JP2017509416A5

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Publication number: JP2017509416A5
Application number: JP2016559411A
Authority: JP
Filing date: 2015-03-18
Publication date: 2018-04-26
Anticipated expiration: 2035-03-18

Claims

撮像領域を撮像する方法であって、
音響トランスデューサアレイを用いて、前記音響トランスデューサアレイと前記撮像領域の少なくとも一部との間に１つ以上の障害物がある前記撮像領域の画像データを生成することと、
（ｉ）前記音響トランスデューサアレイのための逆フィルタを求めることであって、前記逆フィルタを、前記１つ以上の障害物が存在する前記撮像領域に対する前記音響トランスデューサアレイの角度スペクトルで乗算すると、前記１つ以上の障害物がないと存在するはずの前記撮像領域に対する前記音響トランスデューサアレイの理想的な角度スペクトルが生成される、前記逆フィルタを求めることと、
（ｉｉ）前記音響トランスデューサアレイの各送信／受信要素対によって生成した信号を、前記送信／受信対の角度周波数に対応する前記逆フィルタの値で重み付けすることと、
によって、前記１つ以上の障害物による前記撮像領域の画像データの欠落を補償するために、前記音響トランスデューサアレイの前記音響トランスデューサ間の送信／受信対経路における冗長性を利用することと、
全ての前記送信／受信対の前記重み付けした信号を合計することによって、補償した前記画像データから前記撮像領域の画像を生成することと、
を有する、方法。
音響トランスデューサアレイを用いて前記撮像領域の画像データを生成することが、合成アパーチャ取得を実行することを有する、請求項１に記載の方法。
前記音響トランスデューサアレイの前記逆フィルタを求めること、前記音響トランスデューサアレイの各送信／受信要素対によって生成した前記信号を前記送信／受信対の前記角度周波数に対応する前記逆フィルタの前記値で重み付けすること、及び全ての前記送信／受信対の前記重み付けした信号を合計することで前記音響画像を生成することが、
前記撮像領域内の対象となる複数ポイントの各々について、
前記ポイントに対する前記音響トランスデューサアレイの逆フィルタを求めることであって、前記逆フィルタを、前記１つ以上の障害物が存在する前記ポイントに対する前記音響トランスデューサアレイの角度スペクトルで乗算すると、前記１つ以上の障害物がないと存在するはずの前記ポイントに対する前記音響トランスデューサアレイの理想的な角度スペクトルが生成される、前記逆フィルタを求めることと、
前記ポイントからの前記音響トランスデューサアレイの各送信／受信要素対によって生成した前記信号を、前記送信／受信対の角度周波数に対応する前記逆フィルタの値で重み付けすることと、
前記ポイントからの前記音響トランスデューサアレイの各送信／受信要素対によって生成した前記重み付けした信号を合計することによって前記ポイントにおける前記音響画像の強度を求めることと、
を有する、請求項１に記載の方法。
前記ポイントに対する前記音響トランスデューサアレイの前記逆フィルタを求めることが、光線追跡アルゴリズムを用いて前記ポイントによって見られる有効アパーチャを計算することを含む、請求項３に記載の方法。
前記１つ以上の障害物による前記撮像領域の画像データの欠落を補償するために、前記音響トランスデューサアレイの前記音響トランスデューサ間の送信／受信対経路における冗長性を利用すること、及び前記補償した画像データから前記撮像領域の画像を生成することが、
少なくとも第１及び第２のアポディゼーション関数を用いて少なくとも第１及び第２の送信及び受信動作を実行することであって、
前記音響トランスデューサアレイを用いて、第１の音響波を前記撮像領域に送信し、前記撮像領域から第１の音響エコーを受信し、そこから第１の画像データを生成することによって前記第１の送信及び受信動作を実行することであって、前記第１のアポディゼーション関数を前記音響トランスデューサアレイに適用して前記第１の送信及び受信動作のための第１の送信アパーチャ及び第１の受信アパーチャを生成する、前記第１の送信及び受信動作を実行することと、
前記音響トランスデューサアレイを用いて、第２の音響波を前記撮像領域に送信し、前記撮像領域から第２の音響エコーを受信し、そこから第２の画像データを生成することによって前記第２の送信及び受信動作を実行することであって、前記第２のアポディゼーション関数を前記音響トランスデューサアレイに適用して前記第２の送信及び受信動作のための第２の送信アパーチャ及び第２の受信アパーチャを生成する、前記第２の送信及び受信動作を実行することと、
を含む、第１及び第２の送信及び受信動作を実行することと、
前記第１の画像データを前記第２の画像データと組み合わせることによって前記撮像領域の画像を生成することと、
を有し、前記少なくとも第１及び第２のアポディゼーション関数が前記撮像領域に対する前記音響トランスデューサアレイの逆フィルタから求められる、請求項１に記載の方法。
前記少なくとも第１及び第２のアポディゼーション関数が、分解アルゴリズムを用いることによって、前記撮像領域に対する前記音響トランスデューサアレイの前記逆フィルタから求められる、請求項７に記載の方法。
前記音響トランスデューサアレイの前記音響トランスデューサ間の送信／受信対経路における冗長性を利用して、前記１つ以上の障害物による前記撮像領域の画像データの欠落を補償すること、及び前記補償した画像データから前記撮像領域の画像を生成することが、ＲＦデータに基づく又は画像に基づくデコンボリューションアルゴリズムを実行することを有する、請求項１に記載の方法。
撮像領域を撮像するための装置であって、前記装置が、
音響トランスデューサアレイと前記撮像領域の少なくとも一部との間に１つ以上の障害物がある前記撮像領域の画像データを生成する音響トランスデューサアレイと、
（ｉ）前記音響トランスデューサアレイのための逆フィルタを求めることであって、前記逆フィルタを、前記１つ以上の障害物が存在する前記撮像領域に対する前記音響トランスデューサアレイの角度スペクトルで乗算すると、前記１つ以上の障害物がないと存在するはずの前記撮像領域に対する前記音響トランスデューサアレイの理想的な角度スペクトルが生成される、前記逆フィルタを求めることと、
（ｉｉ）前記音響トランスデューサアレイの各送信／受信要素対によって生成した信号を、前記送信／受信対の角度周波数に対応する前記逆フィルタの値で重み付けすることと、
によって、前記１つ以上の障害物による前記撮像領域の画像データの欠落を補償するために、前記音響トランスデューサアレイの前記音響トランスデューサ間の送信／受信対経路における冗長性を利用する１つ以上のプロセッサと、
を備え、前記１つ以上のプロセッサが更に、
全ての前記送信／受信対の前記重み付けした信号を合計することによって、前記補償した画像データから前記撮像領域の画像を生成する、装置。
前記１つ以上のプロセッサが更に、
前記音響トランスデューサアレイに対する前記１つ以上の障害物の１つ以上の位置を求め、
前記求めた１つ以上の位置を用いて、前記１つ以上の障害物が存在する前記撮像領域に対する前記音響トランスデューサアレイの前記角度スペクトルを求める、請求項８に記載の装置。
前記装置が合成アパーチャ取得を実行することによって前記画像データを生成する、請求項９に記載の装置。
前記１つ以上のプロセッサが、前記音響トランスデューサアレイの前記逆フィルタを求め、前記音響トランスデューサアレイの各送信／受信要素対によって生成した前記信号を前記送信／受信対の前記角度周波数に対応する前記逆フィルタの前記値で重み付けし、全ての前記送信／受信対の前記重み付けした信号を合計することで前記音響画像を生成することが、
前記撮像領域内の対象となる複数ポイントの各々について、
前記ポイントに対する前記音響トランスデューサアレイの逆フィルタを求めることであって、前記逆フィルタを、前記１つ以上の障害物が存在する前記ポイントに対する前記音響トランスデューサアレイの角度スペクトルで乗算すると、前記１つ以上の障害物がないと存在するはずの前記ポイントに対する前記音響トランスデューサアレイの理想的な角度スペクトルが生成される、前記逆フィルタを求めることと、
前記ポイントからの前記音響トランスデューサアレイの各送信／受信要素対によって生成した前記信号を、前記送信／受信対の角度周波数に対応する前記逆フィルタの値で重み付けすることと、
前記ポイントからの前記音響トランスデューサアレイの各送信／受信要素対によって生成した前記重み付けした信号を合計することによって前記ポイントにおける前記音響画像の強度を求めることと、
によって行われ、
前記１つ以上のプロセッサが、光線追跡アルゴリズムを用いて前記ポイントによって見られる有効アパーチャを計算することによって、前記ポイントに対する前記音響トランスデューサアレイの前記逆フィルタを求める、請求項８に記載の装置。
前記１つ以上のプロセッサが、前記音響トランスデューサアレイの前記逆フィルタを求めること、前記音響トランスデューサアレイの各送信／受信要素対によって生成した前記信号を前記送信／受信対の前記角度周波数に対応する前記逆フィルタの前記値で重み付けすること、及び全ての前記送信／受信対の前記重み付けした信号を合計することで前記音響画像を生成することが、
前記音響トランスデューサアレイから仮想トランスデューサアレイを生成することと、
前記仮想トランスデューサアレイのための逆フィルタを求めることであって、前記逆フィルタを、前記１つ以上の障害物が存在する前記撮像領域に対する前記仮想トランスデューサアレイの角度スペクトルで乗算すると、前記１つ以上の障害物がないと存在するはずの前記撮像領域に対する前記仮想トランスデューサアレイの理想的な角度スペクトルが生成される、前記逆フィルタを求めることと、
前記エコーから前記仮想トランスデューサアレイの各送信／受信要素対によって生成した信号を、前記送信／受信対の角度周波数に対応する前記逆フィルタの値で重み付けすることと、
前記エコーからの全ての前記送信受信対の前記重み付けした信号を合計することによって音響画像を生成することと、
によって行われる、請求項８に記載の装置。
前記１つ以上のプロセッサが、前記音響トランスデューサアレイの前記音響トランスデューサ間の送信／受信対経路における冗長性を利用して、前記１つ以上の障害物による前記撮像領域の画像データの欠落を補償すること、及び前記補償した画像データから前記撮像領域の画像を生成することが、
少なくとも第１及び第２のアポディゼーション関数を用いて少なくとも第１及び第２の送信及び受信動作を実行することであって、
前記音響トランスデューサアレイを用いて、第１の音響波を前記撮像領域に送信し、前記撮像領域から第１の音響エコーを受信し、そこから第１の画像データを生成することによって前記第１の送信及び受信動作を実行することであって、前記第１のアポディゼーション関数を前記音響トランスデューサアレイに適用して前記第１の送信及び受信動作のための第１の送信アパーチャ及び第１の受信アパーチャを生成する、前記第１の送信及び受信動作を実行することと、
前記音響トランスデューサアレイを用いて、第２の音響波を前記撮像領域に送信し、前記撮像領域から第２の音響エコーを受信し、そこから第２の画像データを生成することによって前記第２の送信及び受信動作を実行することであって、前記第２のアポディゼーション関数を前記音響トランスデューサアレイに適用して前記第２の送信及び受信動作のための第２の送信アパーチャ及び第２の受信アパーチャを生成する、前記第２の送信及び受信動作を実行することと、
を含む、第１及び第２の送信及び受信動作を実行することと、
前記第１の画像データを前記第２の画像データと組み合わせることによって前記撮像領域の画像を生成することと、
によって行われ、前記少なくとも第１及び第２のアポディゼーション関数が前記撮像領域に対する前記音響トランスデューサアレイの前記逆フィルタから求められる、請求項８に記載の装置。
前記１つ以上のプロセッサが、分解アルゴリズムを用いることによって、前記撮像領域に対する前記音響トランスデューサアレイの前記逆フィルタから前記少なくとも第１及び第２のアポディゼーション関数を求める、請求項１３に記載の装置。
前記１つ以上のプロセッサが、前記音響トランスデューサアレイの前記音響トランスデューサ間の送信／受信対経路における冗長性を利用して、前記１つ以上の障害物による前記撮像領域の画像データの欠落を補償すること、及び前記補償した画像データから前記撮像領域の画像を生成することが、ＲＦデータに基づく又は画像に基づくデコンボリューションアルゴリズムを実行することによって行われる、請求項８に記載の装置。