JP3347431B2 - 信号処理方法及び信号処理装置 - Google Patents
信号処理方法及び信号処理装置Info
- Publication number
- JP3347431B2 JP3347431B2 JP28486693A JP28486693A JP3347431B2 JP 3347431 B2 JP3347431 B2 JP 3347431B2 JP 28486693 A JP28486693 A JP 28486693A JP 28486693 A JP28486693 A JP 28486693A JP 3347431 B2 JP3347431 B2 JP 3347431B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- delay
- inverting
- input
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は信号処理方法及び信号処
理装置の改良に関し、外来ノイズの影響に配慮され、特
に超音波信号処理に好適な信号処理方法及び信号処理装
置に関する。
理装置の改良に関し、外来ノイズの影響に配慮され、特
に超音波信号処理に好適な信号処理方法及び信号処理装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】微弱な信号を増幅する信号処理において
は、外来ノイズが混入することによるＳＮ比の低下が問
題になる。
は、外来ノイズが混入することによるＳＮ比の低下が問
題になる。
【０００３】ここで、複数の入力信号を複数チャネルの
増幅器で増幅する超音波診断装置を例にして、そのノイ
ズ対策について説明する。超音波診断装置では、複数の
トランスデューサからの微弱な受信信号をそれぞれ複数
チャネルの増幅器で増幅した後に加算する構成になって
いる。一般には、チャネル数は３２，６４，１２８等で
ある。
増幅器で増幅する超音波診断装置を例にして、そのノイ
ズ対策について説明する。超音波診断装置では、複数の
トランスデューサからの微弱な受信信号をそれぞれ複数
チャネルの増幅器で増幅した後に加算する構成になって
いる。一般には、チャネル数は３２，６４，１２８等で
ある。
【０００４】図４は一般的な超音波診断装置の受信信号
の増幅部分の構成を示す構成図である。この図４におい
て、被検体から反射してくる超音波信号をトランスデュ
ーサ１ａ〜１ｄで検出し、このように検出された微弱な
信号をプリアンプ２ａ〜２ｄで増幅する。更に、このプ
リアンプ２ａ〜２ｄの出力を可変ゲインアンプ３ａ〜３
ｄにより所望のゲインで増幅し、これを遅延加算回路４
ａ，４ｂで所定の遅延を与えながら加算する。そして、
この遅延換算回路４ａ，４ｂの出力を加算回路５で加算
して単一の出力信号を得るようにしている。
の増幅部分の構成を示す構成図である。この図４におい
て、被検体から反射してくる超音波信号をトランスデュ
ーサ１ａ〜１ｄで検出し、このように検出された微弱な
信号をプリアンプ２ａ〜２ｄで増幅する。更に、このプ
リアンプ２ａ〜２ｄの出力を可変ゲインアンプ３ａ〜３
ｄにより所望のゲインで増幅し、これを遅延加算回路４
ａ，４ｂで所定の遅延を与えながら加算する。そして、
この遅延換算回路４ａ，４ｂの出力を加算回路５で加算
して単一の出力信号を得るようにしている。
【０００５】このような構成において、プリアンプ２ａ
〜２ｄや可変ゲインアンプ３ａ〜３ｄの入出力部分の配
線パターンで外来ノイズを拾うことがある。このような
段階では信号のレベルも小さいので、ＳＮ比の悪化を避
けることができない。また、信号と同時にノイズも増幅
されることになる。
〜２ｄや可変ゲインアンプ３ａ〜３ｄの入出力部分の配
線パターンで外来ノイズを拾うことがある。このような
段階では信号のレベルも小さいので、ＳＮ比の悪化を避
けることができない。また、信号と同時にノイズも増幅
されることになる。
【０００６】超音波診断装置の場合、特に、ディジタル
ビームフォーマを使用している場合、このディジタル部
分から発生するノイズがプリアンプや可変ゲインアンプ
部分に混入し易い問題がある。
ビームフォーマを使用している場合、このディジタル部
分から発生するノイズがプリアンプや可変ゲインアンプ
部分に混入し易い問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このようなノイズを防
止するためには、信号増幅部分へのシールドの強化やプ
リント基板のグランド強化を行っている。また、同じ装
置内のディジタル回路部分からのノイズが電源を介して
混入することを防止するため、電源フィルタの強化も行
っている。このような対策は、ある程度は効果があるも
のの、ノイズの混入を完全に防止することはできない。
止するためには、信号増幅部分へのシールドの強化やプ
リント基板のグランド強化を行っている。また、同じ装
置内のディジタル回路部分からのノイズが電源を介して
混入することを防止するため、電源フィルタの強化も行
っている。このような対策は、ある程度は効果があるも
のの、ノイズの混入を完全に防止することはできない。
【０００８】特に超音波診断装置においては、複数チャ
ネルの微小信号を増幅するアンプ部分とディジタルビー
ムフォーマ部分とが隣接して配置されているが、このデ
ィジタルビームフォーマから輻射されるノイズがアンプ
部分に混入してＳ／Ｎを低下させることが問題になるこ
とがある。
ネルの微小信号を増幅するアンプ部分とディジタルビー
ムフォーマ部分とが隣接して配置されているが、このデ
ィジタルビームフォーマから輻射されるノイズがアンプ
部分に混入してＳ／Ｎを低下させることが問題になるこ
とがある。
【０００９】また、プリアンプを差動出力とし、可変ゲ
インアンプの入力を差動入力とすることで、ノイズが混
入した場合であってもノイズを打ち消すようにして、そ
の影響をある程度抑えることができる。しかし、このよ
うに、アンプ部を差動出力−差動入力とすることは回路
構成を複雑化する問題を有している。
インアンプの入力を差動入力とすることで、ノイズが混
入した場合であってもノイズを打ち消すようにして、そ
の影響をある程度抑えることができる。しかし、このよ
うに、アンプ部を差動出力−差動入力とすることは回路
構成を複雑化する問題を有している。
【００１０】尚、以上の問題について超音波診断装置を
例にして説明したが、これに限らず、微弱な信号を処理
する回路においても同様の問題が発生している。本発明
は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、外来
ノイズの影響をより小さくする信号処理方法及び信号処
理装置を実現することである。
例にして説明したが、これに限らず、微弱な信号を処理
する回路においても同様の問題が発生している。本発明
は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、外来
ノイズの影響をより小さくする信号処理方法及び信号処
理装置を実現することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記の課題は、第一に、
互いに独立な４つの入力信号のうち第１の入力信号を２
つの非反転増幅器の直列回路によって増幅し、第２の入
力信号を２つの反転増幅器の直列回路によって増幅し
て、それら増幅信号について非反転の遅延加算を行い、
前記４つの入力信号のうち第３の入力信号を非反転増幅
器と反転増幅器をこの順序で直列接続してなる回路によ
って増幅し、第４の入力信号を反転増幅器と非反転増幅
器をこの順序で直列接続してなる回路によって増幅し
て、それら増幅信号について反転の遅延加算を行い、 前
記非反転の遅延加算信号と前記反転の遅延加算信号とを
加算することにより、各段の増幅器の入出力に混入する
外来ノイズを打ち消すことを特徴とする信号処理方法に
より解決され、第２に、互いに独立な４つの入力信号の
うち第１の入力信号を２つの非反転増幅器の直列回路に
よって増幅する第１の増幅手段と、 前記４つの入力信号
のうち第２の入力信号を２つの反転増幅器の直列回路に
よって増幅する第２の増幅手段と、 前記第１の増幅手段
の出力信号および前記第２の増幅手段の出力信号につい
て非反転の遅延加算を行う第１の遅延加算手段と、 前記
４つの入力信号のうち第３の入力信号を非反転増幅器お
よび反転増幅器をこの順序で直列接続してなる回路によ
って増幅する第３の増幅手段と、 前記４つの入力信号の
うち第４の入力信号を反転増幅器および非反転増幅器を
この順序で直列接続してなる回路によって増幅する第４
の増幅手段と、 前記第３の増幅手段の出力信号および前
記第４の増幅手段の出力信号について反転の遅延加算を
行う第２の遅延加算手段と、 前記第１の遅延加算手段の
出力信号および前記第２の遅延加算手段の出力信号を加
算する加算手段とを備え、各段の増幅器の入出力に混入
する外来ノイズを打ち消すことを特徴とする信号処理装
置により解決される。
互いに独立な４つの入力信号のうち第１の入力信号を２
つの非反転増幅器の直列回路によって増幅し、第２の入
力信号を２つの反転増幅器の直列回路によって増幅し
て、それら増幅信号について非反転の遅延加算を行い、
前記４つの入力信号のうち第３の入力信号を非反転増幅
器と反転増幅器をこの順序で直列接続してなる回路によ
って増幅し、第４の入力信号を反転増幅器と非反転増幅
器をこの順序で直列接続してなる回路によって増幅し
て、それら増幅信号について反転の遅延加算を行い、 前
記非反転の遅延加算信号と前記反転の遅延加算信号とを
加算することにより、各段の増幅器の入出力に混入する
外来ノイズを打ち消すことを特徴とする信号処理方法に
より解決され、第２に、互いに独立な４つの入力信号の
うち第１の入力信号を２つの非反転増幅器の直列回路に
よって増幅する第１の増幅手段と、 前記４つの入力信号
のうち第２の入力信号を２つの反転増幅器の直列回路に
よって増幅する第２の増幅手段と、 前記第１の増幅手段
の出力信号および前記第２の増幅手段の出力信号につい
て非反転の遅延加算を行う第１の遅延加算手段と、 前記
４つの入力信号のうち第３の入力信号を非反転増幅器お
よび反転増幅器をこの順序で直列接続してなる回路によ
って増幅する第３の増幅手段と、 前記４つの入力信号の
うち第４の入力信号を反転増幅器および非反転増幅器を
この順序で直列接続してなる回路によって増幅する第４
の増幅手段と、 前記第３の増幅手段の出力信号および前
記第４の増幅手段の出力信号について反転の遅延加算を
行う第２の遅延加算手段と、 前記第１の遅延加算手段の
出力信号および前記第２の遅延加算手段の出力信号を加
算する加算手段とを備え、各段の増幅器の入出力に混入
する外来ノイズを打ち消すことを特徴とする信号処理装
置により解決される。
【００１２】
【作用】互いに独立な４つの入力信号のうち第１の入力
信号を２つの非反転増幅器の直列回路によって増幅し、
第２の入力信号を２つの反転増幅器の直列回路によって
増幅して、それら増幅信号について非反転の遅延加算を
行うので、増幅経路の途中の段階で混入したノイズは打
ち消される。また、４つの入力信号のうち第３の入力信
号を非反転増幅器と反転増幅器をこの順序で直列接続し
てなる回路によって増幅し、第４の入力信号を反転増幅
器と非反転増幅器をこの順序で直列接続してなる回路に
よって増幅して、それら増幅信号について反転の遅延加
算を行うので、増幅経路の途中の段階で混入したノイズ
は打ち消される。さらに、非反転の遅延加算信号と反転
の遅延加算信号とを加算するので、増幅経路の最終段で
混入したノイズも打ち消される。
信号を２つの非反転増幅器の直列回路によって増幅し、
第２の入力信号を２つの反転増幅器の直列回路によって
増幅して、それら増幅信号について非反転の遅延加算を
行うので、増幅経路の途中の段階で混入したノイズは打
ち消される。また、４つの入力信号のうち第３の入力信
号を非反転増幅器と反転増幅器をこの順序で直列接続し
てなる回路によって増幅し、第４の入力信号を反転増幅
器と非反転増幅器をこの順序で直列接続してなる回路に
よって増幅して、それら増幅信号について反転の遅延加
算を行うので、増幅経路の途中の段階で混入したノイズ
は打ち消される。さらに、非反転の遅延加算信号と反転
の遅延加算信号とを加算するので、増幅経路の最終段で
混入したノイズも打ち消される。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例の構成を示す構成
図である。この図１に示す実施例では信号処理装置を超
音波診断装置に用いる場合を例にして説明を行うものと
し、既に説明した図４の構成と同一物には同一番号を付
してある。図４の構成と異なる部分は、各段の途中の増
幅器の入出力の位相が複数の信号のそれぞれで反転する
ように反転増幅器と非反転増幅器とを組み合わせて増幅
し、かつ、増幅手段の最終段で増幅出力信号の位相が一
致するように構成している点である。尚、図１に示す信
号処理装置は一例として４チャネルのトランスデューサ
１ａ〜１ｄで受信した信号を処理する場合の信号処理を
例にして説明を行う。同図に示すように、トランスデュ
ーサ１ａで受信した信号を増幅する回路は非反転のプリ
アンプ１２ａと非反転の可変ゲインアンプ１３ａの直列
回路で構成され、トランスデューサ１ｂで受信した信号
を増幅する回路は反転のプリアンプ１２ｂと反転の可変
ゲインアンプ１３ｂの直列回路で構成され、トランスデ
ューサ１ｃで受信した信号を増幅する回路は非反転のプ
リアンプ１２ｃと反転の可変ゲインアンプ１３ｃの直列
回路で構成され、トランスデューサ１ｄで受信した信号
を増幅する回路は反転のプリアンプ１２ｄと非反転の可
変ゲインアンプ１３ｄの直列回路で構成される。 可変ゲ
インアンプ１３ａの出力信号および可変ゲインアンプ１
３ｂの出力信号は非反転の遅延加算回路１４ａに入力さ
れ、可変ゲインアンプ１３ｃの出力信号および可変ゲイ
ンアンプ１３ｄの出力信号は反転の遅延加算回路１４ｂ
に入力される。そして、遅延加算回路１４ａの出力信号
および遅延加算回路１４ｂの出力信号が加算回路５に入
力される。
に説明する。図１は本発明の一実施例の構成を示す構成
図である。この図１に示す実施例では信号処理装置を超
音波診断装置に用いる場合を例にして説明を行うものと
し、既に説明した図４の構成と同一物には同一番号を付
してある。図４の構成と異なる部分は、各段の途中の増
幅器の入出力の位相が複数の信号のそれぞれで反転する
ように反転増幅器と非反転増幅器とを組み合わせて増幅
し、かつ、増幅手段の最終段で増幅出力信号の位相が一
致するように構成している点である。尚、図１に示す信
号処理装置は一例として４チャネルのトランスデューサ
１ａ〜１ｄで受信した信号を処理する場合の信号処理を
例にして説明を行う。同図に示すように、トランスデュ
ーサ１ａで受信した信号を増幅する回路は非反転のプリ
アンプ１２ａと非反転の可変ゲインアンプ１３ａの直列
回路で構成され、トランスデューサ１ｂで受信した信号
を増幅する回路は反転のプリアンプ１２ｂと反転の可変
ゲインアンプ１３ｂの直列回路で構成され、トランスデ
ューサ１ｃで受信した信号を増幅する回路は非反転のプ
リアンプ１２ｃと反転の可変ゲインアンプ１３ｃの直列
回路で構成され、トランスデューサ１ｄで受信した信号
を増幅する回路は反転のプリアンプ１２ｄと非反転の可
変ゲインアンプ１３ｄの直列回路で構成される。 可変ゲ
インアンプ１３ａの出力信号および可変ゲインアンプ１
３ｂの出力信号は非反転の遅延加算回路１４ａに入力さ
れ、可変ゲインアンプ１３ｃの出力信号および可変ゲイ
ンアンプ１３ｄの出力信号は反転の遅延加算回路１４ｂ
に入力される。そして、遅延加算回路１４ａの出力信号
および遅延加算回路１４ｂの出力信号が加算回路５に入
力される。
【００１４】図２は図１に示した構成の信号処理装置を
用いて信号処理を実行した場合の動作を示すシーケンス
図である。このように構成された本実施例の超音波診断
装置の動作、すなわち信号処理装置の動作及び信号処理
方法を図２のシーケンス図を参照して説明する。
用いて信号処理を実行した場合の動作を示すシーケンス
図である。このように構成された本実施例の超音波診断
装置の動作、すなわち信号処理装置の動作及び信号処理
方法を図２のシーケンス図を参照して説明する。
【００１５】各チャネルのトランスデューサ１ａ〜１ｄ
で超音波信号を変換して得られた信号は、それぞれプリ
アンプ１２ａ〜１２ｄにより増幅される。ここで、プリ
アンプ１２ａ，１２ｃは非反転増幅を行っており、プリ
アンプ１２ｂ，１２ｄは反転増幅を行っている。
で超音波信号を変換して得られた信号は、それぞれプリ
アンプ１２ａ〜１２ｄにより増幅される。ここで、プリ
アンプ１２ａ，１２ｃは非反転増幅を行っており、プリ
アンプ１２ｂ，１２ｄは反転増幅を行っている。
【００１６】そして、それぞれのプリアンプ１２ａ〜１
２ｄの出力信号は、可変ゲインアンプ１３ａ〜１３ｄに
て所定の利得が得られるように増幅される。ここでは、
可変ゲインアンプ１３ａ，１３ｄが非反転増幅を行って
おり、可変ゲインアンプ１３ｂ，１３ｃが反転増幅を行
っている（図２ステップ１）。
２ｄの出力信号は、可変ゲインアンプ１３ａ〜１３ｄに
て所定の利得が得られるように増幅される。ここでは、
可変ゲインアンプ１３ａ，１３ｄが非反転増幅を行って
おり、可変ゲインアンプ１３ｂ，１３ｃが反転増幅を行
っている（図２ステップ１）。
【００１７】可変ゲインアンプ１３ａ，１３ｂの出力信
号は遅延加算回路１４ａにおいて所定の遅延を与えられ
つつ加算される。同様にして、可変ゲインアンプ１３
ｃ，１３ｄの出力信号は遅延加算回路１４ｂにおいて所
定の遅延を与えられつつ加算される。ここでは、遅延加
算回路１４ａが非反転の遅延加算を行い、遅延加算回路
１４ｂが反転の遅延加算を行う。すなわち、この遅延加
算の出力信号においては、元の入力信号の極性に戻すよ
うにする（図２ステップ２）。詳しく説明すると、遅延
加算回路１４ａに入力される２つの入力信号は、それぞ
れ、トランスデューサ１ａおよびトランスデューサ１ｂ
からの入力信号と同極性になり、それらについて非反転
の遅延加算が行われることにより同極性の出力信号が得
られる。一方、遅延加算回路１４ｂに入力される２つの
入力信号は、それぞれ、トランスデューサ１ｃおよびト
ランスデューサ１ｄからの入力信号とは逆極性になり、
それらについて反転の遅延加算が行われることにより、
トランスデューサ１ｃおよびトランスデューサ１ｄから
の入力信号と同極性の出力信号が得られる。すなわち、
遅延加算の出力信号においては元の入力信号の極性が回
復する。
号は遅延加算回路１４ａにおいて所定の遅延を与えられ
つつ加算される。同様にして、可変ゲインアンプ１３
ｃ，１３ｄの出力信号は遅延加算回路１４ｂにおいて所
定の遅延を与えられつつ加算される。ここでは、遅延加
算回路１４ａが非反転の遅延加算を行い、遅延加算回路
１４ｂが反転の遅延加算を行う。すなわち、この遅延加
算の出力信号においては、元の入力信号の極性に戻すよ
うにする（図２ステップ２）。詳しく説明すると、遅延
加算回路１４ａに入力される２つの入力信号は、それぞ
れ、トランスデューサ１ａおよびトランスデューサ１ｂ
からの入力信号と同極性になり、それらについて非反転
の遅延加算が行われることにより同極性の出力信号が得
られる。一方、遅延加算回路１４ｂに入力される２つの
入力信号は、それぞれ、トランスデューサ１ｃおよびト
ランスデューサ１ｄからの入力信号とは逆極性になり、
それらについて反転の遅延加算が行われることにより、
トランスデューサ１ｃおよびトランスデューサ１ｄから
の入力信号と同極性の出力信号が得られる。すなわち、
遅延加算の出力信号においては元の入力信号の極性が回
復する。
【００１８】この後に、加算回路５により遅延加算回路
１４ａ，１４ｂの出力信号を加算して外部に出力する。
ここで、プリアンプ１２ａ〜１２ｄの出力と可変ゲイン
アンプ１３ａ〜１３ｄの入力側との間にノイズが混入す
る場合を考える。
１４ａ，１４ｂの出力信号を加算して外部に出力する。
ここで、プリアンプ１２ａ〜１２ｄの出力と可変ゲイン
アンプ１３ａ〜１３ｄの入力側との間にノイズが混入す
る場合を考える。
【００１９】トランスデューサ１ａ，１ｂに同一振幅，
同一位相の信号が得られているとすると、プリアンプ１
２ａ，１２ｂでそれぞれ非反転，反転増幅され、同じノ
イズが混入し、更に、可変ゲインアンプ１３ａ，１３ｂ
でそれぞれ非反転，反転増幅される。この可変ゲインア
ンプ１３ａの出力信号を図３（ａ）に示し、可変ゲイン
アンプ１３ｂの出力信号を図３（ｂ）に示す。トランス
デューサ１ａからの入力信号は２回の非反転増幅により
同極性で出力される。途中で混入したノイズは１回の非
反転増幅により同極性で出力される。トランスデューサ
１ｂからの入力信号は２回の反転増幅により同極性で出
力される。途中で混入したノイズは１回の反転増幅によ
り逆極性で出力される。この図３（ａ），（ｂ）に示し
た信号波形を比較すると、同一の入力信号に対して反転
した波形のノイズが混入している様子がわかる。この状
態の信号を遅延加算回路１４ａで遅延加算するが、遅延
量を０とした場合、加算された信号は図３（ｃ）に示す
ようになる。すなわち、ノイズ成分のみ相殺された信号
が得られる。遅延量が０でない場合はノイズ成分の相殺
は不完全なものとなるが、超音波診断装置においては、
隣接するチャンネル間の遅延量が小さいので、ノイズの
かなりの部分を打ち消すことができる。尚、この図３で
は、説明を簡略化するために遅延加算回路１４ａの入出
力で信号の振幅を等しくしたものを図示している。プリ
アンプ１２ｃ，１２ｄ、可変ゲインアンプ１３ｃ，１３
ｄおよび遅延加算回路１４ｂからなる回路についていえ
ば、トランスデューサ１ｃからの入力信号は先ず非反転
増幅され次に反転増幅されることにより逆極性で出力さ
れる。途中で混入したノイズは１回の反転増幅により逆
極性で出力される。これによって、図３（ａ）に示した
信号の極性を逆にしたものに相当する出力信号が得られ
る。トランスデューサ１ｄからの入力信号は先ず反転増
幅され次に非反転増幅されることにより逆極性で出力さ
れる。途中で混入したノイズは１回の非反転増幅により
同極性で出力される。これによって、図３（ｂ）に示し
た信号の極性を逆にしたものに相当する出力信号が得ら
れる。 これらの信号について遅延加算回路１４ｂで反転
の遅延加算を行うので、遅延量を０とした場合、加算さ
れた信号は図３（ｃ）に示したものと同様になり、ノ イ
ズ成分のみ相殺された信号が得られる。遅延量が０でな
い場合はノイズ成分の相殺は不完全なものとなるが、超
音波診断装置においては、隣接するチャンネル間の遅延
量が小さいので、ノイズのかなりの部分を打ち消すこと
ができる。
同一位相の信号が得られているとすると、プリアンプ１
２ａ，１２ｂでそれぞれ非反転，反転増幅され、同じノ
イズが混入し、更に、可変ゲインアンプ１３ａ，１３ｂ
でそれぞれ非反転，反転増幅される。この可変ゲインア
ンプ１３ａの出力信号を図３（ａ）に示し、可変ゲイン
アンプ１３ｂの出力信号を図３（ｂ）に示す。トランス
デューサ１ａからの入力信号は２回の非反転増幅により
同極性で出力される。途中で混入したノイズは１回の非
反転増幅により同極性で出力される。トランスデューサ
１ｂからの入力信号は２回の反転増幅により同極性で出
力される。途中で混入したノイズは１回の反転増幅によ
り逆極性で出力される。この図３（ａ），（ｂ）に示し
た信号波形を比較すると、同一の入力信号に対して反転
した波形のノイズが混入している様子がわかる。この状
態の信号を遅延加算回路１４ａで遅延加算するが、遅延
量を０とした場合、加算された信号は図３（ｃ）に示す
ようになる。すなわち、ノイズ成分のみ相殺された信号
が得られる。遅延量が０でない場合はノイズ成分の相殺
は不完全なものとなるが、超音波診断装置においては、
隣接するチャンネル間の遅延量が小さいので、ノイズの
かなりの部分を打ち消すことができる。尚、この図３で
は、説明を簡略化するために遅延加算回路１４ａの入出
力で信号の振幅を等しくしたものを図示している。プリ
アンプ１２ｃ，１２ｄ、可変ゲインアンプ１３ｃ，１３
ｄおよび遅延加算回路１４ｂからなる回路についていえ
ば、トランスデューサ１ｃからの入力信号は先ず非反転
増幅され次に反転増幅されることにより逆極性で出力さ
れる。途中で混入したノイズは１回の反転増幅により逆
極性で出力される。これによって、図３（ａ）に示した
信号の極性を逆にしたものに相当する出力信号が得られ
る。トランスデューサ１ｄからの入力信号は先ず反転増
幅され次に非反転増幅されることにより逆極性で出力さ
れる。途中で混入したノイズは１回の非反転増幅により
同極性で出力される。これによって、図３（ｂ）に示し
た信号の極性を逆にしたものに相当する出力信号が得ら
れる。 これらの信号について遅延加算回路１４ｂで反転
の遅延加算を行うので、遅延量を０とした場合、加算さ
れた信号は図３（ｃ）に示したものと同様になり、ノ イ
ズ成分のみ相殺された信号が得られる。遅延量が０でな
い場合はノイズ成分の相殺は不完全なものとなるが、超
音波診断装置においては、隣接するチャンネル間の遅延
量が小さいので、ノイズのかなりの部分を打ち消すこと
ができる。
【００２０】このように信号処理回路の各段で途中の増
幅の入出力段階での位相が複数の信号のそれぞれで反転
するように反転増幅と非反転増幅とを組み合わせて増幅
し、かつ、増幅手段の最終段で増幅出力信号の位相が一
致するように加算することにより、信号が反転状態にな
っている各段の増幅器の入出力に混入する外来ノイズ
は、加算の段階では位相が相補的なものになるため相殺
することが可能になる。
幅の入出力段階での位相が複数の信号のそれぞれで反転
するように反転増幅と非反転増幅とを組み合わせて増幅
し、かつ、増幅手段の最終段で増幅出力信号の位相が一
致するように加算することにより、信号が反転状態にな
っている各段の増幅器の入出力に混入する外来ノイズ
は、加算の段階では位相が相補的なものになるため相殺
することが可能になる。
【００２１】同様に、４チャンネルのうち一方の２チャ
ンネルと他方の２チャンネルでは増幅手段の最終段での
位相関係が互いに逆になっているので、可変ゲインアン
プ１３ａ，１３ｂと遅延加算回路１４ａの間および可変
ゲインアンプ１３ｃ，１３ｄと遅延加算回路１４ｂとの
間に外来ノイズが混入した場合でも、遅延加算回路１４
ａが非反転の遅延加算であり、遅延加算回路１４ｂが反
転の遅延加算であることにより、両遅延加算回路の出力
信号において外来ノイズの位相が相補的なものになるた
め、加算回路５で加算を行うことで外来ノイズを相殺す
ることが可能になる。ただし、遅延加算回路１４ａ，１
４ｂの遅延量が０でないときは相殺は不完全となるが、
前述の理由により実効的なノイズ低減効果は大きい。
ンネルと他方の２チャンネルでは増幅手段の最終段での
位相関係が互いに逆になっているので、可変ゲインアン
プ１３ａ，１３ｂと遅延加算回路１４ａの間および可変
ゲインアンプ１３ｃ，１３ｄと遅延加算回路１４ｂとの
間に外来ノイズが混入した場合でも、遅延加算回路１４
ａが非反転の遅延加算であり、遅延加算回路１４ｂが反
転の遅延加算であることにより、両遅延加算回路の出力
信号において外来ノイズの位相が相補的なものになるた
め、加算回路５で加算を行うことで外来ノイズを相殺す
ることが可能になる。ただし、遅延加算回路１４ａ，１
４ｂの遅延量が０でないときは相殺は不完全となるが、
前述の理由により実効的なノイズ低減効果は大きい。
【００２２】尚、このような回路構成では遅延加算回路
１４ａ，１４ｂの出力段で混入した外来ノイズを除去す
ることはできないが、この段階では目的の信号は増幅お
よび加算されて信号レベルが十分大きくなっており、ノ
イズの影響をあまり考える必要はなくなる。
１４ａ，１４ｂの出力段で混入した外来ノイズを除去す
ることはできないが、この段階では目的の信号は増幅お
よび加算されて信号レベルが十分大きくなっており、ノ
イズの影響をあまり考える必要はなくなる。
【００２３】以上の実施例では、４チャネルのトランス
デューサを用いた場合を例にしたが、ノイズを相補的に
除去するには２の倍数に相当するチャネルであれば良
い。また、チャネル数が多くなった場合には、遅延加算
回路の出力信号の全てを一つの加算回路で加算する構成
にしても良く、また、２組の信号毎に加算回路を組み合
わせて加算する構成にしても良い。このように多数の加
算回路を組み合わせて加算をおこなう場合には、それぞ
れの信号で反転と非反転とを組み合わせてノイズを除去
するようにすることも可能である。
デューサを用いた場合を例にしたが、ノイズを相補的に
除去するには２の倍数に相当するチャネルであれば良
い。また、チャネル数が多くなった場合には、遅延加算
回路の出力信号の全てを一つの加算回路で加算する構成
にしても良く、また、２組の信号毎に加算回路を組み合
わせて加算する構成にしても良い。このように多数の加
算回路を組み合わせて加算をおこなう場合には、それぞ
れの信号で反転と非反転とを組み合わせてノイズを除去
するようにすることも可能である。
【００２４】尚、実際の超音波診断装置の動作状態にお
いては、遅延加算回路での遅延時間が各エレメント毎に
異なることにより、エレメント相互の遅延時間差が大き
いときには同相のノイズ同士が加算されることはないの
で問題とならず、エレメント相互の遅延時間差が小さい
ときには従来の装置では各エレメントで混入したノイズ
が加算されることによりノイズの影響が大きくなってい
たが、本発明はこのような場合にノイズ除去の効果を顕
著に奏するものである。
いては、遅延加算回路での遅延時間が各エレメント毎に
異なることにより、エレメント相互の遅延時間差が大き
いときには同相のノイズ同士が加算されることはないの
で問題とならず、エレメント相互の遅延時間差が小さい
ときには従来の装置では各エレメントで混入したノイズ
が加算されることによりノイズの影響が大きくなってい
たが、本発明はこのような場合にノイズ除去の効果を顕
著に奏するものである。
【００２５】また、本発明では、プリアンプや可変ゲイ
ンアンプ等に差動入出力型の回路を使用しないので、回
路構成は簡易である。以上の実施例は超音波診断装置を
例にして説明を行ってきたが、これ以外にも複数の信号
を同一機能の回路ブロックにより処理する各種信号処理
装置や信号処理方法に本実施例のノイズ除去技術を使用
することができる。
ンアンプ等に差動入出力型の回路を使用しないので、回
路構成は簡易である。以上の実施例は超音波診断装置を
例にして説明を行ってきたが、これ以外にも複数の信号
を同一機能の回路ブロックにより処理する各種信号処理
装置や信号処理方法に本実施例のノイズ除去技術を使用
することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明で
は、互いに独立な４つの入力信号のうち第１の入力信号
を２つの非反転増幅器の直列回路によって増幅し、第２
の入力信号を２つの反転増幅器の直列回路によって増幅
して、それら増幅信号について非反転の遅延加算を行う
ので、増幅経路の途中の段階で混入したノイズは打ち消
される。 また、４つの入力信号のうち第３の入力信号を
非反転増幅器と反転増幅器をこの順序で直列接続してな
る回路によって増幅し、第４の入力信号を反転増幅器と
非反転増幅器をこの順序で直列接続してなる回路によっ
て増幅して、それら増幅信号について反転の遅延加算を
行うので、増幅経路の途中の段階で混入したノイズは打
ち消される。さらに、非反転の遅延加算信号と反転の遅
延加算信号とを加算するので、４つの増幅経路の最終段
で混入したノイズも打ち消される。 これによって、４チ
ャンネルの入力信号の増幅経路の途中の段階および最終
段で混入する外来ノイズの影響をより小さくする信号処
理装置及び信号処理方法が実現できる。
は、互いに独立な４つの入力信号のうち第１の入力信号
を２つの非反転増幅器の直列回路によって増幅し、第２
の入力信号を２つの反転増幅器の直列回路によって増幅
して、それら増幅信号について非反転の遅延加算を行う
ので、増幅経路の途中の段階で混入したノイズは打ち消
される。 また、４つの入力信号のうち第３の入力信号を
非反転増幅器と反転増幅器をこの順序で直列接続してな
る回路によって増幅し、第４の入力信号を反転増幅器と
非反転増幅器をこの順序で直列接続してなる回路によっ
て増幅して、それら増幅信号について反転の遅延加算を
行うので、増幅経路の途中の段階で混入したノイズは打
ち消される。さらに、非反転の遅延加算信号と反転の遅
延加算信号とを加算するので、４つの増幅経路の最終段
で混入したノイズも打ち消される。 これによって、４チ
ャンネルの入力信号の増幅経路の途中の段階および最終
段で混入する外来ノイズの影響をより小さくする信号処
理装置及び信号処理方法が実現できる。
【図１】本発明の一実施例の信号処理装置の概略構成を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図２】本発明の一実施例の信号処理装置の処理の概要
を示すシーケンス図である。
を示すシーケンス図である。
【図３】本発明の一実施例における信号処理の様子を示
す波形図である。
す波形図である。
【図４】従来の信号処理装置の概略構成を示す構成図で
ある。
ある。
１ａ〜１ｄ トランスデューサ ５ 加算回路 １２ａ〜１２ｄ プリアンプ １３ａ〜１３ｄ 可変ゲインアンプ １４ａ〜１４ｂ 遅延加算回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−175918（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−26148（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−164351（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−98533（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 8/00 - 8/15
Claims (2)
- 【請求項１】 互いに独立な４つの入力信号のうち第１
の入力信号を２つの非反転増幅器の直列回路によって増
幅し、第２の入力信号を２つの反転増幅器の直列回路に
よって増幅して、それら増幅信号について非反転の遅延
加算を行い、 前記４つの入力信号のうち第３の入力信号を非反転増幅
器と反転増幅器をこの順序で直列接続してなる回路によ
って増幅し、第４の入力信号を反転増幅器と非反転増幅
器をこの順序で直列接続してなる回路によって増幅し
て、それら増幅信号について反転の遅延加算を行い、 前記非反転の遅延加算信号と前記反転の遅延加算信号と
を加算する、 ことを特徴とする信号処理方法。 - 【請求項２】 互いに独立な４つの入力信号のうち第１
の入力信号を２つの非反転増幅器の直列回路によって増
幅する第１の増幅手段と、 前記４つの入力信号のうち第２の入力信号を２つの反転
増幅器の直列回路によって増幅する第２の増幅手段と、 前記第１の増幅手段の出力信号および前記第２の増幅手
段の出力信号について非反転の遅延加算を行う第１の遅
延加算手段と、 前記４つの入力信号のうち第３の入力信号を非反転増幅
器および反転増幅器をこの順序で直列接続してなる回路
によって増幅する第３の増幅手段と、 前記４つの入力信号のうち第４の入力信号を反転増幅器
および非反転増幅器をこの順序で直列接続してなる回路
によって増幅する第４の増幅手段と、 前記第３の増幅手段の出力信号および前記第４の増幅手
段の出力信号について反転の遅延加算を行う第２の遅延
加算手段と、 前記第１の遅延加算手段の出力信号および前記第２の遅
延加算手段の出力信号を加算する加算手段と、 を備えたことを特徴とする信号処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28486693A JP3347431B2 (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | 信号処理方法及び信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28486693A JP3347431B2 (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | 信号処理方法及び信号処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07136161A JPH07136161A (ja) | 1995-05-30 |
| JP3347431B2 true JP3347431B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=17684049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28486693A Expired - Fee Related JP3347431B2 (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | 信号処理方法及び信号処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3347431B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101579517B1 (ko) * | 2014-05-13 | 2015-12-22 | (주) 로임시스템 | 생체신호 계측장치 |
| KR101723523B1 (ko) * | 2016-11-22 | 2017-04-05 | 주식회사 아이디케이 | 탄성파 신호 추출 성능이 향상된 음향방출 시험장치 |
-
1993
- 1993-11-15 JP JP28486693A patent/JP3347431B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07136161A (ja) | 1995-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0803860A3 (en) | A noise reduction circuit, a noise reduction apparatus and a noise reduction method | |
| EP1480494A3 (en) | Feedback suppression in sound signal processing using frequency translation | |
| US20060256979A1 (en) | Array speaker system | |
| JP3101842B2 (ja) | 指向性マイクロホン装置 | |
| JP3347431B2 (ja) | 信号処理方法及び信号処理装置 | |
| US10812920B2 (en) | Failure determination device and sound output device | |
| EP0817379A3 (en) | Apparatus and method for digital data recovery | |
| JP2000031758A (ja) | 平衡増幅回路 | |
| US6046634A (en) | Amplifier circuit employing floating error cancellation | |
| KR100259483B1 (ko) | 능동소음제어에서의제어신호합성장치 | |
| JPS5923675A (ja) | Ｍｏｓ型イメ−ジセンサにおける雑音除去方法 | |
| Chebli et al. | Logarithmic programmable preamplifier dedicated to ultrasonic receivers | |
| JP3427441B2 (ja) | 水平輪郭補正回路 | |
| JP4040635B2 (ja) | 超音波センサ信号処理システム | |
| JP2006173920A (ja) | スマートアンテナ装置及び該スマートアンテナ装置を用いた複合スマートアンテナ装置 | |
| JPS6029138A (ja) | 超音波診断装置 | |
| JPS60191525A (ja) | コモンモ−ドノイズ減衰器 | |
| JPH04145783A (ja) | 多次元非線形信号処理装置 | |
| JPS6117618Y2 (ja) | ||
| JP2002311129A (ja) | 水中探知装置の受信回路 | |
| JPS6233778B2 (ja) | ||
| JPS589363Y2 (ja) | 多チヤンネル増幅器 | |
| JP2001170055A (ja) | 超音波診断装置 | |
| JPS58143617A (ja) | 対数増幅回路 | |
| JPH03126441A (ja) | 超音波診断装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |