[发明专利]超声波束合成聚焦参数实时计算方法及装置

权利要求书

1.一种超声波束合成聚焦参数的实时计算装置，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(t_D)；

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(t_D)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*t_D*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(t_D)值，按下述公式计算第二中间变量(sum_a)值：sum_a＝sum-2*T-2*t_D+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(t_D)，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(t_D)和写入运算后的焦点阵元延时差(t_D)；

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(t_D0)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(t_D)。

2.如权利要求1所述的超声波束合成聚焦参数的实时计算装置，其特征在于：所述聚焦位置位单元(10)为第一多路选择器，所述第一多路选择器的输入端分别连接高电平“1”和低电平“0”，控制端响应判断单元(U4)输出的控制信号，输出端用于输出聚焦位。

3.如权利要求1或2所述的超声波束合成聚焦参数的实时计算装置，其特征在于：

还包括一个计数比较器(U6)，用于当焦点距离小于特定值时，控制所述计算装置直接输出初始化载入的初始化聚焦参数值(t_D0)，所述特定值由初始化参数加载单元(U1)载入。

4.如权利要求3所述的超声波束合成聚焦参数的实时计算装置，其特征在于：

还包括一个加法器(U7)，用于根据初始化参数将多波束校正声程(K)按一定的时钟周期进行步增，并输出至第一迭代计算单元(U2)；

所述第一迭代计算单元(U2)，从所述加法器(U7)获取多波束校正声程(K)值，在每步迭代计算过程中还对从所述第一暂存器获取的第一中间变量(sum)值采取如下处理之一：

①在X-Y坐标系中，若接收波束相对于发射焦点在X轴的正方向上，则递加+2*c3*m-m²-2*m*K，

②在X-Y坐标系中，若接收波束相对于发射焦点在X轴的负方向上，则递加-2*c3*m-m²-2*m*K，

从而计算出所述第一中间变量(sum)的新值，其中c3为一初始参数、m为校正量的初始参数。

5.如权利要求4所述的超声波束合成聚焦参数的实时计算装置，其特征在于：还包括第二多路选择器(20)，所述第二多路选择器(20)的输入端分别连接第一迭代计算单元(U2)的输出端和延迟变更预测单元(U3)的输出端，控制端响应判断单元(U4)输出的控制信号，输出端耦合到第一暂存器(R1)。