Research on Biomedical Engineering
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Original Article

ANÁLISE ESPECTRAL DE SINAIS DE ULTRA-SOM DOPPLER E GERAÇÃO DE SONOGRAMAS EM TEMPO-REAL UTILIZANDO PROCESSADOR DE SINAIS DIGITAIS E MICROCOMPUTADOR

DOPPLER ULTRASOUND SIGNAL SPECTRAL ANALYSIS AND REAL-TIME SONOGRAM GENERATION USING A DIGITAL SIGNAL PROCESSOR AND A MICROCOMPUTER

Schlindwein, F.S.; Evans, D.H.

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Resumo

A análise espectral de sinais Doppler e a apresentação do sonograma em tempo-real foi realizada utilizando-se um sistema baseado em um Processador de Sinais Digitais (TMS 32020 - Texas Instruments) e um microcomputador (RM NIMBUS - Research Machines). A implementação da análise espectral foi feita através de Transformada Rápida de Fourier. (FFT) a partir de 256 amostras do sinal Doppler, tomadas a uma freqüência de amostragem programável até 40.96 kHz. Nesta situação (máxima freqüência de amostragem utilizada), o Processador Digital de Sinais é capaz de gerar é espectro de 128 componentes a cada 4.0 ms. O microcomputador exibe o sonograma em tempo-real com 16 níveis de cinza. São discutidas diversas características técnicas do sistema, com especial ênfase na implementação da FFT (o algoritmo utiliza decimação no tempo e em freqüência, radix-2 e radix-4, e as 256 amostras são tratadas como 128 valores complexos para atingir a velocidade de processamento desejada). são também feitas considerações sobre processamento de sinais em tempo-real e multiprocessamento.

Palavras-chave

.

Abstract

A system comprising of a TMS 32020 development board and an RM NIMBUS (80186 based) micro-computer has been assembled, and programmed to analyse Doppler ultrasound signals in real-time, and to display the results in the form of a sonogram on a video monitor with 16 levels of grey scale. The spectral analysis was based on a "tailor-made" Fast Fourier Transform (FFT). The audio signal may be sampled at rates of up to 40.96 kHz, and the system calculates a 128 point Doppler power spectrum every 4.0 ms. In order to achieve this speed, each block of 256 real samples has been treated as an array of 128 complex values, and a mixture of radix-2 decimation in time, and radix-4 decimation in frequency butterflies have been used to implement the FFT. These and other methods used to realize a system operating in real-time are discussed.
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Res. Biomed. Eng.

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