超声波束合成聚焦参数实时计算方法及装置

摘要

本发明涉及一种实时计算超声波束合成聚焦参数的方法及装置，设置初始化参数值，在第一中间变量sum原值上递加2*c2*n+2*tD*n，计算出第一中间变量的新值，计算第二中间变量sum_a：sum_a＝sum-2*T-2*tD+1，比较第一中间变量sum和第二中间变量sum_a的绝对值大小，如果|sum_a|＜|sum|则递减迭代计算焦点阵元延时差tD，并置第一中间变量sum值为第二中间变量sum_a的值，根据比较结果设置聚焦位为0或1并输出。只需预先加载有限的初始化参数，通过迭代逼近计算，即可获得比较理想的聚焦参数。适用于线阵、相控阵、凸阵。适用于多波束，支持多波束接收聚焦校正。在FPGA中实现，可适用于任意通道数和焦点数系统。

主权项

一种用于超声波束合成聚焦参数的计算装置，包括时钟发生器和初始化参数加载单元(U1)，所述时钟发生器用于为所述计算装置提供时钟信号，所述初始化参数加载单元用于加载所述计算装置的初始化参数，其特征在于还包括：第一暂存器(R1)，与所述初始化参数加载单元接口连接，用于暂存第一中间变量sum；第二暂存器(R2)，与初始化参数加载单元接口连接，用于暂存焦点阵元延时差tD；第一迭代计算单元(U2)，其从所述初始化参数加载单元(U1)获取相应的初始化参数值，从所述第二暂存器(R2)获取焦点阵元延时差tD值，在每步迭代计算过程中对从所述第一暂存器(R1)获取的第一中间变量sum值递加2*c2*n+2*tD*n，计算出所述第一中间变量sum的新值，其中n为整数、c2为一初始化参数；延迟变更预测单元(U3)，其从所述第一迭代计算单元(U2)获取第一中间变量sum值，从所述第二暂存器获取焦点阵元延时差tD值，按下述公式计算第二中间变量sum_a值：sum_a＝sum‑2*T‑2*tD+1，其中T为焦点声程；判断单元(U4)，用于比较所述第一中间变量sum与所述第二中间变量sum_a的绝对值大小，并根据比较结果输出控制信号；第二迭代计算单元(U5)，用于迭代计算焦点阵元延时差tD，其根据所述判断单元(U4)的输出信号选择进行迭代递减运算，并向所述第二暂存器(R2)获取焦点阵元延时差tD和写入运算后的焦点阵元延时差tD；聚焦位单元(10)，用于根据所述判断单元(U4)的输出信号选择聚焦位为“1”或“0”并输出；所述第一暂存器(R1)的初始值sum0由所述初始化参数加载单元(U1)提供，后续值根据所述判断单元(U4)输出的控制信号选择由延迟变更预测单元(U3)或者第一迭代计算单元(U2)提供；所述第二暂存器(R2)的初始值tD0由所述初始化参数加载单元(U1)提供，后续值由第二迭代计算单元(U5)提供，并在第一个接收焦点时输出焦点阵元延时差tD。