JP2811208B2 - Pulse Doppler measurement device - Google Patents

Pulse Doppler measurement device

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JP2811208B2
JP2811208B2 JP1268963A JP26896389A JP2811208B2 JP 2811208 B2 JP2811208 B2 JP 2811208B2 JP 1268963 A JP1268963 A JP 1268963A JP 26896389 A JP26896389 A JP 26896389A JP 2811208 B2 JP2811208 B2 JP 2811208B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はパルスドプラ計測装置に関し、特に超音波に
より物体の速度を検出する装置は、例えば、生体内の血
流速度をリアルタイムで測定する場合に、高い信号対雑
音比で計測が可能なパルスドプラ計測装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pulse Doppler measuring apparatus, and more particularly to an apparatus for detecting the speed of an object using ultrasonic waves, for example, when measuring the blood flow velocity in a living body in real time. The present invention relates to a pulse Doppler measurement device capable of measuring with a high signal-to-noise ratio.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

音波のドプラ効果により物体の流速を知る装置として
は、従来から種々のものが知られている。特に、パルス
ドプラ法を用いる装置(例えば、「日本音響学会誌」第
29巻第6号(1973年)pp351〜352参照)では、、超音波
パルス(pulsed continuous wave)を繰り返し送波し、
受波信号に計測部位までの距離に対応したタイムゲート
をかけることにより、測定部位を特定することが可能で
あることが知られている。
2. Description of the Related Art Various devices have been known as devices for knowing the flow velocity of an object by the Doppler effect of sound waves. In particular, an apparatus using the pulsed Doppler method (for example,
In Vol. 29, No. 6, 1973 (pp. 351-352), ultrasonic pulses (pulsed continuous wave) are repeatedly transmitted,
It is known that a measurement site can be specified by applying a time gate corresponding to the distance to the measurement site to the received signal.

従来の超音波ドプラ血流計装置としては、例えば、特
開昭58−188433号公報、同60−119929号公報、同61−25
527号公報に開示されている如く、血管に向けて超音波
を送信し、血管中の血液で反射した超音波のドプラ偏移
周波数を測定して、血液の流れの方向と超音波送信方向
となす角度をθ、血流の速度をvとしたときvcosθを測
定することにより、血流を計測する装置が知られてい
る。
Conventional ultrasonic Doppler blood flow meters include, for example, JP-A-58-188433, JP-A-60-119929 and JP-A-61-25.
As disclosed in US Pat. No. 527, transmitting ultrasonic waves toward a blood vessel, measuring the Doppler shift frequency of ultrasonic waves reflected by blood in the blood vessel, the direction of blood flow and the ultrasonic transmission direction 2. Description of the Related Art There is known an apparatus for measuring a blood flow by measuring vcos θ when an angle to be formed is θ and a blood flow velocity is v.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上述の如く、ドプラ周波数を測定することにより、物
体または血流等の速度を知ることが可能である。ところ
が、人体内の血流を計測するには、血管壁,心臓壁等の
壁の動きと血流とを分離するため、MTI(固定物除去)
フィルタを用いる必要がある。このMTIフィルタにより
血流速度が遅い場合、ドプラ信号の利得が低下するた
め、ドプラ速度計測部に誤差をもたらし、真の血流速度
とは異なる速度として測定するという問題がある。
As described above, by measuring the Doppler frequency, it is possible to know the speed of an object or blood flow. However, in order to measure the blood flow in the human body, MTI (fixed object removal) is used to separate the blood flow from the movement of the blood vessel wall and heart wall.
It is necessary to use a filter. If the blood flow velocity is low due to the MTI filter, the gain of the Doppler signal decreases, causing an error in the Doppler velocity measurement unit, and there is a problem in that the velocity is measured as a velocity different from the true blood velocity.

以下、これにつき、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, this will be described with reference to the drawings.

第3図は、従来の、各種のドプラ計測装置の特性を示
すものであり、横軸は真の血流速度に対応する入力位
相、縦軸は測定された速度に対応する出力位相であり、
シミュレーションにより得た結果である。その際、ドプ
ラ信号である位相比較器の出力信号のモデルとして、 Xn=Anexp(jωdt)−Bn(Wn′+jWn″) を用いている。但し、ここで位相雑音Wn′,Wn″は白色
雑音であるとし、正規分布N(0,1)に従う正規乱数を
用いている。
FIG. 3 shows the characteristics of various conventional Doppler measuring devices, in which the horizontal axis represents the input phase corresponding to the true blood flow velocity, and the vertical axis represents the output phase corresponding to the measured velocity.
It is a result obtained by simulation. At this time, as a model of the output signal of the phase comparator, which is a Doppler signal, X n = A n exp (jω d t) −B n (W n ′ + jW n ″), where the phase noise is used. W n ′, W n ″ is white noise, and uses normal random numbers according to a normal distribution N (0, 1).

Wn″はWn′とは乱数の初期値を違えて発生させること
により、無相関のものを用いている。この雑音の発生要
因としては、血流の微視的な変動による反射信号の毎回
ごとの変化や、音波の伝播過程における組織の不均一さ
から生ずる音響的雑音と、測定装置における信号増幅に
用いている増幅器における電気的雑音等を考慮してい
る。なお、Wn′は実部における雑音、Wn″は虚数部にお
ける雑音を表わしている。なお、ωはドプラ周波数で
ある。
W n ″ is different from W n ′ by generating an initial value of a random number differently, so that it is uncorrelated. This noise is generated by a reflected signal due to a microscopic fluctuation of blood flow. Consideration is given to the acoustic noise caused by the change every time, the non-uniformity of the tissue in the propagation process of the sound wave, the electric noise in the amplifier used for the signal amplification in the measuring device, etc. W n ′ is The noise in the real part, W n ″, represents the noise in the imaginary part. Note that ω d is the Doppler frequency.

例えば、米国特許第4583409号に示される自己相関法
と呼ばれる種類の従来のパルスドプラ計測では、低速血
流に対しては誤差を生じ、真の速度と大きく異なる速度
が推定されるという問題があったことは前述の通りであ
る。この理由は、自己相関法でおいて、ドプラ信号同志
の位相差を検出する際に生じるものである。すなわち、
パルスくり返し周期ごとにMTIを介して得たドプラ信号
同志の自己相関をとって得た位相差ベクトルを加算する
演算において、雑音振幅Bnが小さい(Bn≪1)のときに
は、位相差ベクトルの位相項において、雑音が互いに打
消し合う効果がある。そのため、位相差ωdT(T=tn+1
−tn)が正確に求まるが、雑音振幅Bnが大きい(Bn
1)ときには、位相項において雑音が打消されず、加算
増大するため、位相差が (Nはは加算回数)となり、不正確なものとなる。ま
た、位相差ベクトルを加算するのに代えて、ドプラ信号
位相(角度)を検出し、毎回の計測くり返しごとの角度
差Δθを得、その角度差をcos成分、sin成分に分け、こ
の2成分を加算平均した後に2成分の示す位相差を求め
る2軸成分法と呼ばれる方法(特開昭63−84553号)に
おいても、上記の自己相関法と全く同様の誤差が生じ
る。第3図はこれらの自己相関法もしくは2軸成分法に
おける計測速度に対応する出力位相を真の血流速度に対
応する入力位相に対して前述のシミュレーションで求め
た曲線であり、低速領域にて大きな検出誤差があること
が明らかにされている。
For example, in the conventional pulsed Doppler measurement of the type called autocorrelation method shown in U.S. Pat.No. 4,583,409, there was a problem that an error was generated for a low-speed blood flow, and a speed that was significantly different from the true speed was estimated. This is as described above. The reason is that the autocorrelation method occurs when detecting the phase difference between Doppler signals. That is,
In operation for adding the phase difference vectors obtained by taking the autocorrelation of the Doppler signal comrades obtained through the MTI each pulse repetition period, when the noise amplitude B n is small (B n << 1), the phase difference vector In the phase term, the noise has the effect of canceling each other out. Therefore, the phase difference ω d T (T = t n + 1
−t n ) is accurately obtained, but the noise amplitude B n is large (B n
1) Sometimes, the noise is not canceled in the phase term and the addition increases, so that the phase difference is (N is the number of additions), which is inaccurate. Also, instead of adding the phase difference vector, the Doppler signal phase (angle) is detected to obtain an angle difference Δθ for each measurement iteration, and the angle difference is divided into a cos component and a sin component. Also, in a method called a two-axis component method (Japanese Patent Laid-Open No. 63-84553) for obtaining a phase difference represented by two components after adding and averaging the same, an error exactly the same as that in the above autocorrelation method occurs. FIG. 3 is a curve in which the output phase corresponding to the measurement speed in the autocorrelation method or the two-axis component method is obtained by the above-described simulation with respect to the input phase corresponding to the true blood flow velocity. It has been shown that there are large detection errors.

一方、計測くり返しごとのドプラ信号の位相差を得、
この位相差の値を直接複数回加算して平均化した位相差
を得、これを速度に変換する方法が1978ウルトラソニッ
クス・シンポジウム・プロシーディングス(Ultrasonic
s Symposium Proceedings)第348〜352頁に示されてい
る。以下これを位相差平均法と呼ぶ。この方法では、真
の血流速度に対応する位相差がπもしくは−π近くであ
れば、雑音による検出位相差の変動により毎回の検出位
相差はπもしくは−πを越える場合が生じ、πおよび−
πにおける値の折り返しにより、加算結果が零付近の値
になり、低速血流として誤検出する欠点があるため、使
用できない。これを図にて説明すると、第4図(a)に
示した如く、血流速度vが正の値であり、検出される位
相差Δθ〜Δθが+πの近くに分散しており、その
うち位相差Δθ7,Δθが+πを越えている場合、Δθ
7,Δθは負の角度と見做される。したがって加算平均
の結果Δθは零付近の正の角度となり、真の平均位相
差と大きくくい違う。血流速度vが負の場合も同様であ
り、位相差Δθ〜Δθの8回の加算において、位相
差Δθ1,Δθが−πを越えるため、正の角度と見做さ
れる場合、加算平均の結果Δθは零付近の負の角度と
なる(第4図(b)参照)。
On the other hand, the phase difference of the Doppler signal for each measurement
A method of directly adding the value of the phase difference a plurality of times to obtain an averaged phase difference and converting the averaged speed into a speed is disclosed in the 1978 Ultrasonics Symposium Proceedings (Ultrasonics).
s Symposium Proceedings) at pages 348-352. Hereinafter, this is called a phase difference averaging method. In this method, if the phase difference corresponding to the true blood flow velocity is close to π or −π, the detected phase difference may exceed π or −π every time due to the fluctuation of the detected phase difference due to noise. −
Due to the return of the value at π, the addition result becomes a value near zero, and there is a disadvantage that it is erroneously detected as a low-speed blood flow, so that it cannot be used. To explain this with a diagram, as shown in FIG. 4 (a), the blood flow velocity v is a positive value, and the detected phase differences Δθ 1 to Δθ 8 are dispersed near + π. When the phase differences Δθ 7 and Δθ 8 exceed + π, Δθ
7 , Δθ 8 is considered a negative angle. Therefore, the result of the addition averaging Δθ S is a positive angle near zero, which is significantly different from the true average phase difference. Blood flow velocity v is the same when is negative, when the eight addition of the phase difference Δθ 1 ~Δθ 8, the phase difference [Delta] [theta] 1, [Delta] [theta] 2 is to cross the - [pi], which are positive angle regarded , the result [Delta] [theta] S of the arithmetic mean is a negative angle in the vicinity of zero (see FIG. 4 (b)).

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、従来の、位相差平均法に基づくパルス
ドプラ計測装置における上述の如き問題を解消し、高い
信号対雑音比で測定が可能なパルスドプラ計測装置を提
供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to solve the above-described problems in the conventional pulsed Doppler measurement apparatus based on the phase difference averaging method, thereby enabling measurement with a high signal-to-noise ratio. And a pulse Doppler measuring device.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的を達成するために、本発明のひとつの特徴
は、物体により反射された超音波パルスの位相差を検出
し、順次得られる複数の位相差の平均値を超音波パルス
の送波間隔で除算して周波数変動を求めることにより前
記物体の速度を算出するパルスドプラ計測装置におい
て、順次得られる位相差のうちの正の位相差の加算平均
と負の位相差の加算平均を別々に行ない、それぞれの加
算平均値の示す角度の余弦成分同志、正弦成分同志の和
(重み付けされた和)をそれぞれ求めこの和の示す偏角
を全体の平均位相差として算出する手段を備えた点にあ
る。
In order to achieve the above object, one feature of the present invention is to detect a phase difference of an ultrasonic pulse reflected by an object, and calculate an average value of a plurality of sequentially obtained phase differences at a transmission interval of the ultrasonic pulse. In the pulse Doppler measurement device that calculates the speed of the object by dividing the frequency fluctuation by dividing, the addition average of the positive phase difference and the addition average of the negative phase difference among the sequentially obtained phase differences are separately performed. And a means for calculating the sum (weighted sum) of the cosine component and the sine component of the angle indicated by the averaging value, and calculating the declination angle indicated by the sum as the entire average phase difference.

本発明の別の特徴は、上記のごとく正弦成分同志、余
弦成分同志の和から得る全体の平均位相差を角度補正値
として出力する補正値検出手段と、該角度補正値を座標
の基軸とするよう個々の位相差の値を補正し、補正され
た位相差を加算平均し、加算平均された値をもとの座標
の角度に換算して位相差の平均値を得る位相差平均部を
備えた点にある。
Another feature of the present invention is that, as described above, a correction value detection unit that outputs an overall average phase difference obtained from the sum of sine components and cosine components as an angle correction value, and uses the angle correction value as a base axis of coordinates. A phase difference averaging unit that corrects the values of the individual phase differences, adds and averages the corrected phase differences, and converts the added and averaged value into the original coordinate angle to obtain an average value of the phase difference. It is in the point.

本発明の更に別の特徴は、順次得られる位相差を正の
位相差と負の位相差にふりわけ、それぞれの重心角度及
び電力を求める手段と、正の重心角度の正弦成分、余弦
成分にそれぞれその電力をかけ、負の重心角度の正弦成
分,余弦成分にそれぞれの電力をかけ、正弦成分同志の
和と余弦成分同志の和の示す偏角を求める手段を有する
点にある。この偏角も、全体の平均位相差として速度に
換算されるか、もしくは個々の位相差の加算平均を行な
う際の補正値として用いられる。
Still another feature of the present invention is that a sequentially obtained phase difference is divided into a positive phase difference and a negative phase difference, and a means for calculating each gravity center angle and power, and a sine component and a cosine component of the positive gravity center angle, respectively. The point is that there is provided a means for multiplying the electric power and applying the respective electric power to the sine component and the cosine component of the negative center-of-gravity angle to obtain the declination indicating the sum of the sine components and the sum of the cosine components. This declination is also converted into a speed as an overall average phase difference, or used as a correction value when performing the averaging of the individual phase differences.

〔作用〕[Action]

上記のごとく、正の位相差の加算平均と負の位相差の
加算平均を別々に行ない、それぞれの加算平均の示す角
度の余弦成分同志,正弦成分同志の重み付けされた和の
示す偏角▲▼は、たとえ、各位相差が+π近くに分
散していても、第4図(a)の▲▼もしくは第4図
(b)の▲▼のように分散しているΔθの真の平
均に近い値を示す。したがって、真の速度がドプラ位相
差に換算して+π近く、もしくは−π近くの値であって
も、位相差の平均値に第4図(a)もしくは(b)の▲
▼のような角度の相互キャンセルに起因する大き
な誤差は生じない。
As described above, the averaging of the positive phase difference and the averaging of the negative phase difference are separately performed, and the declination 角 of the weighted sum of the cosine and sine components of the angle indicated by each averaging is shown. Is close to the true average of the dispersed Δθ n as shown by the triangle in FIG. 4 (a) or the triangle in FIG. 4 (b), even if each phase difference is dispersed near + π. Indicates a value. Therefore, even if the true velocity is a value close to + π or close to -π in terms of the Doppler phase difference, the average value of the phase difference is indicated by ▲ in FIG. 4 (a) or (b).
There is no large error caused by mutual cancellation of angles as shown by ▼.

ただし、上記のような▲▼は単純な位相差の加算
平均演算と比較してサンプル数の増加に対する信号対雑
音比の向上の効果が劣る。そこで上記の▲▼を各位
相差の角度補正値として用い、補正された位相差を加算
平均し、加算平均された値を再度補正する構成によれ
ば、例えば第4図(a)において、Δθの方向を基軸と
する新たな座標軸上での各位相差Δθの角度の加算平
均が行なわれるため、上述の構成と全く同じように角度
の相互キャンセルに起因する大きな誤差は生じないばか
りか、さらに信号対雑音比の優れた平均位相差が得られ
る。
However, in the case of the above ▼, the effect of improving the signal-to-noise ratio with respect to the increase in the number of samples is inferior to that of the simple averaging operation of the phase difference. Therefore, according to a configuration in which the above ▲ is used as an angle correction value of each phase difference, the corrected phase difference is added and averaged, and the added and averaged value is corrected again, for example, in FIG. Since the averaging of the angles of the respective phase differences Δθ n on the new coordinate axis based on the direction is performed, not only a large error due to the mutual cancellation of the angles does not occur, but also the signal An excellent average phase difference of the noise-to-noise ratio is obtained.

さらに、正の位相差、負の位相差のそれぞれ重心角度
を採用してそれぞれの正弦成分同志、余弦成分同志の重
み付けされた和から平均位相差、もしくは加算平均のた
めの補正値を得る構成では、より正確な平均位相差もし
くは補正値が得られる。
Further, in a configuration in which the respective center-of-gravity angles of the positive phase difference and the negative phase difference are employed to obtain the average phase difference or the correction value for the averaging from the weighted sum of the respective sine components and cosine components. , A more accurate average phase difference or correction value can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第2図は本発明の一実施例を示すパルスドプラ計測装
置のブロック構成図である。図において、1は超音波ト
ランスデューサ、2は送波回路、3は受波回路、4は位
相比較器、5はA/D変換器、6はMTIフィルタ、7は速度
演算部、8はスイッチ、9は制御部、10は除算器そして
11は表示装置を示している。なお、第1図は、上記速度
演算部7の詳細を示すものである。これについては、後
に詳述する。
FIG. 2 is a block diagram showing a pulse Doppler measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an ultrasonic transducer, 2 is a transmitting circuit, 3 is a receiving circuit, 4 is a phase comparator, 5 is an A / D converter, 6 is an MTI filter, 7 is a speed calculator, 8 is a switch, 9 is a control unit, 10 is a divider and
Reference numeral 11 denotes a display device. FIG. 1 shows details of the speed calculating section 7. This will be described in detail later.

本実施例に示すパルスドプラ計測装置は、信号対雑音
比が向上する位相差平均法を基本とし、ドプラ偏角の加
算の際、ドプラ偏角を補正した後、位相差平均法を実施
するものであり、その動作の概要は以下の通りである。
The pulse Doppler measurement apparatus shown in the present embodiment is based on a phase difference averaging method in which the signal-to-noise ratio is improved, and performs the phase difference averaging method after adding the Doppler argument, correcting the Doppler argument. The outline of the operation is as follows.

送波回路2で送出された超音波パルスを、超音波トラ
ンスデューサ1から反射物体14に向けて、等間隔Tで繰
り返し送波する。反射物体14により反射された超音波パ
ルスは、受波回路3により受波され、位相比較器4にお
いて、参照信号 α=Acosω0t と、 α′=Asinω0t との位相比較が行われ、それぞれの出力VR,VIが得られ
る。
The ultrasonic pulse transmitted by the transmission circuit 2 is repeatedly transmitted at equal intervals T from the ultrasonic transducer 1 to the reflecting object 14. The ultrasonic pulse reflected by the reflecting object 14 is received by the receiving circuit 3, and the phase comparator 4 compares the phases of the reference signals α = Acosω 0 t and α ′ = Asinω 0 t, The respective outputs V R and V I are obtained.

今、反射体14についての位相比較器4の出力をVRn,V
In(ここで、n=1,2,……)と表わすと、VRn,VInは次
式で示すことができる。
Now, let the output of the phase comparator 4 for the reflector 14 be V Rn , V
In (where n = 1, 2,...), V Rn and V In can be represented by the following equations.

VRn=Ancosθ …(1) VIn=Ansinθ …(2) 簡単のため、上式(1),(2)を次式でまとめて、
下記の如く記述するものとする。
V Rn = A n cos θ n (1) V In = A n sin θ n (2) For simplicity, the above equations (1) and (2) are summarized as follows:
It shall be described as follows.

Vn′=Anexp(jθ) …(3) これは、A/D変換器5の出力である。V n ′ = A n exp (jθ n ) (3) This is the output of the A / D converter 5.

次に、A/D変換器5の出力Vn′がMTI6に入力される
と、MTI6の出力Vnを得る。MTIを一次差分回路とする
と、 Vn=Vn′−V′n-1 …(4) である。以下、上記Vnを位相ベクトルと呼ぶ。
Then, when the output V n of the A / D converter 5 'is input to the MTI6, obtain an output V n of MTI6. When the primary differential circuit MTI, is V n = V n '-V' n-1 ... (4). Hereinafter referred to the V n and phase vectors.

次に、第1図に示した速度演算部7の動作について説
明する。本実施例に示す速度演算部7は位相差平均部71
0及び補正値検出部720等からなる。まず位相ベクトルVn
がATANメモリ711に入力されVnの位相(偏角)θが出
力される。遅延回路712により一時刻前のθn-1が得ら
れ、現在のθとの差をとることにより、位相差Δθ Δθ=θ−θn-1 …(5) が得られる。この位相差Δθは、正負判別及び個数カ
ウント器721において、Δθの正の個数Kと負の個数
Lがカウントされ、それぞれΔθとΔθとして並べ
かえられる。すなわち、 加算平均器722,723では、それぞれΔθとΔθ
加算平均が実施される。加算平均値をそれぞれ、▲
▼,▲▼とおけば、それらは次式で表わされ
る。
Next, the operation of the speed calculator 7 shown in FIG. 1 will be described. The speed calculation unit 7 shown in the present embodiment includes a phase difference averaging unit 71
0 and a correction value detection unit 720. First, the phase vector V n
There phase (argument) of V n are input to ATAN memory 711 theta n is outputted. The delay circuit 712 obtains θ n−1 one time before and obtains a difference from the current θ n to obtain a phase difference Δθ n Δθ n = θ n −θ n−1 (5). The phase difference [Delta] [theta] n is the sign judgment and piece count 721, a positive number K and a negative number L of [Delta] [theta] n is counted and replaced secretly respectively arranged as [Delta] [theta] k and [Delta] [theta] l. That is, In the averaging units 722 and 723, averaging of Δθ k and Δθ 1 is performed, respectively. ▲
If they are ▼ and ▲ ▼, they are expressed by the following equations.

このとき▲▼は第1,2象限における位相差Δθ
の加算平均値であり、▲▼は第3,4象限におけ
る位相差Δθの加算平均値となる。このように分けて
加算平均した理由は、すでに説明したように位相差Δθ
が±πの範囲に制限されているために、位相差Δθ
の加算を行なうとき、±π近辺の位相差が相互にキャン
セルし合って、平均値が零に近づく誤差を生じることを
除くためである。COSメモリ724,SINメモリ725は位相差
▲▼を余弦成分と正弦成分に変換する。COSメモ
リ726,SINメモリ727は位相差▲▼を同様に余弦成
分と正弦成分にそれぞれ変換する。加算器728,729ではC
OSメモリ724とSINメモリ725の出力値をK回それぞれ加
算する。同様に加算器730,731ではCOSメモリ726とSINメ
モリ727の出力値をL回それぞれ加算する。COSメモリ同
志の加算結果すなわち、加算器728と730との加算結果を
XR,SINメモリ同志の加算結果すなわち加算器729と731と
の加算結果をXIとおけば、XR,XIは次の様に表わせる。
At this time, ▲ ▼ indicates the phase difference Δθ in the first and second quadrants.
n is the average value of the phase differences Δθ n in the third and fourth quadrants. The reason for performing the averaging by dividing in this manner is that the phase difference Δθ
Since n is limited to the range of ± π, the phase difference Δθ n
This is to eliminate the occurrence of an error in which the average value approaches zero when the phase differences in the vicinity of ± π cancel each other out when the addition is performed. The COS memory 724 and the SIN memory 725 convert the phase difference ▼ into cosine and sine components. The COS memory 726 and the SIN memory 727 similarly convert the phase difference ▼ into cosine and sine components, respectively. C for adders 728 and 729
The output values of the OS memory 724 and the SIN memory 725 are each added K times. Similarly, the adders 730 and 731 add the output values of the COS memory 726 and the SIN memory 727 L times, respectively. The addition result of the COS memories, that is, the addition result of the adders 728 and 730
X R, if put the addition result of the addition result i.e. the adder 729 and 731 of the SIN memory comrades and X I, X R, X I expressed the as follows.

XR,XIを複素数の実数部,虚数部とれば X=XR+jX2 (9) で表わせ、このとき偏角▲▼とおけば、▲▼は である。ATANメモリ732はXRとXIから▲▼を出力す
るメモリである。以上は補正値検出部720の概要であ
る。ただし、▲▼を補正値としてではなく、求めた
いドプラ偏角▲▼として使用することも可能であ
る。
If X R and X I are the real part and the imaginary part of a complex number, they can be expressed as X = X R + jX 2 (9). It is. ATAN memory 732 is a memory for outputting the X R and X I ▲ ▼. The above is the outline of the correction value detection unit 720. However, it is also possible to use ▲ as the Doppler declination プ ラ to be obtained instead of the correction value.

位相差平均部710では、位相差Δθを補正し加算す
るものである。S/N改善のため、補正値▲▼を使用
する。角度補正器713はΔθから補正値▲▼を下
記の条件にしたがい減算する。補正された位相差をΔθ
とおけば、Δθで表わせる。
In the phase difference averaging unit 710 is for adding to correct the phase difference [Delta] [theta] n. Use the correction value ▲ ▼ to improve S / N. Angle corrector 713 subtracts the correction value ▲ ▼ accordance with the terms of the following from the [Delta] [theta] n. The corrected phase difference is Δθ
m , Δθ m is Can be represented by

このようなΔθは、補正値検出部720から出力する
補正値▲▼を基軸とする新たな座標軸上での角度に
各々の位相差Δθを換算した値である。このようなΔ
θについて加算平均器714は次式により加算平均を行
なう。
Such [Delta] [theta] m is a correction value ▲ ▼ value obtained by converting the respective phase difference [Delta] [theta] n to the angle on the new coordinate axis and cornerstone output from the correction value detection unit 720. Such a Δ
The adder / averager 714 performs an addition average on θ n according to the following equation.

この平均演算は、分散しているΔθの値のほぼ中心
を基軸(角度ゼロ)とする角度の平均なので第4図
(a)もしくは(b)の▲▼のような誤差(「零
落」現象)は生じない。次に加算器715では次式により
得られた の値を元の座標軸上での位相差の値▲▼に変換す
る。
Since this averaging operation is the average of the angles around the center of the dispersed values of Δθ n as the base axis (the angle of zero), an error such as 落 in FIG. 4A or FIG. ) Does not occur. Next, in the adder 715, the following equation was obtained. Is converted to the value ▲ ▼ of the phase difference on the original coordinate axis.

以上により、位相差の加算演算における「零落」現象
が生ぜず、誤差が少ない平均位相差▲▼か速度演
算部7にて得られた。
As described above, the "zero drop" phenomenon in the addition operation of the phase difference did not occur, and the average phase difference Δ ▲ with a small error was obtained by the speed calculation unit 7.

第2図においてスイッチ8は制御部9の指令により切
換る。a側に切換ると位相差▲▼は除算器10により
除算される。除算結果をωとおけば、 ω=▲▼/T (14) である。ωがドプラ角周波数である。スイッチをb側
に切換えると位相差▲▼が除算器10により除算さ
れる。このときドプラ角周波数ωは ω=▲▼/T (15) で表わされる。スイッチ8は制御部9を介して、操作卓
12と接続しており、装置の使用者の操作卓12の操作によ
り、表示部11へは▲▼あるいは▲▼のどちら
か一方あるいは同時に並列表示も可能である。
In FIG. 2, the switch 8 is switched by a command from the control unit 9. When the mode is switched to the a side, the phase difference ▼ is divided by the divider 10. If the division result is ω d , ω d = ▲ ▼ / T (14) ω d is the Doppler angular frequency. When the switch is switched to the b side, the phase difference ▲ is divided by the divider 10. At this time, the Doppler angular frequency ω d is expressed by ω d = ▲ / T (15). The switch 8 is connected to a console via the control unit 9.
The display unit 11 is connected to the display unit 11 by the user of the apparatus and operates the console 12 so that the display unit 11 can simultaneously display either one of ▲ ▼ or ▲ ▼ or simultaneously perform a parallel display.

上記実施例によれば、位相差の単純加算において、N
回の加算平均で信号対雑音比の改善は、 行われる効果があり、従来の に比べ、より正確なドプラ周波数の推定が可能になる。
According to the above embodiment, in the simple addition of the phase difference, N
Signal-to-noise ratio improvement by averaging Has the effect of being done , It is possible to more accurately estimate the Doppler frequency.

なお、補正値検出部720から得る値▲▼がゼロに
近い値であれば、▲▼による補正を行なわなくても
加算平均演算における「零落」現象は生じにくいので、
このときは▲▼=0とする構成としても良い。
If the value ▲ ▼ obtained from the correction value detection unit 720 is a value close to zero, the “zero drop” phenomenon in the averaging operation is unlikely to occur without performing correction by ▲ ▼.
In this case, the configuration may be such that ▲ ▼ = 0.

第5図に本発明の別の実施例の速度演算部を示す。第
5図の速度演算部も、第1図の構成中のブロック7とし
て用いられる。
FIG. 5 shows a speed calculator according to another embodiment of the present invention. The speed calculation unit in FIG. 5 is also used as the block 7 in the configuration in FIG.

第5図にて、第1図と同一の部分には同一の符号が付
してある。第1図の速度演算部と異なるのは、位相差平
均演算のための新たな座標の原点とする▲▼(補正
値▲▼)を求めるのに個々の位相ベクトルVnのパワ
ー(電力)をも加味して第1,第2現象の各位相差の重心
角度、および第3,第4象現の各位相差の重心角度をそれ
ぞれ算出し、もって大きく位相差の異なる雑音を混入し
た場合にも真の平均位相値に近い補正値▲▼を得る
ようにした点にある。パワー演算器736は第1図のMTIフ
ィルタから順次得る位相ベクトルVnの実部In,虚部Rn
ら次式によってそのパワーPnを算出する。
5, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Differs from the speed calculation portion of FIG. 1, the origin of a new coordinate for the phase difference average calculation ▲ ▼ (correction value ▲ ▼) power of each phase vector V n for obtaining the (power) In consideration of the above, the barycentric angle of each phase difference of the first and second phenomena and the barycentric angle of each phase difference of the third and fourth quadrants are calculated, respectively, so that even when noises having greatly different phase differences are mixed, the true value is obtained. In that a correction value ▲ ▼ close to the average phase value is obtained. The power calculator 736 calculates the power P n from the real part I n and the imaginary part R n of the phase vector V n sequentially obtained from the MTI filter of FIG.

Pn=Rn 2+In 2 …(15) ATANメモリ711,遅延回路712,正負判定及び個数カウン
ト器721の構成は第1図と同様であり、位相ベクトル同
志の位相差Δθが順次算出され、その正負が判別され
てΔθ(正)とΔθ(負)とにふり分けられる。加
算器737は721が正と判別した時にのみパワー演算器736
の出力を加算する。その出力は と表わせる。一方、加算器738は721が負と判別した時に
のみパワー演算器736の出力を加算する。その出力は と表わせる。重心演算器742では721でふりわけられた正
の位相差Δθと、これに対応するパワー演算器736の
出力Pkと、加算器737の出力を用いて次式により第1,第
2象現にある位相点Δθの重心角度▲▼を求
める。
P n = R n 2 + I n 2 (15) The configurations of the ATAN memory 711, delay circuit 712, positive / negative judgment and number counter 721 are the same as those in FIG. 1, and the phase difference Δθ n between the phase vectors is sequentially calculated. Then, the sign is discriminated and classified into Δθ k (positive) and Δθ 1 (negative). Adder 737 is a power calculator 736 only when 721 determines positive.
Add the outputs of The output is Can be expressed as On the other hand, the adder 738 adds the output of the power calculator 736 only when 721 is determined to be negative. The output is Can be expressed as The center-of-gravity calculator 742 uses the positive phase difference Δθ k distributed in 721, the output P k of the power calculator 736 corresponding thereto, and the output of the adder 737 to form the first and second quadrants by the following equation. The center-of-gravity angle ▲ ▼ of a certain phase point Δθ k is obtained .

一方、重心演算器743では、負の位相差Δθと、こ
れに対応するパワー演算器736の出力Plと、加算器738の
出力とを用いて次式により第3,第4現象にある位相差Δ
θの重心角度▲▼を求める。
On the other hand, the center-of-gravity arithmetic unit 743 has the third and fourth phenomena by using the negative phase difference Δθ 1 , the output P 1 of the power arithmetic unit 736 corresponding thereto, and the output of the adder 738 according to the following equation. Phase difference Δ
Obtain the center of gravity angle θ of θ l .

メモリ724,SINメモリ725は重心角度▲▼を余
弦成分と正弦成分にそれぞれ変換する。COSメモリ726,S
INメモリ727は、重心角度▲▼を同様に余弦成
分と正弦成分にそれぞれ変換する。乗算器728,729ではC
OSメモリ724とSINメモリ725の出力値に加算器737の出力
すなわちパワーを乗算する。同様に乗算器730,731ではC
OSメモリ726とSINメモリ727の出力値にパワー (加算器738の出力)を乗算する。COSメモリ同志の加算
結果すなわち、乗算器728と730との加算結果をXR,SINメ
モリ同志の加算結果すなわち乗算器729と731との加算結
果をXIとおけば、XR,XIは次の様に表わせる。
The memory 724 and the SIN memory 725 convert the center of gravity angle ▼ into a cosine component and a sine component, respectively. COS memory 726, S
The IN memory 727 similarly converts the center of gravity angle ▼ into a cosine component and a sine component, respectively. C for multipliers 728 and 729
Output value of adder 737 to output value of OS memory 724 and SIN memory 725 That is, the power is multiplied. Similarly, in multipliers 730 and 731, C
Power to the output value of OS memory 726 and SIN memory 727 (The output of the adder 738). Sum of COS memory comrades i.e., the addition result of the multiplier 728 and 730 X R, if put the addition result of the addition result i.e. the multiplier 729 and 731 of the SIN memory comrades and X I, X R, X I is It can be expressed as follows.

ATANメモリ732の構成も第1図と同様であり、したが
って732からは前述した(8)式にかえて(18)式で示
される実部XR,虚部XIを成分とする複数の偏角▲▼
が得られる。以上が第5図の速度演算部における補正値
検出部720′の動作の概要にある。
Configuration of ATAN memory 732 is also similar to Figure 1, therefore a plurality of polarization of the real part X R represented by the place in (18) to the aforementioned (8), the imaginary part X I component from 732 Corner ▲ ▼
Is obtained. The above is the outline of the operation of the correction value detection unit 720 'in the speed calculation unit in FIG.

位相差平均部710の構成、及び動作は第1図のものと
同様である。すなわち、個々の位相差Δθをそのまま
平均加算する時に生じる誤差を防止するため、上記Δθ
を補正値として(11)式による補正を行なって新たな座
標軸上の原点を▲▼としたときの位相差Δθを平
均加算し、(13)式により元の座標軸上での平均位相差
に変換して▲▼を得る。さらに、▲▼では
なく先の補正値▲▼を平均位相差として採用し、速
度に換算しても良い。
The configuration and operation of the phase difference averaging unit 710 are the same as those in FIG. That is, in order to prevent an error that occurs when the average of the individual phase differences Δθ n is directly added,
Is corrected using equation (11), and the phase difference Δθ m when the origin on the new coordinate axis is set to ▲ ▼ is averaged, and the average phase difference on the original coordinate axis is calculated by equation (13). Convert to get ▲ ▼. Further, the above correction value ▲ ▼ instead of ▲ ▼ may be adopted as the average phase difference and converted into the speed.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上述べた如く、本発明によれば、物体により反射さ
れた超音波パルスを受波して該超音波パルスの位相差を
検出し、位相差を加算平均した後、位相差ベクトルの角
度を検出して、該加算平均位相差(角度)を超音波パル
スの送波間隔で除算して周波数変動を求めることによ
り、前記物体の速度を算出するパルスドプラ計測装置に
おいて、前記位相差の加算平均を行う際に角度差の補正
を行う角度補正手段を設けたので、高い信号対雑音比で
計測が可能なパルスダプラ計測装置を実現できる効果が
ある。
As described above, according to the present invention, an ultrasonic pulse reflected by an object is received, the phase difference between the ultrasonic pulses is detected, the phase difference is averaged, and then the angle of the phase difference vector is detected. Then, the pulse Doppler measurement apparatus for calculating the speed of the object performs the averaging of the phase difference by dividing the averaging phase difference (angle) by the transmission interval of the ultrasonic pulse to obtain a frequency variation. Since the angle correction means for correcting the angle difference is provided at this time, there is an effect that a pulse doubler measurement apparatus capable of measuring with a high signal-to-noise ratio can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すパルスドプラ計測装置
の主要部である速度検出部のブロック構成図、第2図は
実施例のパルスドプラ計測装置全体図、第3図は従来の
各種のドプラ計測装置の特性を示す図、第4図は従来技
術の問題点を説明する図、第5図は本発明の別の実施例
を示すブロック図である。 711,732……ATANメモリ、712……遅延器、713……角度
補正器、714,722,723……加算平均器、721……正負判別
及び個数カウント器、724,726……COSメモリ、725,727
……SINメモリ、715,728,729,,730,731……加算器、2
……送波回路、3……受波回路、4は位相比較器、5…
…A/D本換器、6……MTIフィルタ、7……速度検出部、
8……スイッチ、9……制御部、10……除算器、11……
表示部、12……操作卓。
FIG. 1 is a block diagram of a speed detector, which is a main part of a pulse Doppler measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an overall view of the pulse Doppler measuring apparatus of the embodiment, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing characteristics of a measuring device, FIG. 4 is a diagram for explaining a problem of the prior art, and FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. 711,732 …… ATAN memory, 712 …… Delay device, 713 …… Angle corrector, 714,722,723 …… Average averaging device, 721 …… Positive / negative discrimination and counting device, 724,726 …… COS memory, 725,727
... SIN memory, 715,728,729,730,731 ... Adder, 2
…… Transmission circuit, 3… Reception circuit, 4 is phase comparator, 5…
... A / D converter, 6 ... MTI filter, 7 ... Speed detector,
8 switch, 9 control unit, 10 divider, 11
Display, 12 ... Operation console.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−320048(JP,A) 特開 平1−212541(JP,A) 特開 昭64−37936(JP,A) 特開 昭61−25527(JP,A) 特許2704414(JP,B2) 特許2714042(JP,B2) 特許2714067(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 15/00 - 15/96 G01S 7/52 - 7/66 A61B 8/06Continuation of the front page (56) References JP-A-1-320048 (JP, A) JP-A-1-212541 (JP, A) JP-A-64-37936 (JP, A) JP-A-61-25527 (JP) , A) Patent 2704414 (JP, B2) Patent 2714042 (JP, B2) Patent 2714067 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01S 15/00-15/96 G01S 7 / 52-7/66 A61B 8/06

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】所定の間隔で検査対象に繰り返し超音波パ
ルスを送波し、前記検査対象からの反射波を受波し、受
信した反射波から受信信号を生成する送受波手段と、前
記受波信号が生成される毎に、前記受波信号の位相を表
わす位相ベクトルを生成する位相検出手段と、前記位相
ベクトルが生成される毎に、先に生成された前記位相ベ
クトルと現在の前記位相ベクトルとの間の位相差値を生
成する位相差検出手段と、前記位相差検出手段から出力
される複数の前記位相差値を、正の値のをもつ第1群
と、負の値をもつ第2群とに分類する手段と、前記第1
郡に属する位相差値と、前記第2群に属する位相差値か
ら第1の全平均値を求めめる手段と、前記第1の全平均
値を流速に変換する手段とを有することを特徴とするパ
ルスドプラ計測装置。
A transmitting / receiving means for transmitting an ultrasonic pulse repeatedly to a test object at a predetermined interval, receiving a reflected wave from the test object, and generating a reception signal from the received reflected wave; Each time a wave signal is generated, a phase detecting means for generating a phase vector representing the phase of the received signal, and each time the phase vector is generated, the previously generated phase vector and the current phase A phase difference detection means for generating a phase difference value between the vector, a plurality of the phase difference values output from the phase difference detection means, a first group having a positive value, and a negative value Means for classifying into the second group;
A phase difference value belonging to the county, a means for obtaining a first total average value from the phase difference values belonging to the second group, and means for converting the first total average value into a flow velocity. Pulse Doppler measurement device.
【請求項2】請求項1に記載のパルスドプラ計測装置に
おいて、前記位相差検出手段から出力される位相差値
を、前記第1の全平均値の方向を参照軸と見なす新しい
極座標における角度に変換する手段と、前記新しい極座
標における角度に基づいて、前記位相差検出手段から出
力される位相差値の第2の全平均値を算出する手段とを
有し、前記流速に変換する手段は、少なくとも前記第
1、前記第2の全平均値の1つを流速に変換することを
特徴とするパルスドプラ計測装置。
2. A pulse Doppler measuring apparatus according to claim 1, wherein a phase difference value output from said phase difference detecting means is converted into an angle in a new polar coordinate system in which a direction of said first total average value is regarded as a reference axis. Means for calculating, based on the angle in the new polar coordinates, means for calculating a second total average value of the phase difference values output from the phase difference detection means, wherein the means for converting to the flow velocity is at least A pulse Doppler measuring apparatus, wherein one of the first and second total average values is converted into a flow velocity.
【請求項3】所定の間隔で検査対象に繰り返し超音波パ
ルスを送波し、前記検査対象からの反射波を受波し、受
信した反射波から受信信号を生成する送受信波手段と、
前記受波信号が生成される毎に、前記受波信号の位相を
表わす位相ベクトルを生成する位相検出手段と、前記位
相ベクトルが生成される毎に、先に生成された前記位相
ベクトルと現在の前記位相ベクトルとの間の位相差値を
生成する位相差検出手段と、前記位相差検出手段から出
力される複数の前記位相差値を、正の値のをもつ第1群
と、負の値をもつ第2群とに分類する手段と、前記第1
群に属する位相差値から第1の平均角度を求め、該第1
の平均角度の余弦値及び正弦値を求める手段と、前記第
2群に属する位相差値から第2の平均角度を求め、該第
2の平均角度の余弦値及び正弦値を求める手段と、前記
第1の平均角度の余弦値と前記第1群に属する位相差値
の個数に等しい第1の荷重係数との積である第1の積
を、前記第2の平均角度の余弦値と前記第2群に属する
位相差値の個数に等しい第2の荷重係数との積である第
2の積に加算して、前記第1及び前記第2の平均角度の
余弦値の荷重和を求める手段と、前記第1の平均角度の
正弦値と前記第1の荷重係数との積である第3の積を、
前記第2の平均角度の正弦値と前記第2の荷重係数との
積である第4の積に加算して、前記第1及び前記第2の
平均角度の正弦値の荷重和を求める手段と、前記余弦値
の荷重和に等しい実部と、前記正弦値の荷重和に等しい
虚部とをもつベクトルの偏角であり、前記位相差検出手
段から出力される位相差値の第1の全平均値を求める手
段と、前記第1の全平均値を流速に変換する手段とを有
することを特徴とするパルスドプラ計測装置。
3. Transmitter / receiver means for repeatedly transmitting an ultrasonic pulse to a test object at predetermined intervals, receiving a reflected wave from the test object, and generating a reception signal from the received reflected wave;
Each time the received signal is generated, a phase detecting means for generating a phase vector representing the phase of the received signal, and each time the phase vector is generated, the previously generated phase vector and the current A phase difference detecting means for generating a phase difference value between the phase vector and a plurality of the phase difference values output from the phase difference detecting means, a first group having a positive value, and a negative value Means for classifying into the second group having
Calculating a first average angle from the phase difference values belonging to the group;
Means for calculating a cosine value and a sine value of an average angle of the second group, means for obtaining a second average angle from the phase difference values belonging to the second group, and obtaining a cosine value and a sine value of the second average angle; The first product, which is the product of the cosine value of the first average angle and the first load coefficient equal to the number of the phase difference values belonging to the first group, is calculated as the cosine value of the second average angle and the second product. Means for adding to a second product which is a product of a second load coefficient equal to the number of phase difference values belonging to the second group to obtain a load sum of the cosine values of the first and second average angles; , A third product that is the product of the sine value of the first average angle and the first load coefficient,
Means for adding to a fourth product that is a product of the sine value of the second average angle and the second load coefficient to obtain a load sum of the sine values of the first and second average angles; , The declination of a vector having a real part equal to the load sum of the cosine value and an imaginary part equal to the load sum of the sine value, and a first total of the phase difference values output from the phase difference detection means. A pulse Doppler measuring apparatus comprising: means for calculating an average value; and means for converting the first total average value into a flow velocity.
【請求項4】請求項3に記載のパルスドプラ計測装置に
おいて、前記位相差検出手段から出力される位相差値
を、前記第1の全平均値の方向を参照軸と見なす新しい
極座標における角度に変換する手段と、前記新しい極座
標において角度を加算し平均する加算平均手段と、該加
算平均手段からの出力を、前記位相差検出手段から出力
される位相差値の第2の全平均値である、前記位相差検
出手段から出力される位相差値のもとの極座標における
角度に変換する手段とを有し、前記流速に変換する手段
は、少なくとも前記第1、前記第2の全平均値の1つを
流速に変換することを特徴とするパルスドプラ計測装
置。
4. The pulse Doppler measuring apparatus according to claim 3, wherein the phase difference value output from the phase difference detecting means is converted into an angle in a new polar coordinate system in which the direction of the first total average value is regarded as a reference axis. Means, an averaging means for adding and averaging angles in the new polar coordinates, and an output from the averaging means being a second total average value of the phase difference values output from the phase difference detecting means. Means for converting the phase difference value output from the phase difference detection means into an angle in the original polar coordinates, wherein the means for converting into the flow velocity is at least one of the first and second total average values. A pulse Doppler measuring device that converts one into a flow velocity.
【請求項5】所定の間隔で検査対象に繰り返し超音波パ
ルスを送波し、前記検査対象からの反射波を受波し、受
信した反射波から受信信号を生成する送受波手段と、前
記受波信号が生成される毎に、前記受波信号の位相を表
わす位相ベクトルを生成する位相検出手段と、前記位相
ベクトルが生成される毎に、前記受波信号のパワーを表
わすパワー値を検出する手段と、前記位相ベクトルが生
成される毎に、先に生成された前記位相ベクトルと現在
の前記位相ベクトルとの間の位相差値を生成する位相差
検出手段と、前記位相差検出手段から出力される複数の
前記位相差値を、正の値のをもつ第1群と、負の値をも
つ第2群とに分類する手段と、前記第1群に属する位相
差値に前記パワー値を検出する手段から出力される前記
パワー値対応させて重み付けして第1の平均角度を求
め、該第1の平均角度の余弦値及び正弦値を求める手段
と、前記第2群に属する位相差値に前記パワー値を検出
する手段から出力される前記パワー値対応させて重み付
けして第2の平均角度を求め、該第2の平均角度の余弦
値及び正弦値を求める手段と、前記第1の平均角度の余
弦値と、前記第1群に属する位相差値に対応する、前記
パワー値を検出する手段から出力される前記パワー値の
和に等しい第1の和との積である第1の積を、前記第2
の平均角度の余弦値と、前記第2群に属する位相差値に
対応する、前記パワー値を検出する手段から出力される
前記パワー値の和に等しい第2の和との積である第2の
積に加算して、前記第1及び前記第2の平均角度の余弦
値の荷重和を求める手段と、前記第1の平均角度の正弦
値と前記第1の和との積である第3の積を、前記第2の
平均角度の正弦値と前記第2の和との積である第4の積
に加算して、前記第1及び前記第2の平均角度の正弦値
の荷重和を求める手段と、前記余弦値の荷重和に等しい
実部と、前記正弦値の荷重和に等しい虚部とをもつベク
トルの偏角であり、前記位相差検出手段から出力される
位相差値の第1の全平均値を求める手段と、前記第1の
全平均値を流速に変換する手段とを有することを特徴と
するパルスドプラ計測装置。
5. A transmission / reception means for repeatedly transmitting an ultrasonic pulse to a test object at predetermined intervals, receiving a reflected wave from the test object, and generating a reception signal from the received reflected wave; A phase detector that generates a phase vector representing the phase of the received signal each time a wave signal is generated, and detects a power value that represents the power of the received signal each time the phase vector is generated Means, a phase difference detecting means for generating a phase difference value between the previously generated phase vector and the current phase vector each time the phase vector is generated, and an output from the phase difference detecting means. Means for classifying the plurality of phase difference values into a first group having a positive value and a second group having a negative value, and applying the power value to the phase difference value belonging to the first group. Corresponding to the power value output from the detecting means. Means for obtaining a first average angle by weighting, for obtaining a cosine value and a sine value of the first average angle, and for outputting the power value to a phase difference value belonging to the second group. Means for obtaining a second average angle by weighting in correspondence with the power value, obtaining a cosine value and a sine value of the second average angle, belonging to the first group, and a cosine value of the first average angle A first product corresponding to a phase difference value, which is a product of a first sum equal to a sum of the power values output from the power value detecting means, is calculated by the second product.
And the second sum equal to the sum of the power values output from the power value detecting means, corresponding to the phase difference values belonging to the second group, Means for obtaining the load sum of the cosine values of the first and second average angles, and a third product which is the product of the sine value of the first average angle and the first sum. Is added to a fourth product that is the product of the sine value of the second average angle and the second sum, and the load sum of the sine values of the first and second average angles is calculated. Means for determining, a declination of a vector having a real part equal to the load sum of the cosine value and an imaginary part equal to the load sum of the sine value, 1. A pulse Doppler comprising: means for obtaining a total average value of the first parameter; and means for converting the first total average value into a flow velocity. Measuring apparatus.
【請求項6】請求項5に記載のパルスドプラ計測装置に
おいて、前記位相差検出手段から出力される位相差値
を、前記第1の全平均値の方向を参照軸と見なす新しい
極座標における角度に変換する手段と、前記新しい極座
標における角度を加算平均する手段と、該加算平均する
手段の出力を、前記位相差検出手段から出力される位相
差値の第2の全平均値である、前記位相差検出手段から
出力される前記位相差のもとの極座標における値に変換
する手段とを有し、前記流速に変換する手段は、少なく
とも前記第1、前記第2の全平均値の1つを流速に変換
することを特徴とするパルスドプラ計測装置。
6. A pulse Doppler measuring apparatus according to claim 5, wherein a phase difference value output from said phase difference detecting means is converted into an angle in a new polar coordinate system in which a direction of said first total average value is regarded as a reference axis. Means for adding and averaging angles in the new polar coordinates; and outputting the output of the means for adding and averaging the phase difference as a second total average value of the phase difference values output from the phase difference detecting means. Means for converting the phase difference output from the detection means into a value in the original polar coordinates, wherein the means for converting into the flow velocity comprises at least one of the first and second total average values. A pulse Doppler measurement device characterized in that the measurement is converted into a pulse Doppler.
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