[实用新型]全数字B超仪器图形合成装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及超声仪器的图像和字符图形合成和显示输出，特别是涉及一种利用XILINX公司高性能的SPARTAN 3E系列FPGA中的XC3S250E-4PQ208C将高帧率超声图像和多颜色的字符图形进行合成并送给多种显示设备的装置及方法。

背景技术

在医用B超仪器中除了显示高帧率的超声图像外，同时必须在超声图像上合成必要的字符或者计算测量图形及其结果，如图7所示。

现有的图像字符合成技术有两种解决办法：

一种使用高性能的计算机平台，利用计算机接口技术将图像信号送入到计算机内存中，然后使用计算机软件在图像信号上合成字符图形信号，再用软件将组合好的内容送到标准显示器上显示出来；这种方案对系统平台的要求高，必须使用高性能的控制平台才能在软件上完成高帧率的图像和多颜色字符图形的合成显示，同时控制平台构成也比较庞大，不利于构建小型便携式的B超仪器。

另一种使用普通的TTL电路或者小规模的可编程GAL器件将超声图像信号合成单位色的字符图形信号并经过D/A转换变成模拟信号送给显示终端。这种方案的缺点是TTL电路或者GAL器件的处理速度和逻辑容量都比较有限，难以满足高帧率图像或者多颜色的字符图形合成要求，这些器件集成度低，更不能集成其它的图像处理功能，而且电路构成元器件较多、规模庞大。

发明内容

本实用新型的目的是利用VHDL语言设计，使用XILINX公司高性能的SPARTAN 3E系列FPGA中的XC3S250E-4PQ208C器件的可编程、速度快、逻辑容量大等特点实现高帧率的B超实时图像和多颜色显示字符图形的合成并形成多路显示的全数字B超仪器图形合成装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种全数字B超仪器图形合成装置，其特点是包括：

图像显示范围控制单元，控制在规定的屏幕位置图像数据才参与合成，送给后续的图像处理单元；

超声图像处理单元，将超声图像数据进行灰阶变换或者增加伪彩色显示，以便于用户更好的对诊断结果做出判断；

高帧率图像和字符图形的合成单元，将实时的超声图像与应用程序生成的丰富界面或者计测结果等进行合成，输出最终的用户界面；

低压差分信号(LVDS Low Voltage Differential Signal)转换驱动单元，直接将数字视频信号转换成低压差分信号，用于驱动LVDS接口的液晶显示器；

使用高速视频D/A转换器ADV7125KST140将数字视频信号转换成模拟VGA视频信号，支持标准VGA显示器，支持多种的显示设备，使用户有更多的选择空间。

现场可编程门阵列(FPGA Field Programmable Gate Array)器件，使用XILINX公司高性能的SPARTAN 3E系列FPGA中的XC3S250E-4PQ208C，逻辑设计采用VHDL语言实现。

本实用新型由于利用VHDL语言设计，使用XILINX公司高性能的SPARTAN 3E系列FPGA中的XC3S250E-4PQ208C器件的可编程、速度快、逻辑容量大等特点实现高帧率的B超实时图像和多颜色显示字符图形的合成并形成多路显示，直接驱动LVDS接口的液晶显示器，使用高速视频D/A转换器ADV7125KST140将数字视频信号转换成模拟VGA视频信号，支持标准VGA显示器。同时在此装置中也集成了超声图像的部分处理功能，包括超声图像灰阶变换、超声图像伪彩功能。从而保证本实用新型既能够高效实时的将控制平台送来的多颜色字符图形信号合成在超声模块送来的高帧率B超实时图像上，然后产生多种的显示输出送给各种显示终端。并保证图像的高帧频又能合成多种的注释字符、计测图形等多样化显示、多颜色字符图形可显示复杂的显示效果，使得用户界面更丰富、友好、易用，计测功能更加完善，且图像帧频高有利于临床诊断；集成度高，缩小系统规模，减轻了控制平台的负担，便于构建小型化便携式B超仪器。

以下结合附图详细描述本实用新型的结构及工作原理：

附图说明

图1是本实用新型的电路组成方框；

图2是本实用新型的输入信号电路连接图；

图3是本实用新型的图像显示范围控制逻辑框图；

图4是本实用新型的灰阶变换逻辑框图；

图5是本实用新型的伪彩功能逻辑框图；

图6是本实用新型的图像和字符图形合成逻辑框图；

图7是现有B超仪器的显示效果图。

具体实施方式