本申请公开了一种通道数据处理方法、EIT数据处理方法及相关设备，包括：通道打开后，持续对所述通道输出的模拟信号进行模数转换，并通过乒乓操作将转换结果分发给多个数据计算模块；任一数据计算模块取得一组数据后，利用FFT和CFAR进行处理，得到第一目标幅值和第二目标幅值；基于目标幅值判断是否均满足频率条件、信噪比条件以及一致性条件；若是，将第一目标幅值确定为通道在当前帧的幅值；若否，控制另一数据计算模块获取新的一组数据，并返回执行相应的计算。本申请利用乒乓操作的方式处理通道打开后的数据流，自适应地定位出满足频率条件、信噪比条件以及一致性条件的数据，无须依据经验预先设置数据空载期，提高了EIT帧率。提高了EIT帧率。提高了EIT帧率。
【技术实现步骤摘要】
一种通道数据处理方法、EIT数据处理方法及相关设备
[0001]本申请涉及电阻抗成像
，更具体地说，是涉及一种通道数据处理方法、EIT数据处理方法及相关设备。
技术介绍
[0002]电阻抗成像（Electrical Impedance Tomography，EIT）常用于生物体表浅器官（如甲状腺、胸腔等）的电阻抗成像。EIT工作模式通常采用阵列式检测方式，将多个电极覆盖于被测物体表面，通过平面电极阵列测量人体皮肤表面的电流分布，然后ADC收集各个电极的电流，并最终经过成像算法得到被测区域内的电阻抗二维分布。检测过程中较为重要的参数有：帧率、信噪比等。其中，帧率（单位时间内的采样帧数）反映了单位时间内成像区域的变化情况，信噪比反映了成像的质量。
[0003]为区分平面电极阵列中的各电极，通过模拟开关进行通道的切换，并利用ADC进行模拟信号的收集。在进行多通道切换的时候，任一通道刚选通时，电流会处于一个不稳定状态，要想使得通道接收的数据稳定，必须摒弃不稳定状态时的数据（也称为数据空载期）。通常数据空载期的时间依据实验经验来确定，而为了保证数据的准确性，往往会设置较长的数据空载期时间。
[0004]当有模拟开关切换时，由于切换时间和状态的不确定性，可能会导致通道数据不稳定的时间或长或短。在设置数据空载期时间的时候通常为了保证数据的稳定性，一般会将数据空载期时间设置为远大于数据不稳定的时间。这样会损失空载期内数据稳定的时间，导致单一通道的有效利用时间减少，降低了单位时间内的EIT帧率，从而影响了EIT的工作效率。然而，若将数据空载期时间设置得过短，则收集到的信号会不稳定，降低了信噪比，从而导致成像质量较差。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本申请提供了一种通道数据处理方法、EIT数据处理方法及相关设备，以自适应地确定数据空载期，从而提高EIT帧率。
[0006]为实现上述目的，本申请第一方面提供了一种通道数据处理方法，包括：通道打开后，持续对所述通道输出的模拟信号进行模数转换，得到数据流，多个数据计算模块以乒乓操作的方式从所述数据流中获取各组数据；任一数据计算模块取得一组数据后，利用快速傅里叶变换和恒虚警率检测对所述组数据进行处理，得到第一目标幅值和第二目标幅值；基于所述第一目标幅值和所述第二目标幅值，判断所述组数据是否均满足频率条件、信噪比条件以及一致性条件；若是，将所述第一目标幅值确定为所述通道在当前帧的幅值；若否，控制另一数据计算模块从所述数据流中获取新的一组数据，并返回执行任一数据计算模块取得一组数据后，利用快速傅里叶变换和恒虚警率检测对所述组数据进行
处理的步骤。
[0007]优选地，所述数据计算模块为FFT IP核，所述数据计算模块的数量为2；持续对所述通道输出的模拟信号进行模数转换，得到数据流，多个数据计算模块以乒乓操作的方式从所述数据流中获取各组数据的过程，包括：利用FPGA控制模数转换模块对所述通道输出的模拟信号进行模数转换，得到数据流，并将所述数据流传送到FIFO IP核中；利用FPGA控制所述FIFO IP核以乒乓操作的方式将各组数据传送到2个FFT IP核中。
[0008]优选地，每组数据包括相同数量的数据点；利用快速傅里叶变换和恒虚警率检测对所述组数据进行处理，得到第一目标幅值和第二目标幅值的过程，包括：对所述组数据中的各数据点进行快速傅里叶变换，得到各幅值；对各幅值进行恒虚警率检测，得到多个有效幅值；将所述多个有效幅值中的最大值确定为第一目标幅值；将所述多个有效幅值中的次大值确定为第二目标幅值。
[0009]优选地，判断所述组数据是否满足频率条件的过程，包括：获取对应于所述第一目标幅值的FFT位置点；结合所述FFT位置点和模数转换的采样率，获取对应于所述第一目标幅值的频率值；判断所述频率值是否等于发射频率，所述发射频率为电阻抗成像中所施加的交流信号的频率；若是，确定所述组数据满足频率条件。
[0010]优选地，判断所述组数据是否满足信噪比条件的过程，包括：判断所述第一目标幅值与所述第二目标幅值的差值是否小于预设的信噪比阈值；若是，确定所述组数据满足信噪比条件。
[0011]优选地，判断所述组数据是否满足一致性条件的过程，包括：判断所述组数据是否属于第一帧数据；若是，确定所述组数据满足一致性条件；若否：获取所述通道在上一帧的幅值；判断所述第一目标幅值与所述通道在上一帧的幅值的差值，是否小于预设的一致性阈值；若是，确定所述组数据满足一致性条件。
[0012]本申请第二方面提供了一种EIT数据处理方法，包括：获取首个待处理的通道，并将所述首个待处理的通道确定为目标通道；打开目标通道，并利用如上述通道数据处理方法，对目标通道进行数据处理，得到目标通道在当前帧的幅值；判断当前帧的所有通道是否处理完毕；若是，返回执行获取首个待处理的通道的步骤；若否，获取下一待处理的通道，将所述下一待处理的通道确定为目标通道，并返回
执行打开目标通道的步骤。
[0013]本申请第三方面提供了一种通道数据处理装置，包括：数据获取单元，用于在通道打开后，持续对所述通道输出的模拟信号进行模数转换，得到数据流，多个数据计算模块以乒乓操作的方式从所述数据流中获取各组数据；数据计算单元，用于任一数据计算模块取得一组数据后，利用快速傅里叶变换和恒虚警率检测对所述组数据进行处理，得到第一目标幅值和第二目标幅值；数据检测单元，用于基于所述第一目标幅值和所述第二目标幅值，判断所述组数据是否均满足频率条件、信噪比条件以及一致性条件；数据确定单元，用于当所述数据检测单元判断出所述组数据均满足频率条件、信噪比条件以及一致性条件时，将所述第一目标幅值确定为所述通道在当前帧的幅值；切换控制单元，用于当所述数据检测单元判断出所述组数据不满足频率条件、信噪比条件或一致性条件时，控制另一数据计算模块从所述数据流中获取新的一组数据，并返回执行所述数据获取单元涉及的步骤。
[0014]本申请第四方面提供了一种通道数据处理设备，包括：存储器和处理器；所述存储器，用于存储程序；所述处理器，用于执行所述程序，实现上述的通道数据处理方法的各个步骤。
[0015]本申请第五方面提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述的通道数据处理方法的各个步骤。
[0016]经由上述的技术方案可知，本申请在某一通道打开后，持续对所述通道输出的模拟信号进行模数转换，得到数据流，可以理解，所述数据流是持续生成的。随后，多个数据计算模块以乒乓操作的方式从所述数据流中获取各组数据。通过乒乓操作的方式读取数据流，有利于提高数据处理的并行度，从而提高数据处理效率。在任一数据计算模块取得一组数据后，利用FFT和CFAR对所述组数据进行处理，得到第一目标幅值和第二目标幅值。可以理解，所述第一目标幅值和所述第二目标幅值通过了CFAR检测，且相对于所述组数据经过FFT计算后得到的其它幅值，具有更高的幅值，即，所述第一目标幅值和所述第二目标幅值为潜在的目标幅值本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种通道数据处理方法，其特征在于，包括：通道打开后，持续对所述通道输出的模拟信号进行模数转换，得到数据流，多个数据计算模块以乒乓操作的方式从所述数据流中获取各组数据；任一数据计算模块取得一组数据后，利用快速傅里叶变换和恒虚警率检测对所述组数据进行处理，得到第一目标幅值和第二目标幅值；基于所述第一目标幅值和所述第二目标幅值，判断所述组数据是否均满足频率条件、信噪比条件以及一致性条件；若是，将所述第一目标幅值确定为所述通道在当前帧的幅值；若否，控制另一数据计算模块从所述数据流中获取新的一组数据，并返回执行任一数据计算模块取得一组数据后，利用快速傅里叶变换和恒虚警率检测对所述组数据进行处理的步骤。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据计算模块为FFT IP核，所述数据计算模块的数量为2；持续对所述通道输出的模拟信号进行模数转换，得到数据流，多个数据计算模块以乒乓操作的方式从所述数据流中获取各组数据的过程，包括：利用FPGA控制模数转换模块对所述通道输出的模拟信号进行模数转换，得到数据流，并将所述数据流传送到FIFO IP核中；利用FPGA控制所述FIFO IP核以乒乓操作的方式将各组数据传送到2个FFT IP核中。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每组数据包括相同数量的数据点；利用快速傅里叶变换和恒虚警率检测对所述组数据进行处理，得到第一目标幅值和第二目标幅值的过程，包括：对所述组数据中的各数据点进行快速傅里叶变换，得到各幅值；对各幅值进行恒虚警率检测，得到多个有效幅值；将所述多个有效幅值中的最大值确定为第一目标幅值；将所述多个有效幅值中的次大值确定为第二目标幅值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述组数据是否满足频率条件的过程，包括：获取对应于所述第一目标幅值的FFT位置点；结合所述FFT位置点和模数转换的采样率，获取对应于所述第一目标幅值的频率值；判断所述频率值是否等于发射频率，所述发射频率为电阻抗成像中所施加的交流信号的频率；若是，确定所述组数据满足频率条件。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述组数据是否满足信噪比条件的过程，包括：判断所述第一目标幅值与所述第二目标幅值的差值是否小于预设的信...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，阎焜，周斌，王涛，张吴凯，冼锦炽，
申请(专利权)人：广东大湾区空天信息研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。