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超声接收数据的处理方法、系统和计算机可读介质

阅读：1017发布：2020-05-29

专利汇可以提供超声接收数据的处理方法、系统和计算机可读介质专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种超声接收数据的处理方法、系统和计算机可读介质。该方法包括：获得超声接收数据，其是来自超声接收信号，超声接收信号是接收自在一个或多个控制循环体控制下发射的超声发射信号；将超声接收数据与控制循环体关联，控制循环体用于解析超声接收数据；其中每一控制循环体包括一个或多个子循环体，每个子循环体包括标志行和主体，标志行包括指示主体的循环次数的第一字段和指示主体的行数的第二字段，主体包括至少一个接收行以及至少一个结束行，且每个行包括指示一个或多个时刻的控制状态的第三字段和指示所述控制状态的循环次数的第四字段，其中接收行的控制状态为接收状态，结束行的控制状态为等待状态。，下面是超声接收数据的处理方法、系统和计算机可读介质专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种超声接收数据的处理方法，包括：
获得超声接收数据，所述超声接收数据是来自超声接收信号，所述超声接收信号是接收自在一个或多个控制循环体控制下发射的超声发射信号；
将所述超声接收数据与所述一个或多个控制循环体关联，所述控制循环体用于解析所述超声接收数据；
其中每一所述控制循环体包括一个或多个子循环体，每个子循环体包括标志行和主体，所述标志行包括指示所述主体的循环次数的第一字段和指示所述主体的行数的第二字段，所述主体包括至少一个接收行以及至少一个结束行，且每个行包括指示一个或多个时刻的控制状态的第三字段和指示所述控制状态的循环次数的第四字段，其中所述接收行的控制状态为接收状态，所述结束行的控制状态为等待状态。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标志行还包括指示所述子循环体开始的标志位。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主体位于所述标志行之后。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主体还包括一个或多个发射行、所述发射行的控制状态为发射控制状态。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发射控制状态包括零电平、负电平以及正电平。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个子循环体内嵌套有另一子循环体。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个所述控制循环体与一个通道对应，且各个控制循环体具有相同的参考时钟。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括加密所述控制循环体。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
将经加密的控制循环体和未经加密的超声接收数据从第一设备传输到第二设备；以及在所述第二设备解密所述控制循环体。
10.如权利要求1或9所述的方法，其特征在于，还包括使用所述控制循环体解析所述超声接收数据。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，使用所述控制循环体解析所述超声接收数据的步骤包括：
根据所述控制循环体确定所述超声接收数据的各个部分的所属通道和接收时刻；以及根据所述所属通道和接收时刻解析所述超声接收数据。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超声接收数据是未经标注的。
13.一种超声接收数据的处理系统，包括：
存储器，用于存储可由处理器执行的指令；以及
处理器，用于执行所述指令以实现如权利要求1-12任一项所述的方法。
14.一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质，所述计算机程序代码在由处理器执行时实现如1-12任一项所述的方法。

说明书全文

超声接收数据的处理方法、系统和计算机可读介质

技术领域

[0001] 本发明涉及超声波系统，尤其是涉及超声接收数据的处理方法和系统。

背景技术

[0002] 超声波可用于测距、探伤以及成像等领域。在有些应用中，需要实现任意形式的超声波发射序列。然而，超声波序列的发射灵活性和硬件资源消耗存在矛盾。现有的一种发射控制方式是预先分配大量的硬件资源，对超声换能器每一个时刻、每一个单元的工作状态进行设定，从而实现任意形式的超声发射序列。这样的方式保证了“任意性”，但巨大的硬件资源导致了设备的高成本。

[0003] 另外，接收的超声信号转换为超声数据后，每一段数据都需要进行标注的处理，用来记录该段数据获得的位置、获得的时间、获得的种类等等。之后再将标注后的数据进行存储，以便后续使用。额外的标注数据增加了需要存储的超声数据量。

[0004] 如果需要对获得的超声数据进行加密处理，需要对所获得的数据整体进行加密，同时解密的时候也需要对加密的数据整体解密。加密和解密的过程需要耗费大量硬件资源和时间。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种超声接收数据的处理方法和系统，可以避免了增加标注内容，减少了需要存储数据的量。

[0006] 本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种超声接收数据的处理方法，包括：获得超声接收数据，所述超声接收数据是来自超声接收信号，所述超声接收信号是接收自在一个或多个控制循环体控制下发射的超声发射信号；将所述超声接收数据与所述一个或多个控制循环体关联，所述控制循环体用于解析所述超声接收数据；其中每一所述控制循环体包括一个或多个子循环体，每个子循环体包括标志行和主体，所述标志行包括指示所述主体的循环次数的第一字段和指示所述主体的行数的第二字段，所述主体包括至少一个接收行以及至少一个结束行，且每个行包括指示一个或多个时刻的控制状态的第三字段和指示所述控制状态的循环次数的第四字段，其中所述接收行的控制状态为接收状态，所述结束行的控制状态为等待状态。

[0007] 在本发明的一实施例中，所述标志行还包括指示所述子循环体开始的标志位。

[0008] 在本发明的一实施例中，所述主体位于所述标志行之后。

[0009] 在本发明的一实施例中，所述主体还包括一个或多个发射行、所述发射行的控制状态为发射控制状态。

[0010] 在本发明的一实施例中，所述发射控制状态包括零电平、负电平以及正电平。

[0011] 在本发明的一实施例中，至少一个子循环体内嵌套有另一子循环体。

[0012] 在本发明的一实施例中，每个所述控制循环体与一个通道对应，且各个控制循环体具有相同的参考时钟。

[0013] 在本发明的一实施例中，上述方法还包括加密所述控制循环体。

[0014] 在本发明的一实施例中，上述方法还包括：将经加密的控制循环体和未经加密的超声接收数据从第一设备传输到第二设备；以及在所述第二设备解密所述控制循环体。

[0015] 在本发明的一实施例中，上述方法还包括使用所述控制循环体解析所述超声接收数据。

[0016] 在本发明的一实施例中，使用所述控制循环体解析所述超声接收数据的步骤包括：根据所述控制循环体确定所述超声接收数据的各个部分的所属通道和接收时刻；以及根据所述所属通道和接收时刻解析所述超声接收数据。

[0017] 在本发明的一实施例中，所述超声接收数据是未经标注的。

[0018] 本发明还提出一种超声接收数据的处理系统，包括：存储器，用于存储可由处理器执行的指令；以及处理器，用于执行所述指令以实现如上所述的方法。

[0019] 本发明还提出一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质，所述计算机程序代码在由处理器执行时实现如上所述的方法。

[0020] 本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，由于不需要在超声接收数据中加入额外的标注数据，因此可以节省存储的数据量。

[0021] 另外，在加密数据时，可以只需要对控制循环体进行加密、即可保障数据的安全性。控制循环体本身往往只有超声接收数据本身大小的万分之一甚至更少，这使得加密解密的处理变得高效和节省处理资源。附图说明

[0022] 为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

[0023] 图1示出一个示例性的控制循环体结构。

[0024] 图2示出另一个示例性的控制循环体结构。

[0025] 图3是根据本发明一实施例的超声波系统的结构框图。

[0026] 图4根据本发明一实施例的超声波发射/收发控制装置的实现示例。

[0027] 图5根据本发明一实施例的超声接收数据处理系统的结构框图。

[0028] 图6根据本发明一实施例的超声接收数据的示例性结构。

[0029] 图7是根据本发明一实施例的超声波收发控制方法流程图。

[0030] 图8是根据本发明一实施例的超声数据处理方法流程图。

具体实施方式

[0031] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

[0032] 如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

[0033] 本发明的实施例提出了一种通用的超声波发射控制循环体或超声波收发控制循环体，它作为基本单元理论上能实现任意形式的超声发射接收序列。本发明的实施例还提出了基于上述控制循环体的发射控制方法、收发控制方法、装置及系统。本发明的各实施例的细节将在下面展开描述。

[0034] 控制循环体

[0035] 本发明实施例的控制循环体是一个基本单元，用来控制超声波换能器的工作状态。每个控制循环体可包括一个或多个子循环体，这些子循环体可以依据超声波发射的顺序，按照时间顺序排列。然而可以理解，这一顺序仅为简化实施的目的，而非作为本发明的限制。当在每个子循环体中加入时间标签或者代表时间标签的序号时，子循环体也可以是其他顺序。每个子循环体包括标志行和可循环的主体。主体可包括一行或多行数据。标志行可包括第一字段和第二字段。第一字段可用来指示主体的循环次数。因此通过第一字段可以知道主体中的内容将被执行几次。第二字段可用来指示主体的行数。因此通过第二字段可以从子循环体中确定主体的内容。主体的一行或多行中，每行可包括第三字段和第四字段。第三字段用于指示各个时刻的控制状态。这一控制状态例如是对超声波换能器的控制状态。第四字段用于指示控制状态的循环次数。在此，一个时刻的单位可以是一个时钟周期。每个控制状态可具有预设的一个或多个时钟周期，因此结合循环次数和时钟周期，可以确定此控制状态的持续时间。

[0036] 在上面的描述中，“行”暗示了控制循环体作为数据结构，在单位长度上的约束。具体地说，由于用来存储或者暂时维持控制循环体的存储器具有位宽限制，因此控制循环体中的子循环体被分为多行，包括标志行和主体中的各行。然而，当数据结构不是在存储器中存储，而是在不同主体间传送时，它没有典型的行，而是在时间上延续的不同片段。在本发明的上下文中，为了叙述简便，统一用“行”来指代子循环体在被存储和传送时的基本单位。

[0037] 图1示出一个示例性的控制循环体结构。

[0038] 如图1所示，控制循环体100a可包括一个子循环体110。子循环体110包括标志行111和主体112。主体112可位于标志行111之后。主体112包括多个发射行112a、至少一个接收行112b以及至少一个结束(duty off)行112c。包括标志行111在内，各行可具有相同的位宽。这一位宽可由用来存储控制循环体的存储器的位宽决定。在一个示例中，位宽可为例如
36位(bit)。每行的前3位可用于指示状态或者标志。之后的29位可用于指示循环次数。最后的4位不用。以标志行111为例，前3位D31-D29是“111”，表示本行单个子循环的起始标志位，本行后29位数据D28-D10是子循环体的描述信息，其包括第一字段D28-D10以及第二字段D9-D0。第一字段D28-D10可用来指示主体112的循环次数，在1-524287之间。第二字段D9-D0可用来指示主体112所包括的行数，在1-1023之间。

[0039] 与标志行111不同，主体112各发射行中，前3位D31-D29为第三字段，表示本行的控制状态；后29位D28-D10为第四字段，指示本行控制状态的循环次数。以发射行112a为例，前3位D31-D29可为“000”、“010”和“100”，分别代表0电平(高阻状态)、“正电平”和“负电平”等发射控制状态。在此，正电平和负电平的绝对值可以是相等的，例如是100V。发射行112a的后29位D28-D0分别表示发射控制状态的循环次数。每次循环的单位时间是1/Tclk，通过循环次数可以确定此发射控制状态的持续时间。假设单位时间是120MHz-1＝8.33ns，则循环次数最小是1个单位，最长是229-1个单位时间，即4.474s。主体112中的各发射行都可以定义一个重复了若干次数的发射控制状态。各行之间的发射控制状态可以不同。因此通过若干行即可定义多个发射控制状态的组合。结合标志行中第二字段所定义的主体的循环次数，即可定义前述组合的循环情况。

[0040] 接收行112b可在发射行112a之后，结束行112c可在接收行112b之后。接收行112b的第三字段为“110”，表示本行是接收状态，此时采集接收数据。接收行的第四字段定义了接收状态的循环次数。通过循环次数可以确定此接收状态的持续时间，作为接收窗。结束行112c的第三字段为“001”，表示本行是等待状态。结束行的第四字段定义了等待状态的循环次数。通过循环次数可以确定此等待状态的持续时间。这一等待时间用于接收数据写入存储器中。

[0041] 图1示例的控制循环体包括一个子循环体。但可以理解，控制循环体可以包括多个子循环体，这些子循环体依次排列。在本发明的一实施例中，子循环体可以嵌套。图2示出另一个示例性的控制循环体结构100b。参考图2所示，子循环体110a可包括标志行111、两个发射行112a以及子循环体110b。子循环体110b进一步包括标志行111和一个发射行112a。第一个标志行111中的D28-D10控制两个发射行112a以及子循环体110b的循环次数，D9-D0的行数则表示其后直到最后一个发射行112a的行，均为子循环体110a的行。在本发明的实施例中，子循环体嵌套的层数可以是如图3的两层，还可以是更多层。通过子循环体的嵌套，可以实现更为复杂的超声发射时序控制。

[0042] 本实施例收构造的控制循环体可与一个发射通道对应。可在电子设备中存储多个控制循环体，用于多个发射通道的超声波发射。当具有多个控制循环体时，各控制循环体之间的内容可以一致或者不一致，然而控制状态的时钟周期相同，且参考时钟相同。

[0043] 本示例的其他细节可参考前文的描述，在此不再展开。需要指出的是，前述的控制循环体的位宽、各个字段的位数及取值仅为举例。本领域技术人员完全可以理解，这些参数可以取其他的数值。

[0044] 本实施例的控制循环体对状态控制提供了极大的灵活性。同时，它的架构考虑到了超声波作为一种重复震荡信号的特性，而定义了控制状态、状态循环次数和循环行数，大幅降低了数据结构的规模，从而显著降低了对硬件资源的浪费和使用难度。

[0045] 超声波收发控制装置和收发系统

[0046] 图3是根据本发明一实施例的超声波收发系统的结构框图。参考图3所示，本实施例的超声波收发系统200可包括超声波收发控制装置210和超声波换能器220。超声波收发控制装置210可包括输入单元211、存储单元212、处理单元213以及输出单元214。输入单元211配置为获取包括控制循环体的数据结构。举例来说，输入单元211可从超声波收发系统
200的上位机10获得脉冲帧，并解析获得控制循环体。

[0047] 下表1示出一个示例性的发射脉冲帧结构。

[0048]

[0049]

[0050] 表1

[0051] 表1中，第二列为帧的数据。如表1所示，发射脉冲帧可包括帧头、通道使能标识掩码和多个帧。每个帧可包括帧ID、帧长度和通道帧数据。通道使能标识掩码320可为4*32＝128位的数据，分别对应128个通道的使能情况。帧ID可在1-128间取值，表示哪一通道的数据。帧长度可在N＝[1-512]间取值，表示对应于一个18kB的存储单元。通道帧数据为N*
32bits的序列数据，这一数据可被解析并存储为控制循环体。

[0052] 当超声波收发系统包括多个发射通道时，输入单元211可更新所有发射通道的使能信息，并可更新全部通道的控制循环体数据。超声波收发控制装置210获取控制循环体的过程可作为其配置控制循环体的一个示例。在此，控制循环体数据的合法性通过前述的上位机10保证，非法的脉冲设计会带来不确定的执行结果。

[0053] 承上述，存储单元212配置为存储包括控制循环体的数据结构。在此，数据结构可以是前文实施例中参考图1或图2所描述的示例，还可以是根据这些示例变化而产生的其他数据结构。控制循环体已于前文详细描述，在此不再展开。在此，存储单元212可为易失性存储器，其仅在超声波收发控制装置210工作时暂态地存储数据结构。存储单元212也可为非易失性存储器，其可在超声波收发控制装置210停止工作后永久性地存储数据结构。

[0054] 处理单元213配置为读取前述的数据结构并将数据结构中的控制循环体解析为超声发射时序或者超声收发时序，从而适合提供给超声波换能器220。

[0055] 可以理解，控制循环体的完整部分可以不是同时存储在存储单元212中，而是一部分存储并被处理处理单元213后，再存储另一部分。

[0056] 输出单元214配置为将超声发射时序转换为适合的电信号后，输出给超声波换能器220，以控制后者的发射。当需要接收功能时，输出单元214配置为将超声收发时序转换为适合的电信号后，输出给超声波换能器220，以控制后者的发射和接收。在一些实施例中，输入单元211和输出单元214可以整合在一起。

[0057] 本发明实施例的超声波收发控制装置210适合在可编程门阵列(FPGA)中实现。图4根据本发明一实施例的超声波收发控制装置的实现示例。参考图4所示，FPGA 400可包括输入输出模块(Input Output Block,IOB)410、可配置逻辑模块(Configurable Logic Block,CLB)420、模块随机存储单元(Block Random Access Memory,BRAM)430以及数字时钟管理器(Digital Clock Manager)440。前文的输入单元211和输出单元214可在IOB 410中实现，存储单元212可在BRAM 330中实现，处理单元212可在CLB 420中实现。DCM340可提供操作所需的时钟。

[0058] 对超声波系统来说，每个通道有对应的控制循环体，存储在为该通道预分配的BRAM 430中。在FPGA 400初始化分配所有通道的控制循环体存储空间之后，所有通道的控制循环体的初始内容为全0。FPGA 400可从上位机下载控制循环体的内容。下载通信中会更新所有通道的使能信息，并且会更新一个或多个通道的控制循环体的内容。FPGA 400需要将使能状态为激活的通道所属BRAM 430中的循环体逻辑在执行时转变为CLB 420的门电路逻辑，实时执行循环体定义的结构和每一步时长；如果遇到使能激活的通道，恰好其专属循环体内容全为0，FPGA 400在其他通道执行期间将该通道始终处于0电平状态。标志行需要占用一个时钟周期，此时其D31、D30的状态可以自行定义为0电平状态。也就是说在进入子循环体处有一个时钟周期的0电平状态。

[0059] 由于对于有接收状态的控制循环体来说，接收窗的采样数据也需要占用BRAM 430资源，需要合理设计接收窗口的时长。接收状态之后是等待状态(duty off)，用于等待接收数据从BRAM 430写入外部存储器(图未示)中。由于接收数据的量比较大，FPGA 400的外部存储器可以起到缓冲接收数据，再上传给上位机10的作用。等待的时间可由如下公式确定：

[0060]

[0061] Trx为接收窗时长，单位为μs；SampleRate为采样率；Margin为裕量倍数，这里例如取2。

[0062] 在一个示例中，BRAM 430的配置是，一个通道用36bits*512＝18kB，实际中只用36位的位宽中的32位，另外4位不用。总共的行数是512行。在传输时，位宽可以是32位。

[0063] 下表2是一个通道的控制循环体的示例。

[0064]

[0065]

[0066] 表2

[0067] 如表2所示，第1行是解释，从第2行开始是循环体内容。第2行是第一个子循环体的标志行。第3-4行是第一个子循环体的主体。第5行是第二个子循环体的标志行，第6-10行是第二个子循环体的主体。表2中，第1-4列是循环体内，其中第1-3列是子循环体的控制状态。对标志行来说，第4列是子循环体循环次数，第5列是子循环体后续的行数。对主体内的行，例如发射行或接收行来说，第4和5列是合并在一起的，代表本行的循环次数。举例来说，循环体的有效数据为32位，实际填满的位数为36位。表2中，第6列是前面1-5列的机器码，第7列是注释，解释当前行的含义。

[0068] 在表2中，假设FPGA控制超声换能器发射状态的主频TCLK＝120MHz，一个clock＝120MHz-1＝8.333ns。

[0069] 收到的数据可以在上位机10处做进一步处理，例如整理到非易失性存储器中，发送给其他设备等。上位机10的示例可以是个人计算机、诸如手机、平板电脑等移动终端或者工作站等。上位机10可构造为超声接收数据处理系统，以实现所需的处理。图5是根据本公开一实施例示出的超声接收数据处理系统的系统框图。超声接收数据处理系统500可包括内部通信总线501、处理器(Processor)502、只读存储器(ROM)503、随机存取存储器(RAM)504、通信端口505、以及硬盘507。内部通信总线501可以实现超声接收数据处理系统500组件间的数据通信。处理器502可以进行数据处理。在一些实施例中，处理器502可以由一个或多个处理器组成。通信端口505可以实现超声接收数据处理系统500与外部设备，例如超声波收发控制装置的数据通信。在一些实施例中，超声接收数据处理系统500可以通过通信端口505从网络发送和接受信息及数据。超声接收数据处理系统500还可以包括不同形式的程序储存单元以及数据储存单元，例如硬盘507，只读存储器(ROM)503和随机存取存储器(RAM)504，能够存储计算机处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器502所执行的可能的程序指令。处理器执行这些指令以实现方法的主要部分。处理器处理的结果通过通信端口传给用户设备，在用户界面上显示。在

[0070] 举例来说，本公开的实施例描述的超声接收数据处理过程可以实施为计算机程序，保存在硬盘507或ROM 503中，并可加载到处理器502中执行，以实施本公开的方法。

[0071] 从超声波收发控制装置210收到的超声接收数据可以包括多个通道在多个时段接收到的超声数据。图6根据本发明一实施例的超声接收数据的示例性结构。举例来说，超声接收数据600可包括多个部分，例如在时段1来自通道1的第一部分601，在时段2来自通道2的第二部分604，在时段3来自通道8的第三部分603，在时段3来自通道25的第四部分，以及在时段4来自通道2的第五部分605等。完整的超声接收数据600可包括系统在一定时间内在所有通道(例如128个通道)收到的超声数据。各个时段之间在时间上可以是连续的，也可以是断开的。各个时段的长度可以是相等的，也可以是不相等的。

[0072] 在没有通道和接收时间信息的情况下，超声接收数据600是无法被解析的。在本公开的实施例中，可以使用前文讨论的控制循环体或者其变体来解析超声接收数据600。举例来说，参考图1描述的控制循环体100a中包含了标志行111和主体112，主体112包括至少一个接收行112b和至少一个结束行112c。每个行包括指示一个或多个时刻的控制状态的第三字段D31-D29和指示控制状态的循环次数的第四字段D28-D0。接收行112b的控制状态为接收状态，结束行112c的控制状态为等待状态。也就是说，用来解析超声接收数据600可以不包括发射行112a。然而为简化起见，可以直接使用前文控制循环体来解析超声接收数据600。

[0073] 另外，控制循环体100a是对应某一通道的。在此需要说明的是，每个控制循环体与一个通道对应，且各个控制循环体具有相同的参考时钟。因此，根据控制循环体100a就可以确定例如超声接收数据600的各个部分601-605的所属通道和接收时刻。在此，各个时段代表了接收的开始时钟周期和结束时钟周期。根据所属通道和接收时刻，就可以解析超声接收数据600。

[0074] 通过上述的方法，只要将控制循环体与通过控制循环体控制发射而收到的超声接收数据建立关联，就可以使用此控制循环体解析超声接收数据。这样，超声接收数据是未经标注的，省去了额外标注数据所需的存储空间，最大可能地减少了需要存储数据的量。

[0075] 以一个简单的超声图像数据为例，数据结构分为帧结构和线结构两部分。以一帧为一幅图像，帧结构就是每幅图像存储时的结构，每幅图像由若干根线组成。比方说可以是128根线、每根线上4000个点。线结构是需要用到每一根存储的线数据上的。比方说如果是有128根线，每个线数据的存储就按这一结构。

[0076] 对于帧结构来说，除开后续存储的线数据，其标注的信息需至少包括：整个帧是由多少根线组成的，例如128；数据中每一个点所占用的存储位数，例如8位；多线处理的具体情况，例如是否需要由多根数据线合成一个实际图像中的一根线，等等类似的具体数据操作，例如8根线合成一根线，这里记录的会是一个特定的编码，来表示一个具体的处理。

[0077] 对于线结构来说，除开数据本身，其至少需要标记的内容是：该线数据是由第几个或哪几个物理通道采集的，例如1，16，或103；采集这个线数据时的时间戳，例如200兆赫兹的工作频率，假设一帧图像需0.05秒成像，那么这里可能的时间戳就有200000000×0.05＝10000000个可能的选取，大概需要24bit来表示；该线数据是由多少个数据点组成的，例如
2000。

[0078] 总结来说，标记的内容每一项一般直接分配32bit的资源，那么按照下面的例子来存储对应的数据，传统的方式直接占用的空间为：帧结构，32bit×3＝96bit；128根线，每根线标记为32bit×3＝96bit，2000个8bit的点，128根线数据占用2060288bit。合计数据占用2060384bit。

[0079] 相比之下，本公开的控制循环体是一个通道为32bit×9＝288bit，假设共128个通道，共计36864bit。控制循环体是系统原本的数据，不需额外存储。一个通道的接收数据量为2000个点，每个点8bit，那么128个通道的数据，共计2048000bit，比起2060384bit，节省了12384bit。

[0080] 当需要在不同设备间保密地发送超声接收数据时，可以加密控制循环体，并将将经加密的控制循环体和未经加密的超声接收数据从第一设备(例如上位机10)传输到第二设备(例如超声机器、远程医疗平台等)。然后，可以在第二设备将控制循环体解密，使用解密的控制循环体来解析超声接收数据。

[0081] 由于单纯的超声接收数据本身只是一个个数字码，本身没有意义，只有通过控制循环体才能正确使用。因此从数据安全性的角度考虑，只需要对控制循环体进行加密、即可保障数据的安全性。而控制循环体本身往往只有获得数据本身大小的万分之一甚至更少，这使得加密解密的处理变得高效了很多，在如今大数据的背景下其价值不言而喻。

[0082] 举个例子，实现一个256根线的超声成像，每根线假设3000个点、每个点8bit数据，实现一秒钟数据的获取(假设200帧图像)。对传统的方式来说，每根线假定需要用1000bit的空间来进行标记，则总共的数据大小是256×(1000+3000×8)×200＝1280M bit，加密的对象就是这个数据量。

[0083] 按本公开的方案，控制循环体的大小是256×(36+36)＝18432bit，获得的数据大小是256×3000×8×200＝1228.8M bit，总共减少的数据存储约有51M，而加密的对象是18432bit，远小于1280M bit。

[0084] 超声波收发控制方法和处理方法

[0085] 图7是根据本发明一实施例的超声波收发控制方法流程图。参考图7所示，本实施例的超声波收发控制方法，可包括以下步骤：

[0086] 在步骤701，配置数据结构。数据结构可包括控制循环体，控制循环体包括一个或多个子循环体，每个子循环体包括标志行和主体，标志行包括指示主体的循环次数的第一字段和指示主体的行数的第二字段，主体包括一个或多个发射行，且每个发射行包括指示控制状态的第三字段和指示所述控制状态的循环次数的第四字段。控制循环体的更多细节请参考前文的描述，在此不再展开。

[0087] 以图3为例，超声波发射控制装置200从上位机10接收数据结构或者其一部分，并暂时性或者永久性存储到其存储单元212中。

[0088] 在步骤702，读取数据结构并将数据结构中的控制循环体解析为超声收发时序。

[0089] 以图3为例，处理单元213会从存储单元212读取数据结构，并将其中的控制循环体解析为超声发射时序。超声发射时序的示例如表1。

[0090] 在步骤703，输出超声收发时序对应的电信号。

[0091] 以图7为例，处理单元213会通过输出单元214将超声发射时序转换为对应的电信号并输出至超声波换能器220。

[0092] 在步骤704，接收超声信号。

[0093] 这些超声信号例如是前述的电信号经超声波换能器220转换为超声发出后，再经反射返回超声波换能器220的信号。

[0094] 在步骤705，将超声信号转换为超声接收数据。

[0095] 在此步骤中，可将模拟的超声信号转换为数字形式的超声接收数据。超声接收数据可暂存在图4所示的DRAM中，之后上传至上位机10。

[0096] 图8是根据本发明一实施例的超声数据处理方法流程图。参考图8所示，超声接收数据的处理方法可在上位机10或超声波收发控制装置210执行。下面描述这一方法的具体过程。

[0097] 在步骤801，获得超声接收数据。

[0098] 在此，超声接收数据是来自超声接收信号。超声接收信号是接收自在一个或多个前文讨论的控制循环体控制下由超声波换能器220发射的超声发射信号。对于超声波收发控制装置210来说，可以将模拟的超声接收信号转换为数字的超声接收数据。对上位机10来说，超声接收信号可以是通过通信端口505接收自超声波收发控制装置210。

[0099] 在步骤802，将超声接收数据与一个或多个控制循环体关联。

[0100] 例如，可以使用相同的标识来标记一个或多个控制循环体和超声接收数据，从而建立二者的关联。当解析超声接收数据时，可以从存储器中找到合适的控制循环体。控制循环体与超声接收数据可以合并存储，也可以分别存储。

[0101] 控制循环体的结构已在前文讨论，在此不再展开。

[0102] 在步骤803，加密控制循环体。

[0103] 在此，可以单独加密控制循环体，使之无法被识别。

[0104] 在步骤804，将经加密的控制循环体和未经加密的超声接收数据从第一设备传输到第二设备。

[0105] 在此，可以从例如上位机10将将经加密的控制循环体和未经加密的超声接收数据发送给其他设备，供其进一步处理或者显示。

[0106] 在步骤805，在第二设备解密控制循环体。

[0107] 在步骤806，使用控制循环体解析超声接收数据。

[0108] 在此，可以使用解密后的控制循环体来解析超声接收数据。

[0109] 除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，各权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。

[0110] 本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

[0111] 本申请的方法和系统的一些方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。处理器可以是一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DAPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器或者其组合。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。例如，计算机可读介质可包括，但不限于，磁性存储设备(例如，硬盘、软盘、磁带……)、光盘(例如，压缩盘(CD)、数字多功能盘(DVD)……)、智能卡以及闪存设备(例如，卡、棒、键驱动器……)。

[0112] 计算机可读介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等等、或合适的组合形式。计算机可读介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、射频信号、或类似介质、或任何上述介质的组合。

[0113] 此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

[0114] 同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个申请实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

[0115] 一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

[0116] 虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

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