基于FPGA超声信号数字动态滤波器的实现

作者：朱利华; 武剑辉; 栾强厚

来源：现代生物医学进展, 2012, 12(02): 344-347.

DOI：10.13241/j.cnki.pmb.2012.02.008

• 超声信号
• 动态滤波
• 分布式算法
• FIR滤波器
• FPGA

目的:本文研究了基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)超声成像系统中数字动态滤波器的实现方法和过程。方法:动态滤波器中FIR滤波器采用分布式算法(Distributed Arithmetic,DA)实现结构,并在应用中对DA算法进行了改进,包括数据并行处理结构的设计、对查找表(Look Up Table,LUT)输入字长N大小的控制和具有对称系数的FIR滤波器的采用。改进后的DA实现在FPGA资源占用和处理速度之间达到了平衡。同时,结合多级流水线结构,动态滤波器实现了数字超声信号并行处理。结果:采用常值滤波器(远场匹配参数)进行滤波后,超声回波图像远场分辨率达到了要求,但越靠近近场效果越差。相比之下,本文设计的基于FPGA超声信号动态数字滤波器达到了很好的滤波效果,使回声图像近场和远场都有最佳分辨率。结论:利用FPGA实现超声系统中动态滤波器是完全可行的,并且有助于提高系统的稳定性和可靠性,并大大减低系统成本。

• 单位
  东莞电子科技大学电子信息工程研究院; 电子科技大学