專利名稱：可編程小波樹的制作方法
技術領域：
本發明總體涉及小波樹，并且更特別地涉及可編程小波樹。
背景技術：
超聲棒在醫院及其它醫療機構中變得普遍。超聲棒通常作為診斷系統的一部分，其允許醫生采用非侵入式成像技術來觀察內部器官等。超聲棒(類似于很多其它應用)產生大量的數據，這些數據通常接近于實時地進行處理以生成有用的結果。為此，系統(例如超聲診斷系統)內對應的電子設備傾向于復雜化，并且可能是特定針對測量儀器的(例如超聲棒)。參見圖1,示出了超聲成像系統100的一部分的示例。如該示例中所示，換能器102(即在超聲棒內)能夠從目標(例如患者)生成成像數據，用于模擬前端(AFE) 104。AFE 104通常包括模數轉換器(ADC)、放大器和其它用于數字化的部件。例如，AFE 104可以有8個輸出通道。接著，來自AFE 104的數字化輸出可以被施加到離散余弦變換(DCT)電路106(其可以稱為具有AFE104和/或換能器102的輸入電路)，并且來自DCT電路106的輸出接著可以被施加到壓縮電路107。該壓縮電路107通常包括由分組變換電路108-1至108-N形成的小波樹，其能夠對數字化的圖像數據或信號進行壓縮。接著，來自壓縮電路107的該(一個或多個)壓縮信號可以被量化，并由電路110串行化，從而在輸出通道上向例如雙倍數據率(DDR)同步動態隨機存取存儲器(SDRAM)提供串行數據。
通常，分組變換電路108-1至108_N(其可以在圖2中更詳細地看到，并且標記為108)對到來的數據流執行濾波操作。分組變換電路108通常由“小波樹”構成，其包括級聯的分析電路112-1，I至112-D，2D。對于該示例，小波樹有D個等級。這些分析電路112-1，I至112-D，2D中的每一個(其可以在圖3中更詳細地看到，并標記為112)都包括濾波器202和206 (其可以分別由函數H(Z)和G (z)表示)、抽取器或下采樣器(downsampler) 204和208以及多路復用器(MUX) 210。在該配置中，對于每兩個輸入樣本，濾波器202和206中的每一個生成一個輸出的濾波后樣本，意思是說濾波器202和206在相鄰樣本之間交替。這些濾波器202和206可以是例如正交鏡像濾波器或具有多個(例如10個)抽頭的有限沖激響應(FIR)濾波器。接著，利用抽取器204和208對輸出進行下采樣或抽取(例如2抽取)并且利用多路復用器210進行多路復用。這類實現的描述可以在美國專利預授權公開N0.2011/0096621和2011/0222791中找到，通過引用將它們合并到此用于所有目的。系統100(特別是分組變換電路108)的一個問題是，小波樹的形狀會根據換能器102(例如棒)的配置而變化。換句話說，為達到期望的或最佳性能，改變(分組變換電路108的)小波樹的形狀以適應換能器102 (例如棒)。在圖4和5中，示出了分組變換電路108的小波樹的兩種示例形狀或配置(分別標示為108-A和108-B)。如圖所示，電路108-A為完全小波樹，而電路108-B為不完全小波樹。通常，這通過構建硬件結構(即小波樹)來實現，硬件結構與每一組換能器102 (例如棒)對應，從而減少硬件開銷。期望具有可編程壓縮電路107，但是這還沒有實現，主要原因是對于大量的不完全樹配置，“對齊”來自小波樹的輸出數據存在困難。因此，需要一種可編程小波樹。
發明內容
根據本發明，提供了一種裝置。該裝置包括解多路復用器(DEMUX)，其配置為接收輸入信號；多個樣本緩沖器，其中每個樣本緩沖器都耦合至解多路復用器；第一多路復用器，其耦合至每一個樣本緩沖器；濾波器，其耦合至第一多路復用器；旁路延遲電路，其耦合至第一多路復用器；以及第二多路復用器，其耦合至濾波器和旁路延遲電路。根據本發明，濾波器進一步包括:乘積累加(MAC)電路，其耦合在第一和第二多路復用器之間；以及系數電路，其耦合至MAC電路。根據本發明，系數電路進一步包括:第一系數發生器；第二系數發生器；以及第三多路復用器，其耦合至第一和第二系數發生器和MAC電路。根據本發明，該裝置進一步包括旁路使能表，其被配置為控制第二多路復用器。根據本發明，提供了一種裝置。該裝置包括輸入電路；壓縮電路，其具有多個小波變換電路，其中每個小波變換電路包括:尋址電路；具有旁路使能表的旁路使能電路；耦合至尋址電路的存儲器電路；多個小波電路，其彼此串聯耦合成一序列，其中序列中的第一個小波電路耦合至輸入電路，并且其中序列中的最后一個小波電路耦合至存儲器電路，并且其中每個小波使能電路包括:解多路復用器；多個樣本緩沖器，其中每個樣本緩沖器都耦合至解多路復用器；第一多路復用器，其耦合至每個樣本緩沖器；濾波器，其耦合至第一多路復用器；旁路延遲電路，其耦合至第一多路復用器；以及第二多路復用器，其耦合至濾波器、旁路延遲電路和旁路使能電路，其中第二多路復用器被配置為由旁路使能表來控制；以及耦合至存儲器電路的輸出電路。根據本發明，序列中的每個位置與小波樹的多個級中的至少一級對應，并且其中每個小波電路中的樣本緩沖器的數目與其在小波樹中的級對應。根據本發明，尋址電路進一步包括:第一遞增計數器，其耦合至存儲器電路；地址重映射表電路，其耦合至存儲器電路；以及第二遞增計數器，其耦合至地址重映射表電路。根據本發明，輸出電路進一步包括量化電路。根據本發明，輸入電路進一步包括:具有多個通道的模擬前端(AFE);離散余弦變換(DCT)電路，其耦合至每個通道并耦合至壓縮電路。根據本發明，輸入電路進一步包括超聲棒，其耦合至AFE，并且其中旁路使能表與超聲棒對應。根據本發明，提供了一種方法。該方法包括接收來自超聲棒中的換能器的圖像信號；對圖像信號進行數字化 ，從而生成數字化的圖像信號；利用具有多個級的小波樹對數字化的圖像信號進行壓縮，從而生成壓縮信號，其中小波樹的配置與超聲棒對應，并且其中在每一級都通過以下步驟執行處理:對它的輸入信號進行解多路復用，從而生成解多路復用的輸入信號；將解多路復用的輸入信號施加到多個樣本緩沖器中的至少一個，其中樣本緩沖器的數目與它的級對應；對來自樣本緩沖器的輸出進行多路復用，以生成多路復用的輸出信號；對多路復用的輸出信號進行濾波，以生成濾波后的信號；對多路復用的輸出信號進行延遲，以生成延遲信號；以及基于小波樹的配置在濾波后的信號和延遲信號之間進行選擇；以及對壓縮信號進行量化。根據本發明，濾波步驟進一步包括:選擇多組系數中的至少一組系數；以及利用選定的該組系數對多路復用的輸出信號執行乘積累加操作，以生成濾波后的信號。根據本發明，該方法進一步包括在壓縮步驟之前對數字化的圖像信號應用DCT。
為了更加完整地理解本發明及其優勢，現在結合附圖來參考下面的描述，其中:圖1是常規的超聲診斷系統的一部分的示例的圖示；圖2是圖1的分組變換電路的示例的圖示；圖3是圖2的分析電路的示例的圖示；圖4和圖5是用于圖1和圖2的分組變換電路的示例小波樹配置的圖示；圖6是根據本發明的分組變換電路的示例的圖示；圖7是圖6的小波電路的示例的圖示；以及圖8是用于圖6的分組變換電路的小波樹配置的圖示。
具體實施例方式現參照附圖，其中為清楚起見，所示的元件未必按比例示出，并且其中在若干視圖中，相同或相似的元件由相同的附圖標記來表示。參見圖6，示出了根據本發明的分組變換電路300的示例。該電路300可以替換系統100中的分組變換電路108-1至108-N，并且其通常由小波電路302-1至302-R組成，它們彼此串聯耦合成一序列，使得每個電路都可以運行為一級小波樹。對于電路300的小波樹的配置通常通過應用旁路使能電路304內的旁路使能表(其在圖7中標記為412)而實現。旁路使能電路304可以檢測換能器102 (例如棒)的配置或者被指示這樣做，并且可以選擇合適的小波樹配置。小波電路302-1至302-R以遞歸方式操作，將來自小波樹的輸出值存儲在存儲器電路306 (例如，其可以是靜態隨機存儲器(SRAM)和/或雙端口存儲器電路)中。接著，通過使用尋址電路(其通常包括遞增計數器308-1和308-2以及地址重映射表電路310)來完成存儲器電路306的尋址。在圖7中，可以更加詳細地示出小波電路302-1至302_R(標記為302)。如圖所示，輸入信號XIN施加到解多路復用器408，并且解多路復用的信號施加到合適的樣本緩沖器410-1至410-K。樣本緩沖器410-1至410-K可以具有多個抽頭，以保持公共的輸入樣本，并且樣本緩沖器的數目(例如K)通常與它在序列中的位置對應。通常地，樣本緩沖器的數目(例如K)可以是f1'例如，對于五級(level)樹，序列中的第四小波電路(例如302-4)可以具有8個樣本緩沖器(例 如410-1至410-8)。接著，來自樣本緩沖器410-1至410-K的輸出可以進行多路復用(通過多路復用器414)并施加到電路416和418。對于這一級，乘積累加(MAC)電路416可以操作為濾波器，能夠實現濾波器202和206的功能。這可以被實現，因為系數電路能夠向MAC電路416施加(通過多路復用器406)H(z)濾波器系數(來自系數發生器402)和G(Z)濾波器系數(來自系數發生器404)。當不需要(即通過MAC電路416)濾波時，旁路延遲電路418可以將樣本(以所施加的延遲)提供到下游。由多路復用器420(其本身由旁路使能電路304內的旁路使能表412來控制)來實現過濾(來自MAC電路416)或旁路(來自旁路延遲電路418)的選擇。在圖8中，示出了用于電路300的小波樹(標示為300-A)的示例。電路300-A具有完全小波樹的外表，意味著存在合適的數據“對齊”，但是電路300-A為不完全小波樹(具有與圖5中所示的小波樹相同的配置)。如圖所示,旁路延遲電路418 (標示為BYP)用于替代缺少的分支。因此，電路300可以被編程，以適應換能器102 (例如棒)的多種配置。雖然已經通過參考某些優選實施例這樣描述了本發明，但是應注意，所公開的實施例是說明性的，而不是在本質 上進行限制，并且在前述的公開中考慮寬范圍的變化、修改、改變和替換，并且在一些實例中，可以利用本發明的一些特征而不對應地利用其它特征。因此，恰當的是，寬泛地并且與本發明的范圍一致地解釋所附的權利要求。
權利要求
1.一種裝置，包括: 解多路復用器，其被配置為接收輸入信號； 多個樣本緩沖器，其中每個樣本緩沖器都耦合至所述解多路復用器； 第一多路復用器，其耦合至所述樣本緩沖器中的每一個； 濾波器，其耦合至所述第一多路復用器； 旁路延遲電路，其耦合至所述第一多路復用器；以及 第二多路復用器，其耦合至所述濾波器和所述旁路延遲電路。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中所述濾波器進一步包括: 乘積累加電路，即MAC電路，其耦合在所述第一多路復用器和所述第二多路復用器之間；以及 系數電路，其耦合至所述MAC電路。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中所述系數電路進一步包括: 第一系數發生器； 第二系數發生器；以及 第三多路復用器，其耦合至所述第一系數發生器和所述第二系數發生器以及所述MAC電路。
4.根據權利要求3所述的裝置，其中該裝置進一步包括旁路使能表，其被配置為控制所述第二多路復用器。
5.一種裝置，包括: 輸入電路； 壓縮電路，其具有多個小波變換電路，其中每個小波變換電路包括: 尋址電路； 芳路使能電路，其具有芳路使能表； 存儲器電路，其耦合至所述尋址電路； 多個小波電路，它們彼此串聯耦合成一序列，其中所述序列的第一個小波電路耦合至所述輸入電路，并且其中所述序列的最后一個小波電路耦合至所述存儲器電路，并且其中每個小波使能電路包括: 解多路復用器； 多個樣本緩沖器，其中每個樣本緩沖器都耦合至所述解多路復用器； 第一多路復用器，其耦合至所述樣本緩沖器中的每一個； 濾波器，其耦合至所述第一多路復用器； 旁路延遲電路，其耦合至所述第一多路復用器；以及 第二多路復用器，其耦合至所述濾波器、所述旁路延遲電路和所述旁路使能電路，其中所述第二多路復用器被配置為由所述旁路使能表來控制；以及輸出電路，其耦合至所述存儲器電路。
6.根據權利要求5所述的裝置，其中所述濾波器進一步包括: MAC電路，其耦合在所述第一多路復用器和所述第二多路復用器之間；以及 系數電路，其耦合至所述MAC電路。
7.根據權利要求6所述的裝置，其中所述系數電路進一步包括:第一系數發生器； 第二系數發生器；以及 第三多路復用器，其耦合至所述第一系數發生器和所述第二系數發生器以及所述MAC電路。
8.根據權利要求7所述的裝置，其中所述序列中的每個位置對應于小波樹的多個級中的至少一級，并且其中每個小波電路中的樣本緩沖器的數目對應于其在小波樹中的級。
9.根據權利要求8所述的裝置，其中所述尋址電路進一步包括: 第一遞增計數器，其耦合至所述存儲器電路； 地址重映射表電路，其耦合至所述存儲器電路；以及 第二遞增計數器，其耦合至所述地址重映射表電路。
10.根據權利要求9所述的裝置，其中所述輸出電路進一步包括量化電路。
11.根據權利要求10所述的裝置，其中所述輸入電路進一步包括: 模擬前端，即AFE，其具有多個通道； 離散余弦變換電路，即DCT電路，其耦合至每個通道并且耦合至所述壓縮電路。
12.根據權利要求11所述的裝置，其中所述輸入電路進一步包括超聲棒，其耦合至所述AFE，并且其中所述旁路使能表對應于所述超聲棒。
13.—種方法,包括: 接收來自超聲棒中的換能器的圖像信號； 對所述圖像信號進行數字化，從而生成數字化的圖像信號； 利用具有多個級的小波樹對數字化的圖像信號進行壓縮，從而生成壓縮信號，其中所述小波樹的配置與所述超聲棒對應，并且其中在每一級通過以下步驟執行處理: 將其輸入信號進行解多路復用，以生成解多路復用的輸入信號； 將所述解多路復用的輸入信號施加至多個樣本緩沖器中的至少一個，其中樣本緩沖器的數目對應于它的級； 對來自所述樣本緩沖器的輸出進行多路復用，以生成多路復用的輸出信號； 對所述多路復用的輸出信號進行濾波，以生成濾波后的信號； 對所述多路復用的輸出信號進行延遲，以生成延遲信號；以及 基于所述小波樹的配置在所述濾波后的信號和所述延遲信號中進行選擇；以及 對所述壓縮信號進行量化。
14.根據權利要求13所述的方法，其中濾波步驟進一步包括: 選擇多組系數中的至少一組系數；以及 利用選定的該組系數對所述多路復用的輸出信號執行乘積累加操作，以生成所述濾波后的信號。
15.根據權利要求14所述的方法，其中該方法進一步包括在壓縮步驟之前對數字化的圖像信號應用DCT。
全文摘要
本發明涉及可編程小波樹。提供了一種裝置。在該裝置中，解多路復用器被配置為接收輸入信號，并且多個樣本緩沖器中的每一個都耦合至解多路復用器。第一多路復用器耦合至每個樣本緩沖器。濾波器耦合至第一多路復用器。旁路延遲電路耦合至第一多路復用器，第二多路復用器耦合至濾波器和旁路延遲電路。
文檔編號A61B8/00GK103142245SQ20121044922
公開日2013年6月12日 申請日期2012年9月24日 優先權日2011年9月23日
發明者D·G·加西亞, M·曼蘇爾, M·阿里 申請人:德克薩斯儀器股份有限公司