其特征在于，所述長度計數器包括用于記錄該緩存塊中有效的初始成像數據的數據長度的數據長度寄存器、用于保存長度閾值的長度閾值寄存器。
5.根據權利要求2或3或4所述超聲圖像傳輸方法，其特征在于，所述將一組初始成像數據存入其中一個緩存塊的步驟包括A、根據當前緩存塊中的長度計數器判斷當前緩存塊中的空閑空間是否能夠緩存該組初始成像數據，若是，則轉入步驟B，否則轉入步驟C、B、將該組初始成像數據保存到當前緩存塊，并將該組初始成像數據的長度值增加到長度計數器；C、將當前緩存塊中的滿標志寄存器置為滿狀態(tài)，并通知處理器系統(tǒng)當前緩存塊已滿，將下一個編號的緩存塊設置為當前緩存塊，并將所有緩存塊中當前緩存塊寄存器的值修改為當前緩存塊的編號，轉入步驟A重新嘗試將初始成像數據緩存到當前緩存塊。
6.根據權利要求5所述超聲圖像傳輸方法，其特征在于，在步驟A之前，還包括步驟Al、判斷當前緩存塊中時間計時器的值是否達到時間閾值，若是，則轉入步驟C，否則轉入步驟A。
7.根據權利要求6所述超聲圖像傳輸方法，其特征在于，在步驟Al之前，還包括步驟A2、根據滿標志位判斷當前緩存塊的存儲狀態(tài)是否為滿狀態(tài)，若是，則丟棄該組初始成像數據，否則，轉入步驟Al。
8.根據權利要求1所述超聲圖像傳輸方法，其特征在于，所述緩存區(qū)劃分為4個緩存塊，每個緩存塊的大小為I兆字節(jié)。
9.根據權利要求1所述超聲圖像傳輸方法，其特征在于，時間閾值設置為20毫秒。
10.一種超聲圖像傳輸系統(tǒng)，其特征在于，使用了前述權利要求1-9任何一項所述方法來實現超聲成像前端硬件產生的初始成像數據傳輸至處理器系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種超聲圖像傳輸方法及系統(tǒng)。其中，所述方法包括步驟將超聲成像前端硬件中用于緩存初始成像數據的緩存區(qū)劃分為多個固定大小的緩存塊，所有緩存塊組成一個環(huán)形的緩存塊隊列；以超聲成像前端硬件每次掃描產生的一組初始成像數據為單位，將一組初始成像數據存入緩存塊隊列其中一個緩存塊；當緩存塊中存入的數據長度達到長度閾值時，或者，當初始成像數據在緩存塊中滯留時間達到時間閾值時，由處理器系統(tǒng)通過查詢或中斷方式讀取該緩存塊中的初始成像數據。本發(fā)明以更簡單的方式平衡傳輸過程中對處理器系統(tǒng)的中斷次數與圖像傳輸實時性之間的矛盾，提高超聲系統(tǒng)中超聲成像數據的吞吐率，保證了圖像傳輸的實時性，降低了系統(tǒng)的復雜度。
文檔編號H04N7/24GK103037204SQ20111030339
公開日2013年4月10日 申請日期2011年10月10日 優(yōu)先權日2011年10月10日
發(fā)明者羅政軍, 張羽 申請人:深圳市藍韻實業(yè)有限公司