JP2002172115A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- JP2002172115A JP2002172115A JP2000371221A JP2000371221A JP2002172115A JP 2002172115 A JP2002172115 A JP 2002172115A JP 2000371221 A JP2000371221 A JP 2000371221A JP 2000371221 A JP2000371221 A JP 2000371221A JP 2002172115 A JP2002172115 A JP 2002172115A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 超音波診断装置において、対数変換回路の入
力ダイナミックレンジに受信信号の信号ダイナミックレ
ンジを適合させるようにする。 【解決手段】 デジタルフィルタ２４において受信信号
に対してフィルタ係数列を乗算する場合に、ゲイン係数
によってそのフィルタ係数列の大きさを調整し、これに
よって受信信号の信号ダイナミックレンジを調整する。
ゲインの調整は受信信号に対して直接的に行うようにし
てもよい。いずれにしても、対数圧縮器３６の入力ダイ
ナミックレンジに受信信号の信号ダイナミックレンジを
合わせられるので階調分布を良好なものにできる。
力ダイナミックレンジに受信信号の信号ダイナミックレ
ンジを適合させるようにする。 【解決手段】 デジタルフィルタ２４において受信信号
に対してフィルタ係数列を乗算する場合に、ゲイン係数
によってそのフィルタ係数列の大きさを調整し、これに
よって受信信号の信号ダイナミックレンジを調整する。
ゲインの調整は受信信号に対して直接的に行うようにし
てもよい。いずれにしても、対数圧縮器３６の入力ダイ
ナミックレンジに受信信号の信号ダイナミックレンジを
合わせられるので階調分布を良好なものにできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超音波診断装置に関
し、特に、対数変換を前提とした信号ダイナミックレン
ジの調整に関する。
し、特に、対数変換を前提とした信号ダイナミックレン
ジの調整に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＤＢＦ（デジタルビームフォーマー）
は、複数の受信信号をそれぞれデジタル信号に変換する
複数のＡ／Ｄ変換器と、複数のデジタル信号を整相加算
する整相加算回路と、を有する。整相加算回路は、一般
に、その出力側のダイナミックレンジ内に整相加算後の
デジタル信号のビット数を収めるためのビットシフト機
能を有する。このビットシフト機能は、信号飽和防止の
ためのいわばビット数調整機能であって、例えば整相加
算後のデジタル信号が理論的には１８ビットで表現され
る場合に、出力側のダイナミックレンジ（例えば１６ビ
ット）に合わせて、オーバーフローしないように、上位
１６ビットのみを選択的に出力する機能である。このよ
うなビットシフト機能は、一般に、デジタル信号の加算
や乗算などの演算を行う各回路に具備されている。
は、複数の受信信号をそれぞれデジタル信号に変換する
複数のＡ／Ｄ変換器と、複数のデジタル信号を整相加算
する整相加算回路と、を有する。整相加算回路は、一般
に、その出力側のダイナミックレンジ内に整相加算後の
デジタル信号のビット数を収めるためのビットシフト機
能を有する。このビットシフト機能は、信号飽和防止の
ためのいわばビット数調整機能であって、例えば整相加
算後のデジタル信号が理論的には１８ビットで表現され
る場合に、出力側のダイナミックレンジ（例えば１６ビ
ット）に合わせて、オーバーフローしないように、上位
１６ビットのみを選択的に出力する機能である。このよ
うなビットシフト機能は、一般に、デジタル信号の加算
や乗算などの演算を行う各回路に具備されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ビット
シフト処理を経たデジタル信号は各種の処理を経て、Ｂ
モード画像を形成するための対数変換回路へ入力され、
そこで対数圧縮される。一般に、その対数関数（非線形
入出力特性）は固定されている。従って、入力されるデ
ジタル信号の信号ダイナミックレンジが対数変換回路の
入力ダイナミックレンジに適合すると、理想的な対数変
換が行われるが、それらが不適合であると、生成される
Ｂモード画像の画質を良好なものにできない可能性があ
る。例えば、信号ダイナミックレンジが入力ダイナミッ
クレンジの半分程度である場合、対数関数の半分程度し
か実際に利用されず、階調分布が崩れ、コントラストが
強調された画像となる。
シフト処理を経たデジタル信号は各種の処理を経て、Ｂ
モード画像を形成するための対数変換回路へ入力され、
そこで対数圧縮される。一般に、その対数関数（非線形
入出力特性）は固定されている。従って、入力されるデ
ジタル信号の信号ダイナミックレンジが対数変換回路の
入力ダイナミックレンジに適合すると、理想的な対数変
換が行われるが、それらが不適合であると、生成される
Ｂモード画像の画質を良好なものにできない可能性があ
る。例えば、信号ダイナミックレンジが入力ダイナミッ
クレンジの半分程度である場合、対数関数の半分程度し
か実際に利用されず、階調分布が崩れ、コントラストが
強調された画像となる。
【０００４】その一方、近年、受信信号に含まれる高調
波成分をＢモード画像として画像化することがなされて
いるが、高調波成分は基本波成分に比べて小さなレベル
しか有していない。ところが、整相加算回路において
は、基本波のレベルに応じてビットシフト機能が働き信
号の飽和が防止されるために、高調波成分がより小さく
なる。このため、整相加算後の受信信号をデジタルフィ
ルタに入力し、そこで高調波成分を抽出してそれを対数
変換回路に入力させると、その入力ダイナミックレンジ
が有効に利用されない。
波成分をＢモード画像として画像化することがなされて
いるが、高調波成分は基本波成分に比べて小さなレベル
しか有していない。ところが、整相加算回路において
は、基本波のレベルに応じてビットシフト機能が働き信
号の飽和が防止されるために、高調波成分がより小さく
なる。このため、整相加算後の受信信号をデジタルフィ
ルタに入力し、そこで高調波成分を抽出してそれを対数
変換回路に入力させると、その入力ダイナミックレンジ
が有効に利用されない。
【０００５】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、超音波診断装置において、デ
ジタル受信信号に対して、望ましい対数変換が行われる
ようにすることにある。
ものであり、その目的は、超音波診断装置において、デ
ジタル受信信号に対して、望ましい対数変換が行われる
ようにすることにある。
【０００６】本発明の他の目的は、高調波を画像化する
場合に望ましい対数変換が行われるようにすることにあ
る。
場合に望ましい対数変換が行われるようにすることにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、複数の振動素子を備え、超音波の
送受波により複数のチャンネル受信信号を出力する送受
波手段と、前記複数のチャンネル受信信号をそれぞれデ
ジタル信号に変換しつつ整相加算する回路であって、整
相加算された第１受信信号を所定ビット範囲内で出力す
るためのビットシフト機能を有する整相加算回路と、ゲ
イン係数を可変設定する係数設定回路と、元係数列を構
成する各係数に対して前記ゲイン係数を乗算することに
より、フィルタ係数列を生成する係数列生成回路と、前
記第１受信信号に対して前記フィルタ係数列を乗算する
ことにより当該第１受信信号に対するフィルタ処理を実
行し、第２受信信号を出力するデジタルフィルタ回路
と、前記第２受信信号に対して対数変換を行う対数変換
回路と、を含み、前記第２受信信号が有する信号ダイナ
ミックレンジが前記対数変換回路の入力ダイナミックレ
ンジに適合するように、前記ゲイン係数が可変設定され
ることを特徴とする。
るために、本発明は、複数の振動素子を備え、超音波の
送受波により複数のチャンネル受信信号を出力する送受
波手段と、前記複数のチャンネル受信信号をそれぞれデ
ジタル信号に変換しつつ整相加算する回路であって、整
相加算された第１受信信号を所定ビット範囲内で出力す
るためのビットシフト機能を有する整相加算回路と、ゲ
イン係数を可変設定する係数設定回路と、元係数列を構
成する各係数に対して前記ゲイン係数を乗算することに
より、フィルタ係数列を生成する係数列生成回路と、前
記第１受信信号に対して前記フィルタ係数列を乗算する
ことにより当該第１受信信号に対するフィルタ処理を実
行し、第２受信信号を出力するデジタルフィルタ回路
と、前記第２受信信号に対して対数変換を行う対数変換
回路と、を含み、前記第２受信信号が有する信号ダイナ
ミックレンジが前記対数変換回路の入力ダイナミックレ
ンジに適合するように、前記ゲイン係数が可変設定され
ることを特徴とする。
【０００８】上記構成によれば、整相加算回路における
ビットシフト機能の実行により生成された第１受信信号
に対して、デジタルフィルタ回路においてフィルタ係数
列が乗算されてフィルタ処理が実行されるが、その場合
に、フィルタ係数列は元係数列に対してゲイン係数を乗
算したものとして構成され、そのゲイン係数を調整する
ことによって、デジタルフィルタ回路から出力される第
２受信信号の信号ダイナミックレンジを調整することが
できる。例えば、第１受信信号に含まれる高調波成分を
第２受信信号として出力する場合には、その信号ダイナ
ミックレンジを対数変換回路の入力ダイナミックレンジ
に適合させることができるので、高調波画像の輝度分布
が偏ってしまう従来の問題を解消できる。
ビットシフト機能の実行により生成された第１受信信号
に対して、デジタルフィルタ回路においてフィルタ係数
列が乗算されてフィルタ処理が実行されるが、その場合
に、フィルタ係数列は元係数列に対してゲイン係数を乗
算したものとして構成され、そのゲイン係数を調整する
ことによって、デジタルフィルタ回路から出力される第
２受信信号の信号ダイナミックレンジを調整することが
できる。例えば、第１受信信号に含まれる高調波成分を
第２受信信号として出力する場合には、その信号ダイナ
ミックレンジを対数変換回路の入力ダイナミックレンジ
に適合させることができるので、高調波画像の輝度分布
が偏ってしまう従来の問題を解消できる。
【０００９】望ましくは、ビットシフト機能の実行内容
（ビットシフト数又は信号抑圧の程度など）に応じてゲ
イン係数を可変設定するようにしてもよく、基本波と高
調波のレベル差などに応じてゲイン係数を可変設定する
ようにしてもよい。いずれにしても、対数変換回路の入
力ダイナミックレンジの大部分が利用されるようにゲイ
ン係数を可変設定するのが望ましい。基本的には、元係
数列に対して単一のゲイン係数が一律に乗算される。ゲ
イン調整において信号を抑圧する場合にはゲイン係数と
して例えば０．５〜１．０の値が利用され、ゲイン調整
において信号を拡張する場合には例えば１．０〜１．５
の値が利用される。もちろん、他の数値範囲とするよう
にしてもよい。
（ビットシフト数又は信号抑圧の程度など）に応じてゲ
イン係数を可変設定するようにしてもよく、基本波と高
調波のレベル差などに応じてゲイン係数を可変設定する
ようにしてもよい。いずれにしても、対数変換回路の入
力ダイナミックレンジの大部分が利用されるようにゲイ
ン係数を可変設定するのが望ましい。基本的には、元係
数列に対して単一のゲイン係数が一律に乗算される。ゲ
イン調整において信号を抑圧する場合にはゲイン係数と
して例えば０．５〜１．０の値が利用され、ゲイン調整
において信号を拡張する場合には例えば１．０〜１．５
の値が利用される。もちろん、他の数値範囲とするよう
にしてもよい。
【００１０】例えば、上記構成によれば、目的信号成分
のレベルによらずに一律にビットシフトがなされてしま
う場合においても当該目的信号レベルに応じたゲイン調
整を行うことができ、しかもビットシフトによるゲイン
の粗調整（通常、６ｄＢ刻み）を前提としてゲインの微
調整を行える。一方、整相加算回路におけるビットシフ
トにおいて、従来よりもビットシフト数を少なく又はゼ
ロにして信号の飽和を許容し、その上で目的信号成分に
ついてゲイン調整を行うようにしてもよい。
のレベルによらずに一律にビットシフトがなされてしま
う場合においても当該目的信号レベルに応じたゲイン調
整を行うことができ、しかもビットシフトによるゲイン
の粗調整（通常、６ｄＢ刻み）を前提としてゲインの微
調整を行える。一方、整相加算回路におけるビットシフ
トにおいて、従来よりもビットシフト数を少なく又はゼ
ロにして信号の飽和を許容し、その上で目的信号成分に
ついてゲイン調整を行うようにしてもよい。
【００１１】（２）また、上記目的を達成するために、
本発明は、複数の振動素子を備え、超音波の送受波によ
り複数のチャンネル受信信号を出力する送受波手段と、
前記複数のチャンネル受信信号をそれぞれデジタル信号
に変換しつつ整相加算する回路であって、整相加算され
た第１受信信号を所定ビット範囲内で出力するためのビ
ットシフト機能を有する整相加算回路と、ゲイン係数を
可変設定する係数設定回路と、前記第１受信信号に対し
て前記ゲイン係数を乗算し、第２受信信号を出力するゲ
イン調整回路と、前記第２受信信号に対して対数変換を
行う対数変換回路と、を含み、前記第２受信信号が有す
る信号ダイナミックレンジが前記対数変換回路の入力ダ
イナミックレンジに適合するように、前記ゲイン係数が
設定されることを特徴とする。
本発明は、複数の振動素子を備え、超音波の送受波によ
り複数のチャンネル受信信号を出力する送受波手段と、
前記複数のチャンネル受信信号をそれぞれデジタル信号
に変換しつつ整相加算する回路であって、整相加算され
た第１受信信号を所定ビット範囲内で出力するためのビ
ットシフト機能を有する整相加算回路と、ゲイン係数を
可変設定する係数設定回路と、前記第１受信信号に対し
て前記ゲイン係数を乗算し、第２受信信号を出力するゲ
イン調整回路と、前記第２受信信号に対して対数変換を
行う対数変換回路と、を含み、前記第２受信信号が有す
る信号ダイナミックレンジが前記対数変換回路の入力ダ
イナミックレンジに適合するように、前記ゲイン係数が
設定されることを特徴とする。
【００１２】上記構成によれば、第１受信信号に対する
ゲイン係数の乗算によって、上記同様に、対数変換回路
に入力される第２受信信号の信号ダイナミックレンジを
当該対数変換回路の入力ダイナミックレンジに適合させ
ることができる。デジタルフィルタ回路が設けられる場
合、その前あるいは後にゲイン係数の乗算がなされる。
ゲイン係数の乗算によって、上記同様に、対数変換回路
に入力される第２受信信号の信号ダイナミックレンジを
当該対数変換回路の入力ダイナミックレンジに適合させ
ることができる。デジタルフィルタ回路が設けられる場
合、その前あるいは後にゲイン係数の乗算がなされる。
【００１３】（３）また、上記目的を達成するために、
本発明は、複数の振動素子を備え、超音波の送受波によ
り複数のチャンネル受信信号を出力する送受波手段と、
前記複数のチャンネル受信信号をそれぞれデジタル信号
に変換しつつ整相加算する回路であって、整相加算され
た第１受信信号を出力する整相加算回路と、ゲイン係数
を可変設定する係数設定回路と、前記第１受信信号に含
まれる高調波成分を抽出するための元係数列を構成する
各係数に対して前記ゲイン係数を乗算することにより、
フィルタ係数列を生成する係数列生成回路と、前記第１
受信信号に対して前記フィルタ係数列を乗算することに
より当該第１受信信号から高調波成分を抽出し、それを
第２受信信号として出力するデジタルフィルタ回路と、
前記第２受信信号に対して対数変換を行う対数変換回路
と、を含み、前記第２受信信号の信号ダイナミックレン
ジが前記対数変換回路の入力ダイナミックレンジに適合
するように、前記ゲイン係数が設定されることを特徴と
する。
本発明は、複数の振動素子を備え、超音波の送受波によ
り複数のチャンネル受信信号を出力する送受波手段と、
前記複数のチャンネル受信信号をそれぞれデジタル信号
に変換しつつ整相加算する回路であって、整相加算され
た第１受信信号を出力する整相加算回路と、ゲイン係数
を可変設定する係数設定回路と、前記第１受信信号に含
まれる高調波成分を抽出するための元係数列を構成する
各係数に対して前記ゲイン係数を乗算することにより、
フィルタ係数列を生成する係数列生成回路と、前記第１
受信信号に対して前記フィルタ係数列を乗算することに
より当該第１受信信号から高調波成分を抽出し、それを
第２受信信号として出力するデジタルフィルタ回路と、
前記第２受信信号に対して対数変換を行う対数変換回路
と、を含み、前記第２受信信号の信号ダイナミックレン
ジが前記対数変換回路の入力ダイナミックレンジに適合
するように、前記ゲイン係数が設定されることを特徴と
する。
【００１４】上記構成によれば、高調波成分を抽出して
それを画像化する場合に、高調波成分の信号ダイナミッ
クレンジを対数変換回路の入力ダイナミックレンジに適
合させることができる。整相加算回路は、通常、ビット
シフト機能を有するが、そのようなビットシフト機能が
停止あるいは制限される場合においても、高調波成分の
飽和が生じなければ、上記構成を適用できる。
それを画像化する場合に、高調波成分の信号ダイナミッ
クレンジを対数変換回路の入力ダイナミックレンジに適
合させることができる。整相加算回路は、通常、ビット
シフト機能を有するが、そのようなビットシフト機能が
停止あるいは制限される場合においても、高調波成分の
飽和が生じなければ、上記構成を適用できる。
【００１５】（４）また、上記目的を達成するために、
本発明は、複数の振動素子を備え、超音波の送受波によ
り複数のチャンネル受信信号を出力する送受波手段と、
前記複数のチャンネル受信信号をそれぞれデジタル信号
に変換しつつ整相加算する回路であって、整相加算され
た第１受信信号を出力する整相加算回路と、ゲイン係数
を可変設定する係数設定回路と、前記第１受信信号に対
して前記ゲイン係数を乗算し、第２受信信号を出力する
ゲイン調整回路と、前記第２受信信号から高調波成分を
抽出し、それを第３受信信号として出力するデジタルフ
ィルタ回路と、前記第３受信信号に対して対数変換を行
う対数変換回路と、を含み、前記第３受信信号が有する
信号ダイナミックレンジが前記対数変換回路の入力ダイ
ナミックレンジに適合するように、前記ゲイン係数が設
定されることを特徴とする。
本発明は、複数の振動素子を備え、超音波の送受波によ
り複数のチャンネル受信信号を出力する送受波手段と、
前記複数のチャンネル受信信号をそれぞれデジタル信号
に変換しつつ整相加算する回路であって、整相加算され
た第１受信信号を出力する整相加算回路と、ゲイン係数
を可変設定する係数設定回路と、前記第１受信信号に対
して前記ゲイン係数を乗算し、第２受信信号を出力する
ゲイン調整回路と、前記第２受信信号から高調波成分を
抽出し、それを第３受信信号として出力するデジタルフ
ィルタ回路と、前記第３受信信号に対して対数変換を行
う対数変換回路と、を含み、前記第３受信信号が有する
信号ダイナミックレンジが前記対数変換回路の入力ダイ
ナミックレンジに適合するように、前記ゲイン係数が設
定されることを特徴とする。
【００１６】上記構成によれば、受信信号に対してゲイ
ン調整が行われるが、その場合において、高調波成分の
信号ダイナミックレンジを対数変換回路の入力ダイナミ
ックレンジに適合される。
ン調整が行われるが、その場合において、高調波成分の
信号ダイナミックレンジを対数変換回路の入力ダイナミ
ックレンジに適合される。
【００１７】（５）また、上記目的を達成するために、
本発明は、超音波の送受波により受信信号を出力する送
受波手段と、前記受信信号をデジタル信号としての第１
受信信号に変換する変換手段と、ゲイン係数を可変設定
する係数設定回路と、元係数列を構成する各係数に対し
て前記ゲイン係数を乗算することにより、フィルタ係数
列を生成する係数列生成回路と、前記第１受信信号に対
して前記フィルタ係数列を乗算することにより、当該第
１受信信号に対するフィルタ処理を実行し、第２受信信
号を出力するデジタルフィルタ回路と、前記第２受信信
号に対して対数変換を行う対数変換回路と、を含み、前
記第２受信信号が有する信号ダイナミックレンジが前記
対数変換回路の入力ダイナミックレンジに適合するよう
に、前記ゲイン係数が可変設定されることを特徴とす
る。
本発明は、超音波の送受波により受信信号を出力する送
受波手段と、前記受信信号をデジタル信号としての第１
受信信号に変換する変換手段と、ゲイン係数を可変設定
する係数設定回路と、元係数列を構成する各係数に対し
て前記ゲイン係数を乗算することにより、フィルタ係数
列を生成する係数列生成回路と、前記第１受信信号に対
して前記フィルタ係数列を乗算することにより、当該第
１受信信号に対するフィルタ処理を実行し、第２受信信
号を出力するデジタルフィルタ回路と、前記第２受信信
号に対して対数変換を行う対数変換回路と、を含み、前
記第２受信信号が有する信号ダイナミックレンジが前記
対数変換回路の入力ダイナミックレンジに適合するよう
に、前記ゲイン係数が可変設定されることを特徴とす
る。
【００１８】（６）また、上記目的を達成するために、
本発明は、超音波の送受波により受信信号を出力する送
受波手段と、前記受信信号をデジタル信号としての第１
受信信号に変換する変換手段と、ゲイン係数を可変設定
する係数設定回路と、前記第１受信信号に対して前記ゲ
イン係数を乗算し、第２受信信号を出力するゲイン調整
回路と、前記第２受信信号に対して対数変換を行う対数
変換回路と、を含み、前記第２受信信号が有する信号ダ
イナミックレンジが前記対数変換回路の入力ダイナミッ
クレンジに適合するように、前記ゲイン係数が可変設定
されることを特徴とする。
本発明は、超音波の送受波により受信信号を出力する送
受波手段と、前記受信信号をデジタル信号としての第１
受信信号に変換する変換手段と、ゲイン係数を可変設定
する係数設定回路と、前記第１受信信号に対して前記ゲ
イン係数を乗算し、第２受信信号を出力するゲイン調整
回路と、前記第２受信信号に対して対数変換を行う対数
変換回路と、を含み、前記第２受信信号が有する信号ダ
イナミックレンジが前記対数変換回路の入力ダイナミッ
クレンジに適合するように、前記ゲイン係数が可変設定
されることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００２０】図１には、本発明に係る超音波診断装置の
好適な実施形態が示されており、図１はその要部構成を
示すブロック図である。
好適な実施形態が示されており、図１はその要部構成を
示すブロック図である。
【００２１】アレイ振動子１０は、超音波探触子内に設
けられるものであり、そのアレイ振動子１０は複数の振
動素子１２によって構成される。このアレイ振動子１０
は体表面上に当接して用いられ、あるいは、体腔内に挿
入して用いられるプローブである。このアレイ振動子１
０に対して電子走査（電子リニア走査、電子セクタ走査
など）を適用することによって超音波ビームが走査さ
れ、これによって二次元データ取込領域が形成される。
なお、単振動子が利用される場合にも、本発明を適用で
きる。その場合には、Ａ／Ｄ変換器とフィルタとの間に
ビットシフト回路が設けられる。
けられるものであり、そのアレイ振動子１０は複数の振
動素子１２によって構成される。このアレイ振動子１０
は体表面上に当接して用いられ、あるいは、体腔内に挿
入して用いられるプローブである。このアレイ振動子１
０に対して電子走査（電子リニア走査、電子セクタ走査
など）を適用することによって超音波ビームが走査さ
れ、これによって二次元データ取込領域が形成される。
なお、単振動子が利用される場合にも、本発明を適用で
きる。その場合には、Ａ／Ｄ変換器とフィルタとの間に
ビットシフト回路が設けられる。
【００２２】各振動素子１２に対しては、図示されてい
ない送信回路から個別的に送信信号が供給される。その
送信回路はいわゆる送信ビームフォーマーとして機能す
るものである。
ない送信回路から個別的に送信信号が供給される。その
送信回路はいわゆる送信ビームフォーマーとして機能す
るものである。
【００２３】また、各振動素子１２から出力される受信
信号は受信回路１４に入力される。この受信回路１４は
いわゆる受信ビームフォーマーとして機能するものであ
り、本実施形態においては、この受信回路１４がデジタ
ルビームフォーマー（ＤＢＦ）を構成している。
信号は受信回路１４に入力される。この受信回路１４は
いわゆる受信ビームフォーマーとして機能するものであ
り、本実施形態においては、この受信回路１４がデジタ
ルビームフォーマー（ＤＢＦ）を構成している。
【００２４】具体的に説明すると、各振動素子１２から
出力される受信信号はプリアンプ１６を介してＡ／Ｄ変
換器１８に入力され、ここでアナログの受信信号がデジ
タルの受信信号に変換される。図示の例では１２ビット
をもったデジタルの受信信号が生成されている。その受
信信号がディレイライン（遅延器）２０に入力され、こ
こで、所定の遅延量を付与された後、その受信信号が加
算器２２に出力されている。
出力される受信信号はプリアンプ１６を介してＡ／Ｄ変
換器１８に入力され、ここでアナログの受信信号がデジ
タルの受信信号に変換される。図示の例では１２ビット
をもったデジタルの受信信号が生成されている。その受
信信号がディレイライン（遅延器）２０に入力され、こ
こで、所定の遅延量を付与された後、その受信信号が加
算器２２に出力されている。
【００２５】加算器２２は、各振動素子１２からの受信
信号、すなわち各チャンネルごとの受信信号を加算する
ことにより、いわゆる整相加算処理を実行する回路であ
る。この加算器２２から例えば１６ビットの整相加算後
の受信信号が出力されることになる。
信号、すなわち各チャンネルごとの受信信号を加算する
ことにより、いわゆる整相加算処理を実行する回路であ
る。この加算器２２から例えば１６ビットの整相加算後
の受信信号が出力されることになる。
【００２６】デジタルフィルタ２４は、本実施形態にお
いてバンドパスフィルタを構成しており、受信信号順に
含まれる所定の帯域幅の成分を出力する回路である。例
えば通常のＢモード画像を形成する場合には、受信信号
における基本波成分が抽出され、一方、いわゆる高調波
をＢモード画像として表示する場合には、高調波成分が
デジタルフィルタ２４によって抽出される。デジタルフ
ィルタ２４におけるフィルタ係数列の乗算などに関して
は後に詳述する。
いてバンドパスフィルタを構成しており、受信信号順に
含まれる所定の帯域幅の成分を出力する回路である。例
えば通常のＢモード画像を形成する場合には、受信信号
における基本波成分が抽出され、一方、いわゆる高調波
をＢモード画像として表示する場合には、高調波成分が
デジタルフィルタ２４によって抽出される。デジタルフ
ィルタ２４におけるフィルタ係数列の乗算などに関して
は後に詳述する。
【００２７】対数圧縮器３６は、デジタルフィルタ２４
から出力される受信信号に対して対数変換を実行する回
路であり、例えば図２に示すような対数関数にしたがっ
て、ある値を有するデータを別の値を有するデータに変
換する。この対数圧縮器３６は１６ビットの入力ダイナ
ミックレンジを有しており、対数変換後においては１２
ビットの変換後の受信信号を出力している。
から出力される受信信号に対して対数変換を実行する回
路であり、例えば図２に示すような対数関数にしたがっ
て、ある値を有するデータを別の値を有するデータに変
換する。この対数圧縮器３６は１６ビットの入力ダイナ
ミックレンジを有しており、対数変換後においては１２
ビットの変換後の受信信号を出力している。
【００２８】デジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）３
８は、座標変換機能や補間機能などを有する公知の回路
であり、このＤＳＣ３８上において各フレームごとのＢ
モード画像が形成され、Ｂモード画像が表示器４０に表
示される。コントローラ３３は、本実施形態において装
置全体の制御を実行しており、本実施形態においては特
にゲインレジスタ３４に対してゲイン係数を設定する機
能を有している。
８は、座標変換機能や補間機能などを有する公知の回路
であり、このＤＳＣ３８上において各フレームごとのＢ
モード画像が形成され、Ｂモード画像が表示器４０に表
示される。コントローラ３３は、本実施形態において装
置全体の制御を実行しており、本実施形態においては特
にゲインレジスタ３４に対してゲイン係数を設定する機
能を有している。
【００２９】一方、本実施形態においては、元係数列メ
モリ２８及び元係数列メモリ３０が設けられており、元
係数列メモリ２８内には通常のＢモード画像を形成する
ための元係数列が格納されており、元係数列メモリ３０
には高調波成分のＢモード画像を形成するための元係数
列が格納されている。セレクタ３２によっていずれかの
係数列が選択され、選択された元係数列が乗算器２６に
出力されている。
モリ２８及び元係数列メモリ３０が設けられており、元
係数列メモリ２８内には通常のＢモード画像を形成する
ための元係数列が格納されており、元係数列メモリ３０
には高調波成分のＢモード画像を形成するための元係数
列が格納されている。セレクタ３２によっていずれかの
係数列が選択され、選択された元係数列が乗算器２６に
出力されている。
【００３０】乗算器２６では、セレクタ３２から出力さ
れる元係数列に対して、ゲインレジスタ３４に格納され
たゲイン係数を乗算する処理を実行しており、その乗算
結果としての、フィルタ係数列がデジタルフィルタ２４
に出力され、デジタルフィルタ２４では、加算器２２か
ら出力される受信信号に対してフィルタ係数列を乗算す
ることによって所望の帯域の信号成分を抽出している。
れる元係数列に対して、ゲインレジスタ３４に格納され
たゲイン係数を乗算する処理を実行しており、その乗算
結果としての、フィルタ係数列がデジタルフィルタ２４
に出力され、デジタルフィルタ２４では、加算器２２か
ら出力される受信信号に対してフィルタ係数列を乗算す
ることによって所望の帯域の信号成分を抽出している。
【００３１】上記の乗算器２６では、元係数列を構成す
る各係数に対して一律にゲイン係数が乗算されている。
よって、ゲイン係数の値を変更することによってデジタ
ルフィルタ２４におけるフィルタリング作用、具体的に
は出力される受信信号のダイナミックレンジを調整する
ことが可能となる。
る各係数に対して一律にゲイン係数が乗算されている。
よって、ゲイン係数の値を変更することによってデジタ
ルフィルタ２４におけるフィルタリング作用、具体的に
は出力される受信信号のダイナミックレンジを調整する
ことが可能となる。
【００３２】ちなみに、ゲイン係数は例えば０．５〜
１．０の範囲内で設定され、あるいは、１．０〜１．５
の範囲内で設定されるが、もちろんゲイン係数としては
他の値を利用するようにしてもよく、いずれにしても、
対数圧縮器３６における入力ダイナミックレンジに対し
て受信信号の信号ダイナミックレンジが適合するように
ゲイン係数が設定される。従来技術の欄で述べたよう
に、加算器２２は通常のデジタル回路と同様にいわゆる
ビットシフト機能を有している。すなわち複数のデジタ
ル受信信号を加算した場合においてその加算結果が所定
のビット範囲を超える場合に、当該ビット範囲に収まる
だけの上位のビット数分だけ加算結果を抽出し、それを
受信信号として出力している。図１に示す例では、加算
器２２の出力ビット数として１６が設定されている。
１．０の範囲内で設定され、あるいは、１．０〜１．５
の範囲内で設定されるが、もちろんゲイン係数としては
他の値を利用するようにしてもよく、いずれにしても、
対数圧縮器３６における入力ダイナミックレンジに対し
て受信信号の信号ダイナミックレンジが適合するように
ゲイン係数が設定される。従来技術の欄で述べたよう
に、加算器２２は通常のデジタル回路と同様にいわゆる
ビットシフト機能を有している。すなわち複数のデジタ
ル受信信号を加算した場合においてその加算結果が所定
のビット範囲を超える場合に、当該ビット範囲に収まる
だけの上位のビット数分だけ加算結果を抽出し、それを
受信信号として出力している。図１に示す例では、加算
器２２の出力ビット数として１６が設定されている。
【００３３】したがって、図１に示す構成例によれば、
デジタルフィルタ２４においてフィルタリングを実行す
る際にゲイン係数の値を適宜設定すれば、デジタルフィ
ルタ２４から出力される信号のダイナミックレンジを調
整することが可能であり、従来のように対数変換に際し
て輝度分布が著しく損なわれてしまうような問題を未然
に解消することが可能である。
デジタルフィルタ２４においてフィルタリングを実行す
る際にゲイン係数の値を適宜設定すれば、デジタルフィ
ルタ２４から出力される信号のダイナミックレンジを調
整することが可能であり、従来のように対数変換に際し
て輝度分布が著しく損なわれてしまうような問題を未然
に解消することが可能である。
【００３４】具体的には、図２において、対数圧縮器３
６における入力ダイナミックレンジが符号１００で示す
ものである場合には、理想的にはそのダイナミックレン
ジ１００に一致させて信号ダイナミックレンジ１０６を
設定する必要があるが、実際には信号ダイナミックレン
ジが符号１０２に示すようなものである場合、ゲイン係
数の調整によってその符号１０２で表される範囲を符号
１０６に表される範囲に拡張し、これによってダイナミ
ックレンジの適合を図るものである（符号２００参
照）。あるいは、符号２０２で示されるように、信号ダ
イナミックレンジが実質的に符号１０４で示されるもの
である場合には、ゲイン係数を適宜設定することにより
そのダイナミックレンジを符号１００で示すものに調整
することができる。
６における入力ダイナミックレンジが符号１００で示す
ものである場合には、理想的にはそのダイナミックレン
ジ１００に一致させて信号ダイナミックレンジ１０６を
設定する必要があるが、実際には信号ダイナミックレン
ジが符号１０２に示すようなものである場合、ゲイン係
数の調整によってその符号１０２で表される範囲を符号
１０６に表される範囲に拡張し、これによってダイナミ
ックレンジの適合を図るものである（符号２００参
照）。あるいは、符号２０２で示されるように、信号ダ
イナミックレンジが実質的に符号１０４で示されるもの
である場合には、ゲイン係数を適宜設定することにより
そのダイナミックレンジを符号１００で示すものに調整
することができる。
【００３５】以上の実施形態によれば、対数圧縮器３６
の入力ダイナミックレンジに適合させるように受信信号
の信号ダイナミックレンジを可変することができるの
で、特に対数変換に伴って生ずる階調分布の崩れといっ
た問題を効果的に防止することが可能であり、超音波画
像の画質を高めることが可能である。ちなみに、コント
ローラ３３は、加算器２２におけるビットシフト数など
を認識しており、あるいは、加算器２２におけるビット
シフトの制御を行っている。コントローラ３３はそのよ
うな認識結果あるいは制御結果に応じてゲイン係数の設
定を行うようにしている。もちろん、加算器２２におけ
るビットシフトを停止させ、デジタルフィルタ２４にお
けるゲイン調整時に高調波成分を対数圧縮器３６の入力
ダイナミックレンジに合わせるようにしてもよい。
の入力ダイナミックレンジに適合させるように受信信号
の信号ダイナミックレンジを可変することができるの
で、特に対数変換に伴って生ずる階調分布の崩れといっ
た問題を効果的に防止することが可能であり、超音波画
像の画質を高めることが可能である。ちなみに、コント
ローラ３３は、加算器２２におけるビットシフト数など
を認識しており、あるいは、加算器２２におけるビット
シフトの制御を行っている。コントローラ３３はそのよ
うな認識結果あるいは制御結果に応じてゲイン係数の設
定を行うようにしている。もちろん、加算器２２におけ
るビットシフトを停止させ、デジタルフィルタ２４にお
けるゲイン調整時に高調波成分を対数圧縮器３６の入力
ダイナミックレンジに合わせるようにしてもよい。
【００３６】図３には、他の実施形態に係る超音波診断
装置の要部構成がブロック図として示されている。な
お、図１に示す構成と同様の構成には同一符号を付しそ
の説明を省略する。
装置の要部構成がブロック図として示されている。な
お、図１に示す構成と同様の構成には同一符号を付しそ
の説明を省略する。
【００３７】この図３に示す実施形態では、加算器２２
から出力される受信信号に対してゲインレジスタ３４か
ら出力されるゲイン係数が乗算され、この段階において
ゲインの調整がなされている。もちろん、そのゲインの
調整は対数変換器３６の入力ダイナミックレンジに対し
てデジタルフィルタ６０から出力される受信信号の信号
ダイナミックレンジを適合させるようになされている。
から出力される受信信号に対してゲインレジスタ３４か
ら出力されるゲイン係数が乗算され、この段階において
ゲインの調整がなされている。もちろん、そのゲインの
調整は対数変換器３６の入力ダイナミックレンジに対し
てデジタルフィルタ６０から出力される受信信号の信号
ダイナミックレンジを適合させるようになされている。
【００３８】すなわち、乗算器５０から出力される受信
信号はデジタルフィルタ６０に入力され、そのデジタル
フィルタ６０において、元係数列メモリ６２から出力さ
れる元係数列が受信信号に対して乗算されている。そし
てその乗算結果である受信信号は対数変換器３６に入力
されている。ここで、元係数列として高調波を抽出する
元係数列を設定しておけば、表示器４０に高調波成分を
基礎としたＢモード画像を表示させることが可能とな
る。その場合において、対数変換器３６における入力ダ
イナミックレンジに受信信号の信号ダイナミックレンジ
が適合されているため、輝度分布を最適なものにできる
という利点がある。
信号はデジタルフィルタ６０に入力され、そのデジタル
フィルタ６０において、元係数列メモリ６２から出力さ
れる元係数列が受信信号に対して乗算されている。そし
てその乗算結果である受信信号は対数変換器３６に入力
されている。ここで、元係数列として高調波を抽出する
元係数列を設定しておけば、表示器４０に高調波成分を
基礎としたＢモード画像を表示させることが可能とな
る。その場合において、対数変換器３６における入力ダ
イナミックレンジに受信信号の信号ダイナミックレンジ
が適合されているため、輝度分布を最適なものにできる
という利点がある。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
超音波画像の画質を向上できる。
超音波画像の画質を向上できる。
【図１】 本発明に係る超音波診断装置の要部構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】 対数変換における入出力特性を示す図であ
る。
る。
【図３】 他の実施形態に係る超音波診断装置の要部構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
１０ アレイ振動子、１２ 振動素子、１４ 受信回
路、１６ プリアンプ、１８ Ａ／Ｄ変換器、２０ デ
ィレイライン（Ｄ．Ｌ．）、２２ 加算器、２４デジタ
ルフィルタ、２６ 乗算器、３３ コントローラ、３４
ゲインレジスタ、３６ 対数圧縮器。
路、１６ プリアンプ、１８ Ａ／Ｄ変換器、２０ デ
ィレイライン（Ｄ．Ｌ．）、２２ 加算器、２４デジタ
ルフィルタ、２６ 乗算器、３３ コントローラ、３４
ゲインレジスタ、３６ 対数圧縮器。
Claims (6)
- 【請求項１】 複数の振動素子を備え、超音波の送受波
により複数のチャンネル受信信号を出力する送受波手段
と、 前記複数のチャンネル受信信号をそれぞれデジタル信号
に変換しつつ整相加算する回路であって、整相加算され
た第１受信信号を所定ビット範囲内で出力するためのビ
ットシフト機能を有する整相加算回路と、 ゲイン係数を可変設定する係数設定回路と、 元係数列を構成する各係数に対して前記ゲイン係数を乗
算することにより、フィルタ係数列を生成する係数列生
成回路と、 前記第１受信信号に対して前記フィルタ係数列を乗算す
ることにより当該第１受信信号に対するフィルタ処理を
実行し、第２受信信号を出力するデジタルフィルタ回路
と、 前記第２受信信号に対して対数変換を行う対数変換回路
と、 を含み、 前記第２受信信号が有する信号ダイナミックレンジが前
記対数変換回路の入力ダイナミックレンジに適合するよ
うに、前記ゲイン係数が可変設定されることを特徴とす
る超音波診断装置。 - 【請求項２】 複数の振動素子を備え、超音波の送受波
により複数のチャンネル受信信号を出力する送受波手段
と、 前記複数のチャンネル受信信号をそれぞれデジタル信号
に変換しつつ整相加算する回路であって、整相加算され
た第１受信信号を所定ビット範囲内で出力するためのビ
ットシフト機能を有する整相加算回路と、 ゲイン係数を可変設定する係数設定回路と、 前記第１受信信号に対して前記ゲイン係数を乗算し、第
２受信信号を出力するゲイン調整回路と、 前記第２受信信号に対して対数変換を行う対数変換回路
と、 を含み、 前記第２受信信号が有する信号ダイナミックレンジが前
記対数変換回路の入力ダイナミックレンジに適合するよ
うに、前記ゲイン係数が設定されることを特徴とする超
音波診断装置。 - 【請求項３】 複数の振動素子を備え、超音波の送受波
により複数のチャンネル受信信号を出力する送受波手段
と、 前記複数のチャンネル受信信号をそれぞれデジタル信号
に変換しつつ整相加算する回路であって、整相加算され
た第１受信信号を出力する整相加算回路と、 ゲイン係数を可変設定する係数設定回路と、 前記第１受信信号に含まれる高調波成分を抽出するため
の元係数列を構成する各係数に対して前記ゲイン係数を
乗算することにより、フィルタ係数列を生成する係数列
生成回路と、 前記第１受信信号に対して前記フィルタ係数列を乗算す
ることにより当該第１受信信号から高調波成分を抽出
し、それを第２受信信号として出力するデジタルフィル
タ回路と、 前記第２受信信号に対して対数変換を行う対数変換回路
と、 を含み、 前記第２受信信号の信号ダイナミックレンジが前記対数
変換回路の入力ダイナミックレンジに適合するように、
前記ゲイン係数が設定されることを特徴とする超音波診
断装置。 - 【請求項４】 複数の振動素子を備え、超音波の送受波
により複数のチャンネル受信信号を出力する送受波手段
と、 前記複数のチャンネル受信信号をそれぞれデジタル信号
に変換しつつ整相加算する回路であって、整相加算され
た第１受信信号を出力する整相加算回路と、 ゲイン係数を可変設定する係数設定回路と、 前記第１受信信号に対して前記ゲイン係数を乗算し、第
２受信信号を出力するゲイン調整回路と、 前記第２受信信号から高調波成分を抽出し、それを第３
受信信号として出力するデジタルフィルタ回路と、 前記第３受信信号に対して対数変換を行う対数変換回路
と、 を含み、 前記第３受信信号が有する信号ダイナミックレンジが前
記対数変換回路の入力ダイナミックレンジに適合するよ
うに、前記ゲイン係数が設定されることを特徴とする超
音波診断装置。 - 【請求項５】 超音波の送受波により受信信号を出力す
る送受波手段と、 前記受信信号をデジタル信号としての第１受信信号に変
換する変換手段と、 ゲイン係数を可変設定する係数設定回路と、 元係数列を構成する各係数に対して前記ゲイン係数を乗
算することにより、フィルタ係数列を生成する係数列生
成回路と、 前記第１受信信号に対して前記フィルタ係数列を乗算す
ることにより当該第１受信信号に対するフィルタ処理を
実行し、第２受信信号を出力するデジタルフィルタ回路
と、 前記第２受信信号に対して対数変換を行う対数変換回路
と、 を含み、 前記第２受信信号が有する信号ダイナミックレンジが前
記対数変換回路の入力ダイナミックレンジに適合するよ
うに、前記ゲイン係数が可変設定されることを特徴とす
る超音波診断装置。 - 【請求項６】 超音波の送受波により受信信号を出力す
る送受波手段と、 前記受信信号をデジタル信号としての第１受信信号に変
換する変換手段と、 ゲイン係数を可変設定する係数設定回路と、 前記第１受信信号に対して前記ゲイン係数を乗算し、第
２受信信号を出力するゲイン調整回路と、 前記第２受信信号に対して対数変換を行う対数変換回路
と、 を含み、 前記第２受信信号が有する信号ダイナミックレンジが前
記対数変換回路の入力ダイナミックレンジに適合するよ
うに、前記ゲイン係数が可変設定されることを特徴とす
る超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000371221A JP3702174B2 (ja) | 2000-12-06 | 2000-12-06 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000371221A JP3702174B2 (ja) | 2000-12-06 | 2000-12-06 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002172115A true JP2002172115A (ja) | 2002-06-18 |
| JP3702174B2 JP3702174B2 (ja) | 2005-10-05 |
Family
ID=18840981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000371221A Expired - Fee Related JP3702174B2 (ja) | 2000-12-06 | 2000-12-06 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3702174B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012235832A (ja) * | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Canon Inc | 被検体情報取得装置 |
| US10123779B2 (en) | 2014-03-06 | 2018-11-13 | Samsung Medison Co., Ltd. | Method and apparatus for generating ultrasound image having enhanced quality |
-
2000
- 2000-12-06 JP JP2000371221A patent/JP3702174B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012235832A (ja) * | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Canon Inc | 被検体情報取得装置 |
| US10123779B2 (en) | 2014-03-06 | 2018-11-13 | Samsung Medison Co., Ltd. | Method and apparatus for generating ultrasound image having enhanced quality |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3702174B2 (ja) | 2005-10-05 |
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