数字扫描变换算法研究

数字扫描变换算法研究的内容和思想
在线阵式线性扫查B超仪中，超声扫查所形成的图像是矩形的，使用等周期的采样脉冲来采集图像信息，并顺序存入存贮器中。在用等周期的读出脉冲时，由显示器所显示的图像可以很容易地做到没有几何失真。但在扇形扫查的B超仪中，内于超声扫查所形成的图像是扇形的，所以在使用等周期的采样脉冲初等周期的读出脉冲时．一般都不能显示出无几何失真的图像。由此引出一个扇形扫查B超仪所特有的数字扫描变换算法(Digital Scan Converter Algorithm)，简称DSCA。实现一定的DSCA的硬件电路称为数字扫描变换器(Digital Scan Converter)，简称DSC。
1.3.1  数字扫描变换器（DSC）
B超中的DSC 是一个存储装置, 将信息以一种格式存入存储器, 而以另一种格式读出。在超声成像系统中,换能器运动方式以及超声波回波方式, 决定了出入为X- Y 二维输入格式, 而输出格式是标准的电视光栅。
DSC 的核心部件是半导体图像存储器。数据经图像存储器缓冲, 一方面解决了较慢的超声回波信号提取与高速显示之间的矛盾, 另一方面依靠图像存储器写入地址与读出地址的变换, 实现了扫描制式的变换。
数字扫描变换器位于信号接收电路和TV监视器之间，主要由图像存储器和相应的坐标变换电路组成，其系统框图如图1-1所示。
图1-1  数字扫描变换器系统框图
极坐标形式的扇扫超声回波信号以某种格式写入图象存储器，然后按照标准的电视图象制式读出送TV监视器显示。在这个过程中由于DSC的作用，不仅完成了扫描制式的变换，也解决了图像闪烁的问题。更有意义的是现代电子技术可以很容易的将图像存储器中的图像冻结并进行各种图像处理的工作。因此可以说，DSC性能的高低已经成为衡量现代超声成像系统水平的重要标准之一。
1.3.2 坐标变换和数据插补 
B型超声成像中的扇形扫查方式是令超声探头以一点为圆心，向外呈扇面状地发射超声脉冲和接收回波信号。这种扫查方式的回波信号是极坐标形式的。从采样点与光栅扫描显示像素间的位置关系，我们可以知道信号样本点与显示像素点的位置并不一一对应，相邻扇形扫查线之间还有很多空缺的显示像素有待填充，这种现象在远场尤为明显。因此，DSC的设计解决的两个重要的问题是坐标变换和数据插补。
就实现坐标变换而言，根据电路结构的不同DSC可分为大图像存储器方案和小图像存储器方案两类。图1-2(a)与(b)分别是这两种方案的示意图。
 
(a)  大图像存储器方案
 
(b)  小图像存储器方案
图1-2  两种DSC方案
就数据插补而论，可供选择的方案就有一维水平插补，二维平面插补以及圆插补等，这些在以后的章节做详细介绍。
明白了什么是数字扫描变换器以及其实现的功能后，对数字扫描变换算法的研究就有了初步的了解，明确了DSC所解决的坐标变换和数据插补两个问题后，便可从这里入手，通过对数字扫描变换算法的进一步研究，解决坐标变换和数据插补精度和速度上的不足，所以在此之前具体了解数字扫描变换的基本理论，选择合适的方案就是解决问题的关键。