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基于FPGA的B超回波信号处理的研究的任务书
任务书
一、前言
超声是一种具有广泛实际应用的无创检测技术，尤其是B超技术已经成为人们关注的热点。B超检测利用高频超声波在人体组织内部的反射、散射形成成像，能够有效地检测到人体内部的软组织器官结构信息，具有无创、无辐射、便携及易于操作等优点。B超技术将传统医学检查方式改变了，使得医生可以更加直观感受到患者的病情，并提高了医生的救治水平。近年来，随着数字技术的发展和更新换代，基于FPGA技术的超声信号处理得到进一步的发展，可以更好地应用于临床B超检测中。
二、研究背景和意义
B超信号处理作为超声成像技术的重要组成部分，目前大多数国家发达的B超医疗仪器采用的是基于DSP和ARM的方案进行信号处理。然而，这种方法计算速度慢，计算效率低，相应处理时间长，不足以满足临床需求。
相比之下，FPGA的开发板具有处理速度快、功耗低、资源丰富、易于编程等优点，可以满足B超信号处理的要求。因此，基于FPGA的B超回波信号处理研究具有重要的现实意义和研究价值，可以为B超成像技术的发展提供一种新的解决方案。
三、研究内容和研究方法
1.研究内容
（1）超声信号获取：利用超声探头采集人体组织的反射信号，构建B超回波信号采集系统，获取B超回波信号。
（2）B超信号预处理：包括滤波、增益、去束缚、色彩图等预处理过程，通过优化算法和并行技术，对B超回波信号进行弱化各向同性噪声、去除伪影等信号预处理。
（3）基于FPGA的B超信号处理原理研究：通过分析超声信号的物理特性和信号处理原理，构建基于FPGA的B超信号处理模型，研究B超回波信号处理的基本原理。
（4）B超信号处理算法设计与优化：研究基于傅里叶变换和离散小波变换的B超信号处理算法，对算法进行优化，提高处理速度和效率。
（5）基于FPGA的B超信号处理系统实现：通过VHDL语言编写B超回波信号处理模块并进行FPGA仿真，搭建基于FPGA的B超信号处理系统，实现超声图像彩色组合、B图、M图等成像功能。
2.研究方法
（1）文献调研：对B超成像技术的发展、信号特性和处理原理、现有的处理算法等进行深入调研，为后续研究提供理论基础。
（2）软硬件设计：基于XilinxFPGA平台进行硬件电路设计，采用VHDL语言编写程序，搭建硬件平台，实现B超回波信号处理。
（3）算法优化：对比研究现有的B超处理算法，针对性地进行优化和改进，提高处理速度和效率。
（4）仿真与实验：利用Quartus软件进行硬件设计的仿真，通过对仿真结果的分析和实验结果的对比验证，评估系统的处理效果和性能。
四、预期成果
（1）建立基于FPGA的B超回波信号处理系统，实现对B超信号的实时处理和成像。
（2）掌握超声信号的特性和处理原理，研究B超信号处理的算法和优化方案。
（3）论述基于FPGA的B超信号处理的技术发展现状和趋势，为B超成像技术的发展提供理论基础和技术支持。
五、研究进度和时间安排
第1-2个月：研究相关文献，了解超声信号特性和处理原理，研究现有的B超处理算法。
第3-4个月：设计基于FPGA的B超回波信号处理系统，VHDL编程实现B超信号处理。
第5-6个月：对B超信号处理算法进行优化和改进，并进行基于FPGA的仿真与测试。
第7-8个月：进行系统的性能评估和实验测试，分析处理结果和性能。
第9-10个月：撰写论文并进行论文答辩。
六、参考文献
[1]刘维修.信号与系统（实验指导）.第二版.清华大学出版社,2006.
[2]SusheelKumaretal.FPGAimplementationofefficientM-modeultrasoundimaging.IEEEInternationalConferenceonElectronics,ComputingandCommunicationTechnologies(CONECCT),2016.
[3]N.Yang,etal.AhighperformanceFPGA-basedbeamformerfor3Dultrasoundimagingsystem.IEEE10thInternationalSymposiumonChineseCHINA(ASILOMAR2018).2018.
[4]YuanSong-rui,ZhuShao-qi,andWangWei.AnEfficientB-modeUltrasonicImagingSystemUsingCIRandELINFilter.IEEETransactionsonCircuitsandSystemsforVideoTechnology,28(4):790-800,2018.