JP2010140489A - データ処理システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＰＵ（ｇｒａｐｈｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）を用いて高速にデータのフィルタ処理を行うシステムおよび方法が開示されている。
【解決手段】本発明によるデータ処理システムおよび方法は、ビデオメモリを含むＧＰＵ（Graphic Processing Unit）を使用して、対象体から複数のピクセルを含むイメージフレームを取得し、そのイメージフレームを処理するためのユーザ入力に従ってイメージフレームの複数のピクセルを所定の個数のピクセルが一つのグループになるようにまとめ、前記グループのそれぞれをビデオメモリのそれぞれのブロックにアップロードし、そのビデオメモリのグループに演算を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、データ処理システムに関し、特にＧＰＵ（ｇｒａｐｈｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）を用いてデータにフィルタ処理を行うシステムおよび方法に関する。

データ処理システムは、デジタルデータを処理して映像を提供するシステムであって、多様な分野で用いられている。ここでは、データ処理システムの一例として、超音波診断のためのデータ処理システム（以下、超音波システムという）を説明する。

超音波システムは、無侵襲および非破壊特性を有しており、対象体内部の情報を得るために医療分野で広く用いられている。超音波システムは、対象体を直接切開して観察する外科手術の必要がなく、対象体の内部組織を高解像度の映像で医師に提供できるので、医療分野で非常に重要なものとして用いられている。

一般に、超音波システムは超音波プローブ（ｐｒｏｂｅ）、ビームフォーマ（ｂｅａｍ ｆｏｒｍｅｒ）、データ処理部、スキャン変換部およびディスプレイ部を備える。超音波プローブは、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波信号（即ち、超音波エコー信号）を受信して受信信号を形成する。超音波プローブは、超音波信号と電気信号を相互変換するように動作する少なくとも一つの変換素子（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ｅｌｅｍｅｎｔ）を備える。ビームフォーマは、超音波プローブから提供される受信信号をアナログ／デジタル変換した後、デジタル信号を変換素子の位置および集束点を考慮して時間遅延させ、時間遅延されたデジタル信号を合算して超音波データ（即ち、ＲＦデータ）を形成する。データ処理部は、超音波映像を形成するのに必要な多様なデータ処理を超音波データに行う。スキャン変換部は、データ処理された超音波データがディスプレイ部の表示領域に表示できるように超音波データにスキャン変換を行う。ディスプレイ部は、スキャン変換された超音波データを超音波映像として画面上に表示する。

一方、超音波データのデータ処理およびスキャン変換を行うＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）の負荷を減少させるために、最近は電子ゲーム装置のグラフィックに最適化されたグラフィックチップセット（ｇｒａｐｈｉｃ ｃｈｉｐｓｅｔ）であるＧＰＵ（ｇｒａｐｈｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）を用いて超音波データのデータ処理およびスキャン変換が行なわれている。

従来は、ＧＰＵで超音波データにＦＩＲ（ｆｉｎｉｔｅ ｉｍｐｕｌｓｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）またはＩＩＲ（ｉｎｆｉｎｉｔｅ ｉｍｐｕｌｓｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタ処理を行うために、フィルタ係数と超音波データとの間でコンボリューション（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）演算を行っていた。しかし、このコンボリューション演算を行うにはかなりの時間を要する。これを改善するため、超音波データとフィルタ係数との間でコンボリューション演算を行うことをせずに、速やかにフィルタ処理を行うことができるデータ処理システムが要求されている。

特開２００８−１６１２８９号公報

本発明の課題は、ＧＰＵを用いてデータのフィルタ処理を高速に行うことができるデータ処理システムおよび方法を提供することにある。

本発明によるデータ処理方法は、複数のブロックを含むビデオメモリを備えるＧＰＵ（ｇｒａｐｈｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）を用い、対象体から複数のピクセルで構成されるイメージフレームを得る段階と、前記イメージフレームを処理するためのユーザ入力を受信する段階と、前記イメージフレームの複数のピクセルを、所定の個数のピクセルが一つのグループになるようにまとめる段階と、前記グループのそれぞれを前記ビデオメモリのそれぞれのブロックにアップロードする段階と、前記のユーザ入力に基づいて前記ビデオメモリにアップロードされた前記グループに演算を行う段階と、を備える。

本発明によるデータ処理システムは、複数のブロックを含むビデオメモリを備えるＧＰＵを用い、対象体から複数のピクセルで構成されるイメージフレームを得るための手段と、前記イメージフレームを処理するためのユーザ入力を受信するための手段と、前記イメージフレームの複数のピクセルを所定の個数のピクセルが一つのグループになるようにまとめるための手段と、前記グループのそれぞれを前記ビデオメモリのそれぞれのブロックにアップロードする手段と、前記のユーザ入力に基づいて前記ビデオメモリにアップロードされた前記グループに演算を行う手段と、を備える。

本発明によれば、ＧＰＵを用いて高速にデータのフィルタ処理を行うことができる。

本発明の実施例における超音波システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施例におけるデータ取得部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例におけるプロセッサおよびＧＰＵの構成を示すブロック図である。 本発明の実施例におけるテクスチャおよび頂点を示す例示図である。 本発明の実施例におけるイメージフレームおよびテクスチャを示す例示図である。 本発明の実施例におけるループ別頂点移動開始ピクセルの位置を示す例示図である。 本発明の実施例におけるループ別頂点移動開始ピクセルの位置を示す例示図である。 本発明の実施例における頂点の移動方向を示す例示図である。 本発明の実施例における頂点の移動方向を示す例示図である。 本発明の実施例における再整列テクスチャを示す例示図である。 本発明の実施例における再整列テクスチャを示す例示図である。 本発明の実施例における再整列テクスチャを示す例示図である。 本発明の実施例によって再整列テクスチャにフィルタ係数を加える例を示す例示図である。 本発明の実施例によって再整列テクスチャにフィルタ係数を加える例を示す例示図である。 本発明の実施例によって再整列テクスチャにフィルタ係数を加える例を示す例示図である。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。

一般に、１次元デジタルデータは１次元行列で表すことができる。また、ＦＩＲ（ｆｉｎｉｔｅ ｉｍｐｕｌｓｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）またはＩＩＲ（ｉｎｆｉｎｉｔｅ ｉｍｐｕｌｓｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタはテプリッツ（Ｔｏｅｐｌｉｔｚ）行列で表すことができる。従って、１次元デジタルデータは、１次元行列とＦＩＲまたはＩＩＲフィルタに該当する行列（以下、フィルタ行列という）との間で行列演算を行って、フィルタ処理することができる。また、複数の１次元デジタルデータは、２次元行列で表すことができる。従って、複数の１次元デジタルデータは、２次元行列とＦＩＲまたはＩＩＲフィルタに該当するフィルタ行列との間で行列演算を行って、フィルタ処理することができる。

ここで、１次元デジタルデータがｎ個であり、ＦＩＲフィルタ係数（ｆｉｌｔｅｒ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）がｈ_１〜ｈ_μ、即ちフィルタタップ（ｔａｐ）数がｍであるＦＩＲフィルタ（Ｆ_ｆｉｒ）は下記式のようにｎ×ｎ行列で表すことができる。

ここで、ｃは、ｍが偶数の場合、ｍ／２となり、ｍが奇数の場合、（ｍ＋１）／２となる。

本発明では、ＧＰＵ（ｇｒａｐｈｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）でデータのＦＩＲまたはＩＩＲフィルタ処理を素早く簡便に処理するために、上位シフト行列（ｕｐｐｅｒ ｓｈｉｆｔ ｍａｔｒｉｘ）および下位シフト行列（ｌｏｗｅｒ ｓｈｉｆｔ ｍａｔｒｉｘ）の概念を用いる。以下、４×４行列の例を通じて上位シフト行列および下位シフト行列の概念を説明する。第１の行列（Ａ）、第２の行列（Ｕ）および第３の行列（Ｄ）は、下記式のような４×４行列と仮定する。ここで、第１の行列（Ａ）はフィルタ処理しようとするデータの行列である。

第１の行列（Ａ）と第２の行列（Ｕ）との間の行列演算および第１の行列（Ａ）と第３の行列（Ｄ）との間の行列演算は次の通りである。

このように、第１の行列（Ａ）と第２の行列（Ｕ）との間で行列演算を行うことにより、第１の行列（Ａ）の行（elements）が上方に一段階シフトされ、また、第１の行列と第３の行列との間で行列演算を行うことによって、第１の行列（Ａ）の行が下方に一段階シフトされる。従って、第２の行列（Ｕ）と第３の行列（Ｄ）とは、それぞれ上位シフト行列と下位シフト行列とを意味する。

同様に、式３で行列演算された行列ＵＡと第２の行列（Ｕ）との間で行列演算を行えば、下記式のように第１の行列（Ａ）の行が上方に２段階シフトされ、式３で行列演算された行列ＤＡと第３の行列（Ｄ）との間で行列演算を行えば、下記式のように第１の行列（Ａ）の行が下方に２段階シフトされる。

従って、ＦＩＲフィルタを示すｎ×ｎ行列（Ｆ_fir）は上位シフト行列と下位シフト行列とを用いて次のように展開して表現される。

（タップ数であるｍが奇数の場合）

（タップ数であるｍが偶数の場合） −−−−−−（式５）

ここで、各第２の行列（Ｕ）と第３の行列（Ｄ）との指数部分は第１の行列（Ａ）の行のシフト段数を示す。即ち、第２の行列（Ｕ）と第３の行列（Ｄ）とが乗じられた個数を示す。

ＩＩＲフィルタは、ＦＩＲフィルタと同様に、差数（degree）によって下記式とテプリッツ行列で示すことができるので、下位シフト行列、即ち第３の行列（Ｄ）を用いて差数だけ下位シフト行列に展開して表現される。

もし、第１の行列（Ａ）と第２の行列（Ｕ）との間の行列演算および第１の行列（Ａ）と第３の行列（Ｄ）との間の行列演算が下記式のように行われれば、第１の行列（Ａ）の行が右側または左側にシフトされる。従って、第２の行列（Ｕ）と第３の行列（Ｄ）それぞれは、右側シフト行列（ｒｉｇｈｔ ｓｈｉｆｔ ｍａｔｒｉｘ）と左側シフト行列（ｌｅｆｔ ｓｈｉｆｔ ｍａｔｒｉｘ）となる。

このように、ＦＩＲまたはＩＩＲフィルタのフィルタ行列は、上位シフト行列と下位シフト行列として展開することによりＧＰＵで効果的に具現できる。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。本発明によるデータ処理システムの一例として超音波システムを説明する。

図１は、本発明の実施例における超音波システム１００の構成を示すブロック図である。超音波システム１００は、ユーザ入力部１１０、データ取得部１２０、プロセッサ１３０およびＧＰＵ（ｇｒａｐｈｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）１４０を備えている。この超音波システム１００は更に、格納部１５０、映像形成部１６０、ディスプレイ部１７０および制御部１８０を備えている。

ユーザ入力部１１０は、コントロールパネル（ｃｏｎｔｒｏｌ ｐａｎｅｌ）、マウス（ｍｏｕｓｅ）、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）などで具現され、ユーザからユーザ設定情報の入力を受ける。本実施例で、ユーザ設定情報は、フィルタの選択、フィルタ係数（ｆｉｌｔｅｒ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）の選択および頂点（ｖｅｒｔｅｘ）移動方向の設定を含む。ここで、フィルタは、ＦＩＲフィルタおよびＩＩＲフィルタである。頂点（ｖｅｒｔｅｘ）および頂点移動方向については、後で説明する。このユーザ入力部１１０は更に、対象体の診断部位を示すアプリケーション（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）の選択、超音波映像を形成する診断モードの選択などの入力を受ける。

データ取得部１２０は、超音波信号を対象体に送信して対象体から反射される超音波信号（即ち、超音波エコー信号）を受信して複数の超音波データを取得する。

図２は、本発明の実施例におけるデータ取得部１２０の構成を示すブロック図である。データ取得部１２０は、送信信号形成部１２１、複数の変換素子（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ｅｌｅｍｅｎｔ））（図示せず）を含む超音波プローブ１２２、ビームフォーマ（ｂｅａｍ ｆｏｒｍｅｒ）１２３および超音波データ形成部１２４を備える。

送信信号形成部１２１は、変換素子の位置および集束点を考慮して複数の変換素子のそれぞれに印加される送信信号を形成する。本実施例で送信信号は、超音波映像のイメージフレームを得るための送信信号である。ここで、超音波映像は、対象体から反射される超音波エコー信号の反射係数を２次元の映像で示すＢモード（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｍｏｄｅ）映像、ドップラー効果（ｄｏｐｐｌｅｒ ｅｆｆｅｃｔ）を用いて動いている対象体の速度をドップラースペクトル（ｄｏｐｐｌｅｒ ｓｐｅｃｔｒｕｍ）で示すＤモード（ｄｏｐｐｌｅｒ ｍｏｄｅ）映像、ドップラー効果を用いて動いる対象体の速度をカラーで示すＣモード（ｃｏｌｏｒ ｍｏｄｅ）映像、対象体にストレスを加えない時と加えた時の媒質の機械的な反応差を映像で示すＥモード（弾性モード）映像などがある。

超音波プローブ１２２は、コンベックスプローブ（ｃｏｎｖｅｘ ｐｒｏｂｅ）、リニアプローブ（ｌｉｎｅａｒ ｐｒｏｂｅ）、台形プローブ（ｔｒａｐｅｚｏｉｄａｌ ｐｒｏｂｅ）、血管内超音波プローブ（ＩＶＵＳ ｐｒｏｂｅ）などで具現され、送信信号形成部１２１から提供される送信信号を超音波信号に変換して対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して複数の受信信号を形成する。

ビームフォーマ１２３は、超音波プローブ１２２から提供される複数の受信信号をアナログ／デジタル変換する。また、ビームフォーマ１２３は変換素子の位置および集束点を考慮してデジタル変換された複数の受信信号を受信集束させて複数の受信集束信号を形成する。

超音波データ形成部１２４は、ビームフォーマ１２３から提供される複数の受信集束信号を用いてイメージフレームに該当する複数の超音波データを形成する。本実施例で超音波データはＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）データおよびＩＱ（ｉｎ−ｐｈａｓｅ／ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）データを含む。

再び図１を参照して、プロセッサ１３０は、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）などで具現され、ユーザ入力部１１０から提供されるユーザ設定情報に従ってＧＰＵ１４０にテクスチャを形成し、複数の超音波データをＧＰＵ１４０にアップロードする。ＧＰＵ１４０は、プロセッサ１３０によってアップロードされた複数の超音波データにＦＩＲまたはＩＩＲフィルタ処理を行う。

以下、図３〜図９を参照して本発明の実施例におけるプロセッサ１３０およびＧＰＵ１４０を説明する。

図３は、本発明の実施例におけるプロセッサ１３０およびＧＰＵ１４０の構成を示すブロック図である。プロセッサ１３０は、フレーム情報形成部１３１、テクスチャ（ｔｅｘｔｕｒｅ）形成部１３２、データアップロード部１３３およびテクスチャ情報形成部１３４を備える。ＧＰＵ１４０は、ビデオメモリ１４１、頂点移動決定部１４２、頂点移動部１４３およびフィルタ処理部１４４を備える。

フレーム情報形成部１３１は、データ取得部１２０から提供される複数の超音波データを分析してフレーム情報を形成する。本実施例で、フレーム情報は、超音波データを構成するイメージフレームの高さ（ｈｅｉｇｈｔ）および幅（ｗｉｄｔｈ）を表す第１のサイズ情報と、イメージフレームを構成するピクセルのビットサイズを表す第２のサイズ情報とを含む。

テクスチャ形成部１３２は、フレーム情報形成部１３１から提供されるフレーム情報を用いてＧＰＵ１４０のビデオメモリ１４１にテクスチャを形成する。本実施例でテクスチャは、図４に示すように、４つの頂点（ｖｅｒｔｅｘ）（Ｖ１〜Ｖ４）からなり、ＲＧＢＡ（Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ、Ａｌｐｈａ）チャネルを含む複数のピクセルで構成されている。

図４に示すように、テクスチャの複数のピクセルのそれぞれは４つのチャネルで構成されているので、テクスチャ形成部１３２は図５に示すように、イメージフレームの第１のサイズに対して１／４の広さを有するテクスチャを形成する。即ち、テクスチャ形成部１３２は、イメージフレームの幅に対して１／４の幅を有するテクスチャを形成する。一例として、テクスチャ形成部１３２は、図５に示すように、１６００（高さ）×１６００（幅）のサイズの第１のサイズ情報と、ピクセル当り３２ビットサイズの第２のサイズ情報を含むフレーム情報が入力されると、テクスチャ形成部１３２は、４つの頂点（Ｖ１〜Ｖ４）を含む、１６００（高さ）×４００（幅）のサイズおよびピクセル当り１２８ビットサイズを有するテクスチャをＧＰＵ１４０のビデオメモリ１４１に形成する。

データアップロード部１３３は、テクスチャがビデオメモリ１４１に形成されると、データ取得部１２０から提供される複数の超音波データを６４ビットまたは１２８ビット単位でテクスチャにアップロードする。一例として、データアップロード部１３３は、図５に示すように、１２８ビット単位でフレームデータの４つの要素（ｖａｌｕｅ１〜ｖａｌｕｅ４）をテクスチャの１つのピクセルのＲＧＢＡチャネルのそれぞれにアップロードする。

テクスチャ情報形成部１３４は、ユーザ入力部１１０から提供されるユーザ設定情報を用いて、複数の超音波データがアップロードされたテクスチャに関する情報（以下、テクスチャ情報という）を形成する。本実施例で、テクスチャ情報は、テクスチャのサイズおよび頂点、ＧＰＵ１４０で１回に処理可能なテクスチャの個数、ループ（ｌｏｏｐ）回数、ループ別頂点移動ピクセル数およびフィルタ係数を含む。テクスチャのサイズは、テクスチャの高さおよび幅を表す第１のサイズと、テクスチャをなす複数のピクセルそれぞれのビットサイズを表す第２のサイズとからなる。ループ回数は、頂点の移動方向に沿うテクスチャの処理回数を表す。ループ別頂点移動ピクセル数は、フィルタの種類（ＦＩＲまたはＩＩＲフィルタ）およびフィルタ係数によって頂点を移動する回数を表す。

一例として、頂点の移動方向が高さ方向であり、フィルタの種類がＦＩＲフィルタであり、フィルタ係数がｈ０〜ｈ１４（即ち、フィルタタップ数が１５）であるユーザ設定情報がユーザ入力部１１０から提供されると、テクスチャ情報形成部１３４は、ＧＰＵ１４０で１回に処理可能なテクスチャの個数（１６個）とフィルタ係数の個数（１５個）とを比較して１回に処理可能なテクスチャの個数がフィルタ係数の個数より大きければ、ループ回数を１に設定し、頂点移動ピクセル数を−７〜＋７に設定する。ここで、−７は頂点を上側または右側に７つのピクセルだけ移動させることを表し、＋７は頂点を下側または左側に７つのピクセルだけ移動させることを表す。即ち、−７は第２の行列（Ｕ）を７回乗じたことを意味し、＋７は第３の行列（Ｄ）を７回乗じたことを意味する。テクスチャ情報形成部１３４は、ＧＰＵ１４０に形成されたテクスチャのサイズ（ここで、サイズは１６００（高さ）×４００（幅）のサイズからなる第１のサイズおよびピクセル当り１２８ビットサイズからなる第２のサイズを含む）および頂点（Ｖ１〜Ｖ４）、ＧＰＵ１４０で１回に処理可能なテクスチャの個数（１６個）、ループ回数（１回）、頂点の移動ピクセル数（−７〜＋７）およびフィルタ係数（ｈ０〜ｈ１４）を含む第１のテクスチャ情報を形成する。

他の例として、頂点の移動方向が高さ方向であり、フィルタの種類がＦＩＲフィルタであり、フィルタ係数がｈ０〜ｈ３１（即ち、フィルタタップ数が３２）であるユーザ設定情報がユーザ入力部１１０から提供されると、テクスチャ情報形成部１３４はＧＰＵ１４０で１回に処理可能なテクスチャの個数（１６個）とフィルタ係数の個数（３２個）とを比較して１回に処理可能なテクスチャの個数がフィルタ係数の個数より小さければ、ループ回数を２＝３２／１６に設定し、頂点の移動ピクセル数を−１５〜＋１６に設定する。テクスチャ情報形成部１３４は、ＧＰＵ１４０に形成されたテクスチャのサイズおよび頂点（Ｖ１〜Ｖ４）、ＧＰＵ１４０で１回に処理可能なテクスチャの個数（１６個）、ループ回数（２回）、ループ別頂点移動ピクセル数（最初のループでの頂点移動ピクセル数（−１５〜０）および２回目のループでの頂点移動ピクセル数（＋１〜＋１６））およびフィルタ係数（ｈ０〜ｈ３１）を含む第２のテクスチャ情報を形成する。

更に他の例として、頂点の移動方向が高さ方向であり、フィルタの種類がＩＩＲフィルタであり、フィルタ係数がｋ０〜ｋ３１９のユーザ設定情報が入力されると、テクスチャ情報形成部１３４は、ＧＰＵ１４０で１回に処理可能なテクスチャの個数（１６個）とフィルタ係数の個数（３２０個）を比較してテクスチャの個数がフィルタタップの数より小さければ、ループ回数を２０＝３２０／１６に設定し、ループ別頂点移動ピクセル数を０〜＋１５に設定する。テクスチャ情報形成部１３４は、ＧＰＵ１４０に形成されたテクスチャのサイズおよび頂点（Ｖ１〜Ｖ４）、ＧＰＵ１４０で１回に処理可能なテクスチャの個数（１６個）、ループ回数（２０回）、ループ別頂点移動ピクセル数（０〜＋１５）およびフィルタ係数（ｋ０〜ｋ３１９）を含む第３のテクスチャ情報を形成する。

前述した例では、頂点の移動方向（高さ方向）に沿って、−７が頂点を上側に７つのピクセルだけ移動させ、＋７が頂点を下側に７つのピクセルだけ移動させるものとして説明したが、他の例では−７が頂点を下側に７つのピクセルだけ移動させ、＋７が頂点を上側に７つのピクセルだけ移動させることができ、頂点の移動方向（幅方向）に沿って、−７が頂点を左側または右側に７つのピクセルだけ移動させ、＋７が頂点を右側または左側に７つのピクセルだけ移動させることもできる。

ＧＰＵ１４０のビデオメモリ１４１は、複数の格納領域を備える。ビデオメモリ１４１にはテクスチャが形成される。データアップロード部１３３によりアップロードされる複数の超音波データがテクスチャに格納される。更に、ビデオメモリ１４１にはユーザ入力部１１０からのユーザ設定情報およびテクスチャ情報形成部１３４からのテクスチャ情報も格納することができる。

頂点移動決定部１４２は、データアップロード部１３３によって複数の超音波データがビデオメモリ１４１のテクスチャにアップロードされると、ユーザ入力部１１０から提供されるユーザ設定情報およびテクスチャ情報形成部１３４から提供されるテクスチャ情報を用いて頂点移動情報を形成する。本実施例で、頂点移動情報は、頂点の移動方向およびループ別頂点移動開始ピクセルの位置を含む。

一例として、頂点の移動方向が高さ方向であり、フィルタの種類がＦＩＲフィルタであり、フィルタ係数がｈ０〜ｈ１４であり、ＧＰＵ１４０で１回に処理可能なテクスチャの個数が１６個であり、図５に示すように１６００（高さ）×４００（幅）のサイズを有するテクスチャであり、ループ回数が１であり、ループ別頂点移動ピクセル数が−７〜＋７の場合、頂点移動決定部１４２は図６ａに示すように頂点（Ｖ１またはＶ２）を基準に頂点移動開始ピクセルの位置をピクセル（Ｐ_１、１）に設定する。頂点移動決定部１４２は、頂点の移動方向（高さ方向）およびループ別頂点移動開始ピクセルの位置（Ｐ_１、１）を含む第１の頂点移動情報を形成する。

他の例として、頂点の移動方向が高さ方向であり、フィルタの種類がＦＩＲフィルタであり、フィルタ係数がｈ０〜ｈ３１であり、ＧＰＵ１４０で１回に処理可能なテクスチャの個数が１６個であり、図５に示すように１６００（高さ）×４００（幅）のサイズを有するテクスチャであり、ループ回数が２であり、ループ別頂点移動ピクセル数が最初のループで−１５〜０であり、２回目のループで＋１〜＋１６の場合、頂点移動決定部１４２は図６ａに示すように、頂点（Ｖ１またはＶ２）を基準にループ別頂点移動開始ピクセルの位置をピクセル（Ｐ_１、１）に設定する。頂点移動決定部１４２は、頂点の移動方向（高さ方向）およびループ別頂点移動開始ピクセルの位置（Ｐ_１、１）を含む第２の頂点移動情報を形成する。

他の例として、頂点の移動方向が高さ方向であり、フィルタの種類がＩＩＲフィルタであり、フィルタ係数がｋ０〜ｋ３１９であり、ＧＰＵ１４０で１回に処理可能なテクスチャの個数が１６個であり、図５に示すように１６００（高さ）×４００（幅）のサイズを有するテクスチャであり、ループ回数が２０であり、ループ別頂点移動ピクセル数が０〜＋１５の場合、頂点移動決定部１４２は図６ｂに示すように、頂点（Ｖ１またはＶ２）を基準に最初のループに該当する頂点移動開始ピクセルの位置をピクセル（Ｐ_１、１）、２回目のループでの頂点移動開始ピクセルの位置をピクセル（Ｐ_１７、１）、３回目のループでの頂点移動開始ピクセルの位置をピクセル（Ｐ_３３、１）、４回目のループでの頂点移動開始ピクセルの位置をピクセル（Ｐ_４９、１）、５回目のループでの頂点移動開始ピクセルの位置をピクセル（Ｐ_６４、１）などに設定する。頂点移動決定部１４２は、頂点の移動方向（高さ方向）およびループ別頂点移動開始ピクセルの位置（Ｐ_１、１、Ｐ_１７、１、Ｐ_３３、１、Ｐ_４９、１、Ｐ_６４、１、…）を含む第３の頂点移動情報を形成する。

頂点移動部１４３は、テクスチャ情報形成部１３４から提供されるテクスチャ情報および頂点移動決定部１４２から提供される頂点移動情報を用いてテクスチャの頂点を移動させ、テクスチャの頂点位置情報を形成する。

一例として、第１のテクスチャ情報および第１の頂点移動情報が入力されると、頂点移動部１４３は図７ａに示すように、頂点移動開始ピクセルの位置（Ｐ_１、１）を基準に頂点移動ピクセル数に応じてテクスチャの頂点を高さ方向に移動させ、図８ａに示すような第１の頂点位置情報を形成する。図８ａにおいて、ＲＴは再整列テクスチャを示す。

他の例として、第２のテクスチャ情報および第２の頂点移動情報が入力されると、頂点移動部１４３はループ別頂点移動開始ピクセルの位置（Ｐ_１、１）を基準に頂点移動ピクセル数に応じてテクスチャの頂点を高さ方向に移動させ、図８ｂに示すような第２の頂点位置情報を形成する。図８ｂにおいて、ＲＴは再整列テクスチャを示す。

他の例として、第３のテクスチャ情報および第３の頂点移動情報が入力されると、頂点移動部１４３はループ別頂点移動開始ピクセルの位置（Ｐ_１、１、Ｐ_１７、１、Ｐ_３３、１、Ｐ_４９、１、Ｐ_６４、１、…）を基準に頂点移動ピクセル数に応じてテクスチャの頂点を高さ方向に移動させ、図８ｃに示すような第３の頂点位置情報を形成する。図８ｃにおいて、ＲＴは再整列テクスチャを示す。

前述した例では頂点移動情報に従ってテクスチャの頂点を図７ａに示すように、高さ方向に移動させるものとして説明したが、他の例では頂点移動情報に従ってテクスチャの頂点を図７ｂに示すように、幅方向に移動させることもできる。

フィルタ処理部１４４は、テクスチャ情報形成部１３４から提供されるテクスチャ情報および頂点移動部１４３から提供される頂点位置情報を用いて複数の超音波データのフィルタ処理を行う。本実施例で、フィルタ処理部１４４は、頂点位置情報を用いてテクスチャを再整列して複数の再整列テクスチャを形成し、テクスチャ情報を用いて複数の再整列テクスチャＲＴそれぞれにフィルタ係数を乗じ、フィルタ係数が乗じられた再整列テクスチャＲＴを行列加算演算し、複数の超音波データにフィルタ処理を行う。

一例として、フィルタ処理部１４４は、図９ａに示すように、第１の頂点位置情報に従って最初のループで頂点移動開始ピクセルの位置（Ｐ_１、１）を基準にテクスチャを再整列して１５個の再整列テクスチャＲＴ（−７〜＋７）を形成する。フィルタ処理部１４４は、第１のテクスチャ情報に従って１５個の再整列テクスチャＲＴそれぞれにＦＩＲフィルタ係数（ｈ０〜ｈ１４）を乗じる。フィルタ処理部１４４は、ＦＩＲフィルタ係数が乗じられた１５個の再整列テクスチャＲＴを行列加算演算し、複数の超音波データにＦＩＲフィルタ処理を行う。

他の例として、フィルタ処理部１４４は、図９ｂに示すように、第２の頂点位置情報に従って最初のループで頂点移動開始ピクセルの位置（Ｐ_１、１）を基準にテクスチャを再整列して１６個の再整列テクスチャＲＴ（−１５〜０）を形成する。フィルタ処理部１４４は、第２のテクスチャ情報に従って１６個の再整列テクスチャＲＴそれぞれにＦＩＲフィルタ係数（ｈ０〜ｈ１５）を乗じる。フィルタ処理部１４４は、ＦＩＲフィルタ係数が乗じられた再整列テクスチャＲＴを行列加算演算する。この時、ＧＰＵ１４０で１回に処理可能なテクスチャの個数が１６個であるので、フィルタ処理部１４４は行列加算演算されたテクスチャを格納部１５０に一時格納する。フィルタ処理部１４４は、第２の頂点位置情報に従って２回目のループで頂点移動開始ピクセルの位置（Ｐ_１，１）を基準にテクスチャを再整列して１６個の再整列テクスチャＲＴ（＋１〜＋１６）を形成する。フィルタ処理部１４４は、第２のテクスチャ情報に従って１６個の再整列テクスチャＲＴそれぞれにＦＩＲフィルタ係数（ｈ１６〜ｈ３１）を乗じる。フィルタ処理部１４４は、格納部１５０に一時格納されている行列加算演算されたテクスチャとＦＩＲフィルタ係数（ｈ１６〜ｈ３１）が乗じられた再整列テクスチャＲＴを行列加算演算し、複数の超音波データにＦＩＲフィルタ処理を行う。

他の例として、フィルタ処理部１４４は、図９ｃに示すように、第３の頂点位置情報に従って最初のループで頂点移動開始ピクセルの位置（Ｐ_１、１）を基準にテクスチャを再整列して１６個の再整列テクスチャＲＴ（０〜＋１５）を形成する。フィルタ処理部１４４は、第３のテクスチャ情報に従って１６個の再整列テクスチャＲＴそれぞれにＩＩＲフィルタ係数（ｋ０〜ｋ１５）を乗じる。フィルタ処理部１４４は、ＩＩＲフィルタ係数が乗じられた再整列テクスチャＲＴを行列加算演算する。この時、ＧＰＵ１４０で１回に処理可能なテクスチャの個数が１６個であるので、フィルタ処理部１４４は行列加算演算されたテクスチャを格納部１５０に一時格納する。フィルタ処理部１４４は、第３の頂点位置情報に従って２回目のループで頂点移動開始ピクセルの位置（Ｐ_１７，１）を基準にテクスチャを再整列して１６個の再整列テクスチャＲＴ（０〜＋１５）を形成する。フィルタ処理部１４４は、第３のテクスチャ情報に従って１６個の再整列テクスチャＲＴそれぞれにＩＩＲフィルタ係数（ｋ１６〜ｋ３１）を乗じる。フィルタ処理部１４４は、格納部１５０に一時格納された行列加算演算されたテクスチャとＩＩＲフィルタ係数が乗じられた再整列テクスチャＲＴを行列加算演算する。フィルタ処理部１４４は、前記のような過程をループ回数だけ行い、複数の超音波データにＩＩＲフィルタ処理を行う。

再び図１を参照して、格納部１５０は、フィルタ処理部１４４で行列加算演算されたテクスチャを一時的に格納する。前述した実施例では行列加算演算されたテクスチャは、格納部１５０に格納されるものとして説明したが、他の実施例では行列加算演算されたテクスチャをビデオメモリ１４１の格納領域に格納することもできる。

映像形成部１６０は、ＧＰＵ１４０でフィルタ処理された複数の超音波データを用いて超音波映像を形成する。ディスプレイ部１７０は映像形成部１６０で形成された超音波映像を表示する。

制御部１８０は、超音波データの取得を制御する。また、制御部１８０は、テクスチャの形成および超音波データのアップロードを制御し、テクスャの処理および超音波データのフィルタ処理を制御する。

本発明を望ましい実施例を用いて説明したが、当業者であれば添付の特許請求の範囲および範疇を逸脱せずに様々な変形および変更がなされることが分かるはずである。

一例として、前述した実施例ではＧＰＵで１回に処理可能なテクスチャの個数が１６であるものとして説明したが、これに限定されることなく、当業者であれば必要に応じてテクスチャの個数を多様に変更することができる。

１００ 超音波システム
１１０ ユーザ入力部
１２０ データ取得部
１３０ プロセッサ
１４０ ＧＰＵ
１５０ 格納部
１６０ 映像形成部
１７０ ディスプレイ部
１８０ 制御部
１２１ 送信信号形成部
１２２ 超音波プローブ
１２３ ビームフォーマ
１２４ 超音波データ形成部
１３１ フレーム情報形成部
１３２ テクスチャ形成部
１３３ データアップロード部
１３４ テクスチャ情報形成部
１４１ ビデオメモリ
１４２ 頂点移動決定部
１４３ 頂点移動部
１４４ フィルタ処理部
Ｖ１〜Ｖ４ 頂点
ＲＴ 再整列テクスチャ

Claims (12)

1. 複数のブロックを含むビデオメモリを備えるＧＰＵ（ｇｒａｐｈｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）を用いるデータ処理方法であって、
   対象体から複数のピクセルを含むイメージフレームを取得する段階と、
   前記イメージフレームを処理するためのユーザ入力を受信する段階と、
   前記イメージフレームの複数のピクセルを、所定の個数のピクセルが一つのグループになるようにまとめる段階と、
   前記グループのそれぞれを前記ビデオメモリのそれぞれのブロックにアップロードする段階と、
   前記ユーザ入力に基づいて前記ビデオメモリにアップロードされた前記グループに演算を行う段階と
   を備えることを特徴とするデータ処理方法。
2. 前記グループのそれぞれは、前記ビデオメモリに行列構造に整列され、
   前記演算を行う段階は、少なくとも一つのテクスチャを生成するために前記ビデオメモリの前記グループを列または行方向に少なくとも一回移動させる段階および前記少なくとも一つのテクスチャの加重平均を得る段階を備えることを特徴とする請求項１に記載のデータ処理方法。
3. 前記移動させる段階は、前記ビデオメモリの前記グループを前記ピクセルの前記所定の個数の倍数だけ列または行方向に移動させ、前記倍数は前記ユーザ入力に基づいて決定されることを特徴とする請求項２に記載のデータ処理方法。
4. 前記加重平均を得る段階は、前記テクスチャのそれぞれに前記ユーザ入力により特定されたそれぞれの重み係数を乗じる段階および前記乗じたテクスチャを加える段階を備えることを特徴とする請求項２に記載のデータ処理方法。
5. 前記イメージフレームは、超音波データを含むことを特徴とする請求項１に記載のデータ処理方法。
6. 前記イメージフレームを取得する段階は、
   複数の送信信号を複数の超音波信号に変換する段階と、
   前記複数の超音波信号を前記対象体に送信する段階と、
   前記対象体から反射される複数の超音波エコー信号を受信する段階と、
   前記複数の超音波エコー信号を受信集束して複数の受信集束信号を形成する段階と、
   前記複数の受信集束信号を用いて前記超音波データを形成する段階と
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のデータ処理方法。
7. 複数のブロックを含むビデオメモリを備えるＧＰＵ（ｇｒａｐｈｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）を用いるデータ処理システムであって、
   対象体から複数のピクセルを含むイメージフレームを取得する手段と、
   前記イメージフレームを処理するためのユーザ入力を受信する手段と、
   前記イメージフレームの複数のピクセルを、所定の個数のピクセルが一つのグループになるようにまとめる手段と、
   前記グループのそれぞれを前記ビデオメモリのそれぞれのブロックにアップロードする手段と、
   前記ユーザ入力に基づいて前記ビデオメモリにアップロードされた前記グループに演算を行う手段と
   を備えることを特徴とするデータ処理システム。
8. 前記グループのそれぞれは、前記ビデオメモリに行列構造に整列され、
   前記演算を行う手段は、少なくとも一つのテクスチャを生成するために前記ビデオメモリの前記グループを列または行方向に少なくとも一回移動させる手段および前記少なくとも一つのテクスチャの加重平均を得る手段を含むことを特徴とするデータ処理システム。
9. 前記移動させる手段は、前記ビデオメモリの前記グループを前記ピクセルの前記所定の個数の倍数だけ列または行方向に移動させ、前記倍数は前記ユーザ入力に基づいて決定されることを特徴とする請求項８に記載のデータ処理システム。
10. 前記加重平均を得る手段は、前記テクスチャのそれぞれに前記ユーザ入力により特定された重み係数を乗じる手段および前記乗じたテクスチャを加える手段を含むことを特徴とする請求項８に記載のデータ処理システム。
11. 前記イメージフレームは、超音波データを含むことを特徴とする請求項７に記載のデータ処理システム。
12. 前記イメージフレームを取得する手段は、
    複数の送信信号を複数の超音波信号に変換する手段と、
    前記複数の超音波信号を前記対象体に送信する手段と、
    前記対象体から反射される複数の超音波エコー信号を受信する手段と、
    前記複数の超音波エコー信号を受信集束して複数の受信集束信号を形成する手段と、
    前記複数の受信集束信号を用いて前記超音波データを形成する手段と、
    を含むことを特徴とする請求項７に記載のデータ処理システム。

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