JP4528066B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents

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Description

本発明は超音波診断装置に関し、特に任意断層画像を形成するプロセッサへのデータ転送技術に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to a technique for transferring data to a processor that forms an arbitrary tomographic image.

超音波診断装置において、超音波ビームを二次元走査することによって三次元空間(三次元エコーデータ取込空間)が形成される。これによってボリュームデータが取得される。ボリュームデータに対するレンダリング処理によって三次元画像が形成される。また、三次元空間に対して任意の位置及び姿勢で任意断面(切断面)をユーザー指定させ、その任意断面に相当する断層画像(任意断層画像)を形成することも行われている。   In the ultrasonic diagnostic apparatus, a three-dimensional space (three-dimensional echo data capturing space) is formed by two-dimensional scanning with an ultrasonic beam. As a result, volume data is acquired. A three-dimensional image is formed by rendering processing on the volume data. In addition, an arbitrary cross section (cut plane) is designated by a user at an arbitrary position and posture with respect to the three-dimensional space, and a tomographic image (arbitrary tomographic image) corresponding to the arbitrary cross section is formed.

一般に、ボリュームデータは、複数のフレームデータによって構成され、各フレームデータは複数のビームデータによって構成される。各ビームデータは超音波ビーム上に存在するエコーデータ列によって構成される。つまり、ボリュームデータは、三次元空間内で離散的に存在するエコーデータ集合として構成される。   Generally, volume data is composed of a plurality of frame data, and each frame data is composed of a plurality of beam data. Each beam data is constituted by an echo data string existing on the ultrasonic beam. That is, the volume data is configured as an echo data set that exists discretely in a three-dimensional space.

三次元空間に任意断面を指定して上記の任意断層画像を形成する場合、三次元空間内において、任意断面上の各画素(格子点、ピクセル)に対応する三次元座標には必ずしもエコーデータは存在せず、その周囲近傍にエコーデータが存在する。そこで、断面上の各画素ごとに、その周囲近傍に存在する複数のエコーデータを参照し、それらに対して補間演算を実行して、注目する画素の画素値(補間データ)を演算することが行われる。   When the above arbitrary tomographic image is formed by designating an arbitrary slice in the three-dimensional space, the echo data is not necessarily contained in the three-dimensional coordinates corresponding to each pixel (grid point, pixel) on the arbitrary slice in the three-dimensional space. It does not exist and echo data exists in the vicinity of it. Therefore, for each pixel on the cross section, a plurality of echo data existing in the vicinity thereof is referred to, and interpolation calculation is performed on them to calculate the pixel value (interpolation data) of the pixel of interest. Done.

すなわち従来装置においては、三次元空間に対して任意断面が指定される都度、まず、その任意断面上の画素順(ラスタースキャン順序)に従って、各画素ごとに補間演算で使用する複数の近傍データの三次元座標(アドレス)を演算し、また、各近傍データごとの重み付け係数を計算していた。それらの情報は補間テーブルを構成するものである。次に、任意断面上において画素順に従って順番に画素を特定し、各画素についての補間データを補間テーブルから取得し、その補間データで特定される複数のエコーデータを取得し、それらを利用して補間演算によって画素値を演算していた。   That is, in the conventional device, each time an arbitrary cross section is specified for a three-dimensional space, first, a plurality of neighboring data used in the interpolation calculation for each pixel according to the pixel order (raster scan order) on the arbitrary cross section. Three-dimensional coordinates (address) were calculated, and weighting coefficients for each neighborhood data were calculated. Such information constitutes an interpolation table. Next, the pixels are specified in order according to the pixel order on the arbitrary cross section, the interpolation data for each pixel is acquired from the interpolation table, the plurality of echo data specified by the interpolation data is acquired, and they are used. The pixel value was calculated by interpolation calculation.

より詳しくは、従来装置において、取得された複数のフレームデータは記憶部(外部記憶部)にいったん格納される。一方、画像形成処理は例えばDSP(デジタルシグナルプロセッサ)などのデバイスによって高速に実行される。上記の任意断層画像を形成する場合、当該デバイス内のプロセッサコアによって補間データが演算され、あるいは、外部のCPUなどによって補間データが演算され、その補間データが外部記憶部上に格納される。そして、外部記憶部上から任意断面上における画素順番に従って逐次的に補間データを取得し、その補間データで特定される複数の参照エコーデータ(それら全体として連続性がない)を外部記憶部から取得し、上記補間処理を実行していた。下記特許文献1及び特許文献2には補間テーブルを利用する超音波診断装置が記載されている。しかし、データ転送の高速化、あるいは、テーブル要素の並び換えに関しては記載されていない。   More specifically, in the conventional apparatus, a plurality of acquired frame data is temporarily stored in a storage unit (external storage unit). On the other hand, the image forming process is executed at high speed by a device such as a DSP (digital signal processor). When the above arbitrary tomographic image is formed, the interpolation data is calculated by the processor core in the device, or the interpolation data is calculated by an external CPU or the like, and the interpolation data is stored in the external storage unit. Then, the interpolation data is sequentially acquired from the external storage unit according to the pixel order on the arbitrary cross section, and a plurality of reference echo data (no continuity as a whole) specified by the interpolation data is acquired from the external storage unit. Then, the above interpolation processing is executed. The following Patent Document 1 and Patent Document 2 describe an ultrasonic diagnostic apparatus using an interpolation table. However, it does not describe speeding up of data transfer or rearrangement of table elements.

特開2000−239号公報JP 2000-239 A 特開2001−327506号公報JP 2001-327506 A

上記の従来装置の構成によると、外部メモリに対してデバイス側からランダムアクセスを行う必要がある。つまり、補間処理で必要な複数のエコーデータをアドレスを個別的に指定して、それらを取り込む必要がある。デバイス内では高速なデータ転送が行えるものの、デバイス外の記憶部にランダムアクセスを行うと、データ転送処理に著しい負荷が生じ、必要なデータを高速に転送することができない。その結果、1枚の任意断層画像の形成にかかる時間が増大し、特に断面の位置を変更した場合に新しい任意断層画像が表示されるまでの時間が遅れ、リアルタイムでの画像更新を期待できないという問題がある。   According to the configuration of the conventional apparatus described above, it is necessary to perform random access from the device side to the external memory. In other words, it is necessary to individually specify addresses of a plurality of echo data necessary for the interpolation processing and import them. Although high-speed data transfer can be performed within the device, if random access is made to a storage unit outside the device, a significant load is generated in the data transfer processing, and necessary data cannot be transferred at high speed. As a result, the time required to form one arbitrary tomographic image is increased, and particularly when the position of the cross section is changed, the time until a new arbitrary tomographic image is displayed is delayed, and real-time image updating cannot be expected. There's a problem.

本発明の目的は、任意断層画像を形成する場合にデータ転送を能率的に行って迅速な画像処理を実現できるようにすることにある。   It is an object of the present invention to efficiently perform data transfer when an arbitrary tomographic image is formed so that rapid image processing can be realized.

(1)本発明は、三次元空間内で取得されたフレーム集合が格納される第1記憶部と、前記三次元空間に対して設定される切断面上の各画素について、その補間演算で参照される複数の近傍データに与える複数の重み係数を有する補間データを演算する補間データ演算部と、前記切断面上の画素アレイに対応した補間データ列が格納される第2記憶部と、前記第1記憶部からフレーム転送順に従って転送されるフレーム集合と、前記第2記憶部から前記フレーム転送順に対応した順序で転送される補間データ列とを用いて、前記フレーム転送順に対応した順序で前記切断面上の各画素についての補間演算を順次進行させて前記切断面に対応した断層画像を形成する画像形成プロセッサと、を含むことを特徴とする。 (1) The present invention refers to a first storage unit that stores a frame set acquired in a three-dimensional space, and each pixel on a cut plane that is set for the three-dimensional space by interpolation calculation thereof. An interpolation data calculation unit that calculates interpolation data having a plurality of weighting factors to be given to a plurality of neighboring data, a second storage unit that stores an interpolation data sequence corresponding to the pixel array on the cut surface, and Using the frame set transferred from one storage unit according to the frame transfer order and the interpolation data sequence transferred from the second storage unit in the order corresponding to the frame transfer order, the cutting is performed in the order corresponding to the frame transfer order. And an image forming processor that sequentially advances interpolation operations for each pixel on the surface to form a tomographic image corresponding to the cut surface.

上記構成によれば、第1記憶部から画像形成プロセッサに対してフレーム転送順(望ましくは、フレーム正方向並び順あるいはフレーム負方向並び順)で各フレームデータが転送される。その一方、第2記憶部から画像形成プロセッサに対してフレーム転送順に従った順序で各補間データが転送される。よって、補間データの転送順序がフレーム転送順序に合わせられており、従来のように、第1記憶部に対してランダムアクセスをすることなく、補間演算を進行させることができる。よって、データ転送負担が軽減され、また補間処理を迅速に行える。   According to the above configuration, each frame data is transferred from the first storage unit to the image forming processor in the frame transfer order (desirably, the frame positive direction alignment order or the frame negative direction alignment order). On the other hand, each interpolation data is transferred from the second storage unit to the image forming processor in the order according to the frame transfer order. Therefore, the transfer order of the interpolation data is matched with the frame transfer order, and the interpolation calculation can be advanced without random access to the first storage unit as in the conventional case. Therefore, the data transfer burden is reduced and the interpolation process can be performed quickly.

第1記憶部はボリュームデータであるフレーム集合の全部が同時に格納される三次元メモリであってもよいし、各時点ではフレーム集合のうちで1又は複数のフレームデータが順次格納されるバッファメモリであってもよい。第1記憶部と第2記憶部は別体で構成してもよいし、単一の記憶装置上に構築してもよい。各データの転送制御は、画像形成プロセッサの機能として実現してもよいし、外部制御部の機能として実現してもよい。補間演算の対象となる画素は、切断面上の全画素であってもよいが、効率的な演算処理のために、三次元空間外の画素については演算対象から除外するのが望ましい。すなわち、有効画素のみについて補間データを演算するようにし、それ以外の画素についての補間データの演算を省略するのが望ましい。   The first storage unit may be a three-dimensional memory in which all the frame sets that are volume data are simultaneously stored, or a buffer memory in which one or a plurality of frame data of the frame sets are sequentially stored at each time point. There may be. The first storage unit and the second storage unit may be configured separately or may be constructed on a single storage device. The transfer control of each data may be realized as a function of the image forming processor or may be realized as a function of the external control unit. The pixels to be subjected to the interpolation calculation may be all the pixels on the cut surface, but it is desirable to exclude pixels outside the three-dimensional space from the calculation target for efficient calculation processing. That is, it is desirable to calculate the interpolation data for only the effective pixels and omit the calculation of the interpolation data for the other pixels.

望ましくは、前記補間データ列の転送に先立って、前記第2記憶部上に前記フレーム転送順に対応した並び順で前記補間データ列を格納する配列制御手段を含む。   Preferably, prior to the transfer of the interpolated data sequence, an array control means for storing the interpolated data sequence in the arrangement order corresponding to the frame transfer order on the second storage unit.

この構成によれば、第2記憶部上において転送順で補間データ列があらかじめ格納されるので、それに対して先頭から所定単位ごとにバースト転送を行わせることも可能である。配列制御手段は補間データ演算部の一部の機能として実現されてもよい。   According to this configuration, since the interpolation data string is stored in advance in the transfer order on the second storage unit, burst transfer can be performed for each predetermined unit from the beginning. The array control means may be realized as a partial function of the interpolation data calculation unit.

望ましくは、前記配列制御手段は、前記切断面上の画素並び順で順次実行された各画素の座標変換の結果に基づいて、それらの座標変換の結果を前記フレーム転送順に対応した並び順に並び換え、前記補間データ演算部は、前記並び換え後の前記各画素についてその座標変換結果に基づいて補間データを演算する。   Preferably, the arrangement control means rearranges the coordinate conversion results in the arrangement order corresponding to the frame transfer order based on the result of the coordinate conversion of each pixel sequentially executed in the pixel arrangement order on the cut surface. The interpolation data calculation unit calculates interpolation data for each pixel after the rearrangement based on the coordinate conversion result.

望ましくは、前記補間データ演算部は、前記切断面上の画素並び順で各画素ごとに順次実行された座標変換の結果に基づいて各画素ごとに補間データを演算し、前記配列制御手段は、前記切断面上の画素並び順に従った補間データ列を前記各画素についての座標変換の結果に基づいて前記フレーム転送順に対応した並び順に並び換える。   Preferably, the interpolation data calculation unit calculates interpolation data for each pixel based on a result of coordinate conversion sequentially performed for each pixel in the pixel arrangement order on the cut surface, and the array control unit includes: The interpolation data sequence according to the pixel arrangement order on the cut surface is rearranged in the arrangement order corresponding to the frame transfer order based on the result of coordinate conversion for each pixel.

以上のように、補間データの演算に先立って並び換えを行うこともできるし、補間データの演算後に並び換えを行うこともできる。   As described above, the rearrangement can be performed prior to the calculation of the interpolation data, or the rearrangement can be performed after the calculation of the interpolation data.

望ましくは、前記第1記憶部に格納されるフレーム集合がフレーム単位で転送され、前記第2記憶部に格納される補間データ列がフレーム単位に相当する単位で転送される。例えば、隣接する一定数のフレーム(フレームセット)を単位として補間処理が行われる場合、それらによってカバーされる1又は複数の画素が当該補間処理の補間対象とされ、そのような1又は複数の画素に対応する1又は複数の補間データが補間データ列から切り出される転送単位を構成する。   Preferably, the frame set stored in the first storage unit is transferred in units of frames, and the interpolation data string stored in the second storage unit is transferred in units corresponding to the frame units. For example, when interpolation processing is performed in units of a fixed number of adjacent frames (frame sets), one or a plurality of pixels covered by them is set as an interpolation target of the interpolation processing, and such one or a plurality of pixels Constitutes a transfer unit in which one or a plurality of interpolation data corresponding to is cut out from the interpolation data string.

望ましくは、前記切断面上の各画素ごとに基準フレーム番号が特定され、前記第2記憶部から前記画像形成プロセッサへ、同じ基準フレーム番号を有する複数の補間データからなる補間データセットが基準フレーム番号順で一括転送される。   Preferably, a reference frame number is specified for each pixel on the cut surface, and an interpolation data set composed of a plurality of interpolation data having the same reference frame number is transferred from the second storage unit to the image forming processor as a reference frame number. Batch transfer in order.

基準フレームは、補間対象となる個々の画素をフレームを基準としてグルーピングするための属性管理情報である。そのようなグルーピングにより、補間データ列上で各転送単位を区画でき、また必要に応じて一度に転送する転送要素数(転送する補間データの個数)を容易に特定できる。基準フレームは、実施形態において、ある画素を補間演算する際に参照される複数の近傍データの内で座標基準となる近傍データ(基準点)が属するフレームを指す。   The reference frame is attribute management information for grouping individual pixels to be interpolated based on the frame. By such grouping, each transfer unit can be partitioned on the interpolation data string, and the number of transfer elements to be transferred at once (the number of interpolation data to be transferred) can be easily specified as necessary. In the embodiment, the reference frame refers to a frame to which neighboring data (reference point) serving as a coordinate reference belongs among a plurality of neighboring data referred to when performing interpolation calculation of a certain pixel.

望ましくは、前記補間データ演算部は、前記切断面上における前記三次元領域内の各有効画素について前記補間データを演算し、前記補間データ列は前記各有効画素についての補間データによって構成される。   Preferably, the interpolation data calculation unit calculates the interpolation data for each effective pixel in the three-dimensional region on the cut surface, and the interpolation data string is configured by interpolation data for each effective pixel.

この構成によれば、切断面上において画像化する領域外については補間データの演算を省略できるので演算量を削減でき、迅速な補間処理を行える。   According to this configuration, since the calculation of interpolation data can be omitted outside the region to be imaged on the cut surface, the amount of calculation can be reduced, and a quick interpolation process can be performed.

望ましくは、前記画像形成プロセッサは内部メモリを有し、前記内部メモリには、複数のフレームで構成されるフレームセット、及び、そのフレームセットに対応した補間データセットが同時に格納される。   Preferably, the image forming processor has an internal memory, and a frame set composed of a plurality of frames and an interpolation data set corresponding to the frame set are simultaneously stored in the internal memory.

例えば、第1記憶部及び第2記憶部(つまり外部メモリ)はDRAMで構成され、一方、画像形成プロセッサ内の内部メモリはSRAMで構成される。後者のSRAMは周知のように高速なランダムアクセスを容易に行えるが、色々な制約条件から容量を大きくすることができない。その一方、DRAMは大容量化が容易であるが、行アドレスと列アドレスとを指定する必要があるためにランダムアクセスには時間を要するという面がある。   For example, the first storage unit and the second storage unit (that is, the external memory) are configured by DRAM, while the internal memory in the image forming processor is configured by SRAM. As is well known, the latter SRAM can easily perform high-speed random access, but its capacity cannot be increased due to various constraints. On the other hand, although it is easy to increase the capacity of the DRAM, it is necessary to specify a row address and a column address, so that random access takes time.

本来、内部メモリに対してボリュームデータ及び補間データ列の全部を格納できればそれに対してランダムアクセスを行って迅速な補間処理を行えるが、実際には、外部メモリから内部メモリに対して必要なデータを細切れに読み込んで、転送及び補間処理を順次進行させているのが実情である。   Originally, if all of the volume data and the interpolation data string can be stored in the internal memory, the random access can be performed to perform rapid interpolation processing. However, in practice, necessary data can be transferred from the external memory to the internal memory. The actual situation is that the data is read into small pieces and the transfer and interpolation processes are sequentially advanced.

上記の場合に、切断面上の画素の並び順で補間処理を進行させると、どうしても外部メモリ上のボリュームデータに対してランダムアクセスが発生してしまうが、本発明によれば、フレーム転送順を基準としてフレーム単位で補間処理を行えるように転送順序を工夫したので、外部メモリから内部メモリに対して必要なデータをその配列順で迅速かつ簡便に転送(特に望ましくはバースト転送)させることができる。よって、DRAM及びSRAMをそれぞれ外部メモリ及び内部メモリとして利用しつつも効率的で迅速な処理を達成できる。   In the above case, if the interpolation process proceeds in the order of arrangement of the pixels on the cut surface, random access will inevitably occur for the volume data on the external memory. According to the present invention, the frame transfer order is changed. Since the transfer order is devised so that interpolation processing can be performed in units of frames as a reference, necessary data can be transferred from the external memory to the internal memory quickly and easily in the arrangement order (especially preferably burst transfer). . Therefore, efficient and quick processing can be achieved while using DRAM and SRAM as external memory and internal memory, respectively.

以上説明したように、本発明によれば、任意断層画像を形成する場合にデータ転送を能率的に行って迅速な画像処理を実現できる。   As described above, according to the present invention, when an arbitrary tomographic image is formed, it is possible to efficiently perform data transfer and realize rapid image processing.

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。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

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はその全体構成を示すブロック図である。   FIG. 1 shows a preferred embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, and FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration thereof.

3Dプローブ10は、生体内における三次元空間に対して超音波の送受波を行ってボリュームデータを取得する送受波器である。本実施形態において、3Dプローブ10内には複数の振動素子を二次元配列してなる2Dアレイ振動子が設けられている。この2Dアレイ振動子によって超音波ビームが形成され、その超音波ビームは二次元的に電子走査される。具体的には、超音波ビームを第1方向に電子走査することにより、走査面が構成され、その走査面をそれと直交する第2方向に電子走査することにより三次元エコーデータ取込空間(三次元空間)が形成される。本実施形態においては、2Dアレイ振動子を用いて三次元空間を形成したが、1Dアレイ振動子を機械的に走査することによって三次元空間を形成することもできる。ちなみに、電子走査方式としては、電子セクタ走査、電子リニア走査、電子コンベックス走査などが知られている。   The 3D probe 10 is a transducer that acquires volume data by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a three-dimensional space in a living body. In the present embodiment, a 2D array transducer formed by two-dimensionally arranging a plurality of vibration elements is provided in the 3D probe 10. An ultrasonic beam is formed by the 2D array transducer, and the ultrasonic beam is electronically scanned two-dimensionally. Specifically, a scanning plane is formed by electronic scanning of an ultrasonic beam in a first direction, and a three-dimensional echo data capturing space (third order) is obtained by electronic scanning of the scanning plane in a second direction orthogonal thereto. Original space) is formed. In the present embodiment, the 3D space is formed using the 2D array transducer, but the 3D space can also be formed by mechanically scanning the 1D array transducer. Incidentally, electronic sector scanning, electronic linear scanning, electronic convex scanning, and the like are known as electronic scanning methods.

送受信部12は、デジタルビームフォーマーとして構成され、すなわち、送受信部12は、送信ビームフォーマー及び受信ビームフォーマーとして機能する。具体的には、送受信部12から複数の振動素子に対して複数の送信信号が供給され、これによって送信ビームが形成される。複数の振動素子から出力される複数の受信信号に対して送受信部12において整相加算処理が実行され、これによって受信ビームに相当する整相加算後の受信信号が得られる。この受信信号は受信ビーム上において得られたエコーデータ列(ビームデータ)に相当する。   The transmission / reception unit 12 is configured as a digital beamformer, that is, the transmission / reception unit 12 functions as a transmission beamformer and a reception beamformer. Specifically, a plurality of transmission signals are supplied from the transmission / reception unit 12 to the plurality of vibration elements, thereby forming a transmission beam. The phasing addition processing is executed in the transmission / reception unit 12 for the plurality of reception signals output from the plurality of vibration elements, and thereby the reception signal after phasing addition corresponding to the reception beam is obtained. This received signal corresponds to an echo data string (beam data) obtained on the received beam.

メモリ14は、例えばDRAMなどによって構成され、本実施形態においてメモリ14はいわゆる3Dメモリとして機能する。このメモリ14上には三次元空間に対応するボリュームデータが格納される。ボリュームデータは複数のフレーム(フレームデータ)からなるものであり、各フレームは複数のビームデータからなる。ちなみに、メモリ14は3Dメモリでなくても本発明を適用することができ、例えば転送フレームとバッファリングするフレームメモリなどであってもよい。本実施形態においては後に詳述するようにフレーム走査方向におけるフレーム並び順序にしたがって、各フレームが転送されており、そのような転送を行える限りにおいて各種の構成を採用することができる。   The memory 14 is constituted by a DRAM, for example, and the memory 14 functions as a so-called 3D memory in the present embodiment. Volume data corresponding to the three-dimensional space is stored on the memory 14. The volume data is composed of a plurality of frames (frame data), and each frame is composed of a plurality of beam data. Incidentally, the present invention can be applied even if the memory 14 is not a 3D memory. For example, a frame memory that buffers a transfer frame may be used. In this embodiment, as will be described in detail later, each frame is transferred in accordance with the frame arrangement order in the frame scanning direction, and various configurations can be adopted as long as such transfer can be performed.

3D画像形成部16は、ボリュームデータに基づいて三次元画像を構築するモジュールである。例えばボリュームレンダリング法などの画像形成方法を用いて超音波三次元画像が構築される。その画像データは表示処理部18へ出力される。   The 3D image forming unit 16 is a module that constructs a three-dimensional image based on volume data. For example, an ultrasonic three-dimensional image is constructed using an image forming method such as a volume rendering method. The image data is output to the display processing unit 18.

任意断層画像形成部22は、本実施形態においてDSP(デジタルシグナルプロセッサ)22として構成されている。この任意断層画像形成部22は、ユーザーにより三次元空間に対して任意の位置及び姿勢で設定された任意断面(切断面)に対応する断層画像(Bモード断層画像に相当)を形成する手段である。その内部にはSRAMなどによって構成される内部メモリ23が設けられている。この内部メモリ23上には、メモリ14から転送されるデータ及び補間テーブル24から転送されるデータが格納され、また形成された画像データが格納される。その画像データは読み出されて表示処理部18へ送られる。表示処理部18は入力される画像データに対して必要な表示処理を実行した上でその画像データを表示器20へ出力する。表示器20上には三次元画像や任意断層画像が表示される。
補間テーブル24は例えばDRAMなどのメモリ上に構築される。補間テーブル24は任意断層画像の構築に当たって必要な複数の補間データを補間データ列として格納したテーブルである。その補間テーブル24から必要な補間データが任意断層画像形成部22に送られ、そのような補間データを用いてフレーム単位で補間処理を実行することにより任意断層画像が形成される。
The arbitrary tomographic image forming unit 22 is configured as a DSP (digital signal processor) 22 in the present embodiment. The arbitrary tomographic image forming unit 22 is a means for forming a tomographic image (corresponding to a B-mode tomographic image) corresponding to an arbitrary cross section (cut plane) set at an arbitrary position and posture with respect to the three-dimensional space by the user. is there. Inside, an internal memory 23 composed of SRAM or the like is provided. On the internal memory 23, data transferred from the memory 14 and data transferred from the interpolation table 24 are stored, and the formed image data is stored. The image data is read and sent to the display processing unit 18. The display processing unit 18 performs necessary display processing on the input image data and then outputs the image data to the display device 20. A three-dimensional image and an arbitrary tomographic image are displayed on the display 20.
The interpolation table 24 is constructed on a memory such as a DRAM. The interpolation table 24 is a table that stores a plurality of interpolation data necessary for constructing an arbitrary tomographic image as an interpolation data string. Necessary interpolation data is sent from the interpolation table 24 to the arbitrary tomographic image forming unit 22, and an arbitrary tomographic image is formed by executing interpolation processing in units of frames using such interpolation data.

補間テーブル作成部25は、ユーザーにより設定された任意断面の座標データに基づいて補間テーブル24を作成するモジュールである。補間テーブル作成部25は本実施形態において並び換え部26を有しており、この並び換え部26は複数の補間データがフレーム転送順に合致した並び順となるように並び換え処理を実行する。すなわち、補間テーブル24上にはそのようなフレーム転送順にしたがった配列で複数の補間データが格納される。補間データについては後に図7を用いて説明する。   The interpolation table creation unit 25 is a module that creates the interpolation table 24 based on coordinate data of an arbitrary cross section set by the user. The interpolation table creation unit 25 includes a rearrangement unit 26 in the present embodiment, and the rearrangement unit 26 executes a rearrangement process so that a plurality of interpolation data is in an arrangement order that matches the frame transfer order. That is, a plurality of interpolation data is stored on the interpolation table 24 in an array according to such a frame transfer order. The interpolation data will be described later with reference to FIG.

制御部28はCPU及び動作プログラムなどによって構成され、図1に示される各構成の動作制御を行っている。特に、図1に示されるように、制御部28から補間テーブル作成部25に対して補間テーブルの作成にあたって必要なデータが渡されている。制御部28が補間テーブル作成部25として機能してもよい。制御部28には操作パネルなどによって構成される入力部30が接続されている。この入力部30を用いてユーザーは三次元空間に対して任意断面の指定を行ったり、補間条件の設定を行ったりすることができる。   The control unit 28 is constituted by a CPU, an operation program, and the like, and performs operation control of each configuration shown in FIG. In particular, as shown in FIG. 1, data necessary for creating an interpolation table is passed from the control unit 28 to the interpolation table creating unit 25. The control unit 28 may function as the interpolation table creation unit 25. An input unit 30 constituted by an operation panel or the like is connected to the control unit 28. Using this input unit 30, the user can specify an arbitrary cross section for the three-dimensional space and set interpolation conditions.

図2には、三次元空間(3D空間)110と任意断面(切断面)Sとの関係が示されている。図2に示す例では、第1方向及び第2方向の両方向に電子セクタ走査が適用されている。θ方向がビーム走査方向であり、φ方向がフレーム走査方向である。Oは3D空間110の頂点を表している。符号112は走査面を表している。ビーム深さ方向r、ビーム走査方向θ及びフレーム走査方向φによって極座標系が定義され、その一方、図2においては直交座標系におけるx方向、y方向及びz方向が定義されている。任意断面S上において3D空間110に含まれる領域が表示イメージエリアS’である。本実施形態においては、後に詳述するように、表示イメージエリアS’内における各画素(ピクセル点)ごとに補間データが演算されており、換言すれば、その表示イメージエリアS’以外の領域に存在する画素については補間データの演算が略されている。任意断面S上には多数の格子点(画素アレイ)が定義され、各格子点はピクセル点である。図2においてはその内で1つのピクセル点Pが示されている。   FIG. 2 shows a relationship between a three-dimensional space (3D space) 110 and an arbitrary cross section (cut plane) S. In the example shown in FIG. 2, electronic sector scanning is applied in both the first direction and the second direction. The θ direction is the beam scanning direction, and the φ direction is the frame scanning direction. O represents a vertex of the 3D space 110. Reference numeral 112 represents a scanning plane. The polar coordinate system is defined by the beam depth direction r, the beam scanning direction θ, and the frame scanning direction φ, while the x, y, and z directions in the orthogonal coordinate system are defined in FIG. A region included in the 3D space 110 on the arbitrary cross section S is a display image area S ′. In this embodiment, as will be described in detail later, interpolation data is calculated for each pixel (pixel point) in the display image area S ′, in other words, in an area other than the display image area S ′. For existing pixels, calculation of interpolation data is omitted. A large number of grid points (pixel array) are defined on the arbitrary cross section S, and each grid point is a pixel point. In FIG. 2, one pixel point P is shown.

3D空間110は、図示されるように複数のフレーム(フレームデータ)によって構成されており、すなわちF1,F2,、、、,Fnのn個のフレームによって構成されている。従来においては、そのようなフレーム順によらずに、任意断面S上におけるラスタースキャン方向にしたがって、すなわちX方向及びY方向で特定される各画素ごとにそのラスター順で補間データの演算が行われ、そして、そのような補間データにしたがって補間処理が順次実行されていた。したがって、ラスター方向1本の補間データ列を用いて形成される補間画素列は図において符号116に示すものとなる。しかしながら、そのような処理によると、表示イメージエリアS’以外の領域においても不可避的に補間処理が無駄に行われてしまうという問題があり、また3D空間110に存在するエコーデータに対して補間処理のためにランダムアクセスを行わなければならないという問題があった。 The 3D space 110 is composed of a plurality of frames (frame data) as shown in the drawing, that is, composed of n frames F 1 , F 2, ..., F n . Conventionally, the calculation of the interpolation data is performed in the raster order for each pixel specified in the raster scan direction on the arbitrary cross section S, that is, for each pixel specified in the X direction and the Y direction, regardless of the frame order. Then, interpolation processing is sequentially executed according to such interpolation data. Therefore, an interpolation pixel string formed using one interpolation data string in the raster direction is indicated by reference numeral 116 in the figure. However, according to such processing, there is a problem that the interpolation processing is inevitably performed wastefully in the area other than the display image area S ′, and the interpolation processing is performed on the echo data existing in the 3D space 110. For this reason, there was a problem that random access had to be performed.

これに対し、本実施形態においては、補間データ列の並び換えを行うことにより、すなわちフレーム並び順でそのまま補間処理を順番に実行できるように、補間データ列の並び順が制御されており、その結果、例えば第1フレームペアとしてフレームF1,F2を転送した場合には、そのフレームペアによって符号114で示されるような領域に存在する複数のピクセル点について補間処理を行うことができる。したがってそのようなフレームペアをφ方向に順次選択し、それに併せてフレーム転送及び補間データ転送を行うならば、フレームの並び方向に補間処理結果を順次成長させることができ、最終的に1枚の断層画像を構築することが可能となる。また、本実施形態においては、後に説明するように表示イメージエリアS’内におけるピクセル点についてのみ補間データの演算を行うようにしたので、従来のような演算上の無駄を防止できるという利点がある。 On the other hand, in the present embodiment, the arrangement order of the interpolation data strings is controlled so that the interpolation data strings can be rearranged, that is, the interpolation process can be sequentially executed in the frame arrangement order. As a result, for example, when frames F 1 and F 2 are transferred as the first frame pair, interpolation processing can be performed on a plurality of pixel points existing in an area indicated by reference numeral 114 by the frame pair. Therefore, if such a frame pair is sequentially selected in the φ direction, and frame transfer and interpolation data transfer are performed at the same time, the interpolation processing result can be sequentially grown in the frame arrangement direction. A tomographic image can be constructed. Further, in the present embodiment, as described later, since interpolation data is calculated only for pixel points in the display image area S ′, there is an advantage that it is possible to prevent conventional calculation waste. .

図3には、補間テーブルの作成方法がフローチャートとして示されている。まずS101ではkに1が代入される。kは処理対象となるピクセル点の番号を表すものである。S102では、ユーザーにより設定された任意断面上におけるk番目のピクセル点Pの座標が直交座標で表される。すなわち任意断面上のピクセル点Pの座標が(X,Y)で特定される場合、それが(x,y,z)に変換されることになる。   FIG. 3 shows a method for creating an interpolation table as a flowchart. First, in S101, 1 is substituted for k. k represents the number of the pixel point to be processed. In S102, the coordinates of the kth pixel point P on the arbitrary cross section set by the user are represented by orthogonal coordinates. That is, when the coordinates of the pixel point P on the arbitrary cross section are specified by (X, Y), it is converted to (x, y, z).

S103では、座標変換処理が実行される。すなわち直交座標で表されたピクセル点Pの直交座標(x,y,z)が極座標(r,θ,φ)に変換される。具体的には、図4に示されるように、xy平面においては、ピクセル点Pの座標(x,y)が(r,θ)に変換され、図4の(B)で示されるように、zy平面においてはピクセル点Pの座標(z,y)が(r,φ)に変換される。具体的に言えば、実際のエコーデータの極座標配列に合わせるため、以下の(1)式、(2)式及び(3)式が実行される。   In S103, a coordinate conversion process is executed. That is, the orthogonal coordinates (x, y, z) of the pixel point P represented by the orthogonal coordinates are converted into polar coordinates (r, θ, φ). Specifically, as shown in FIG. 4, in the xy plane, the coordinates (x, y) of the pixel point P are converted to (r, θ), and as shown in FIG. In the zy plane, the coordinates (z, y) of the pixel point P are converted to (r, φ). Specifically, the following formulas (1), (2), and (3) are executed to match the polar coordinate array of the actual echo data.

r=(x2+y2+Z21/2*c1 ・・・(1)
line=θ*c2 ・・・(2)
frame=φ*c3 ・・・(3)
r = (x 2 + y 2 + Z 2 ) 1/2 * c1 (1)
line = θ * c2 (2)
frame = φ * c3 (3)

上記においてc1は単位ピクセル長さ内に存在する超音波サンプルの数すなわちエコーデータの数である。c2はθ方向の単位角度内に存在する超音波ラインの数である。c3はφ方向の単位角度内に存在する超音波フレームの数である。また、θ=arctan(x/y)及びφ=arctan(z/y)であり、それら及び上記(1)式のルート演算に当たっては関数を実際に実行させてもよいし、ルックアップテーブル(LUT)などによって簡便に演算するようにしてもよい。   In the above, c1 is the number of ultrasonic samples existing within the unit pixel length, that is, the number of echo data. c2 is the number of ultrasonic lines existing within a unit angle in the θ direction. c3 is the number of ultrasonic frames existing within a unit angle in the φ direction. In addition, θ = arctan (x / y) and φ = arctan (z / y), and these and the above-described route calculation of the equation (1) may be actually executed, or a lookup table (LUT ) Or the like.

本実施形態においては、各フレームごとに後述する基準点の個数をカウントするためにcounter[f]が用意されており(ここでf=1〜n)、すなわちそのようなn個のカウンターが備えられている。そして、図3に示すS104では、上記で演算されたframeの整数値がfとされ、counter[f]がカウントアップされる。すなわちS104の工程では、それぞれのフレームを基準フレームとして見た場合における各基準フレームに属する基準点の個数が計数される。このような基準点の個数の管理により後に補間テーブルを作成してそこから基準フレーム単位で補間データを読み出す場合にその読み出し個数を簡便に管理できるという利点がある。S105ではkが1つインクリメントされる。そして、S106では、kが画素番号の上限値を超えたか否か判断され、超えていない場合には上記のS102からの各工程が繰り返し実行されることになる。すなわち図2に示される任意断面S上において、ラスタースキャンの順で各ピクセル点ごとに座標変換が実行されることになる。   In this embodiment, counter [f] is prepared for counting the number of reference points described later for each frame (here, f = 1 to n), that is, such n counters are provided. It has been. In S104 shown in FIG. 3, the integer value of the frame calculated above is set to f, and counter [f] is counted up. That is, in step S104, the number of reference points belonging to each reference frame when each frame is viewed as a reference frame is counted. By managing the number of reference points in this way, there is an advantage that when the interpolation table is created later and the interpolation data is read out in units of reference frames, the read number can be easily managed. In S105, k is incremented by one. In S106, it is determined whether or not k exceeds the upper limit value of the pixel number. If not exceeded, the processes from S102 are repeatedly executed. That is, on the arbitrary cross section S shown in FIG. 2, coordinate conversion is performed for each pixel point in the order of raster scanning.

以上のような処理により、図5に示されるような座標変換結果の配列(構造体)が得られることになる。ここで、符号130,132はそれぞれ各ピクセル点ごとの座標変換結果を表しており、それぞれの座標変換結果はr,line,frame及びピクセル点番号の各データによって構成されている。ここで、図5における構造体においてはラスタースキャンの順番すなわちピクセル番号順で各座標変換結果が整列している。   With the processing as described above, an array (structure) of coordinate conversion results as shown in FIG. 5 is obtained. Here, reference numerals 130 and 132 respectively represent coordinate conversion results for each pixel point, and each coordinate conversion result is constituted by r, line, frame, and pixel point number data. Here, in the structure in FIG. 5, the coordinate conversion results are arranged in the order of raster scanning, that is, the order of pixel numbers.

S107では、図5に示したような構造体がフレーム転送順すなわちフレームの並び順に並び換えられる。この場合においては、上記のS104で演算された(整数値である)fが参照される。すなわちfの順番で各座標変換結果が並び換えられることになる。その場合に、公知のクイックソートアルゴリズムなどを用いることが可能である。   In S107, the structures as shown in FIG. 5 are rearranged in the frame transfer order, that is, the frame arrangement order. In this case, f (which is an integer value) calculated in S104 is referred to. That is, the coordinate conversion results are rearranged in the order of f. In that case, a known quick sort algorithm or the like can be used.

図3に示すS108では、以下に説明するように、各ピクセル点ごとに基準点が特定され、また補間係数セットが演算される。これによって、並び換え後のピクセル点の順番で各ピクセル点ごとに補間データが求められることになり、すなわちこのような処理によって望ましい配列を有する補間データ列が構成される。そして図3に示される処理が終了する。   In S108 shown in FIG. 3, as described below, a reference point is specified for each pixel point, and an interpolation coefficient set is calculated. Accordingly, interpolation data is obtained for each pixel point in the order of the rearranged pixel points, that is, an interpolation data string having a desirable arrangement is formed by such processing. Then, the process shown in FIG. 3 ends.

図6には、補間演算の原理が示されている。ここでは2つのフレームFi,Fi+1の間に補間対象となるピクセル点Pが存在している。実際のデータは図6において示される各格子点上においてのみ存在し、ピクセル点Pの位置においてデータは存在していない。そこで、ピクセル点Pの画素値(補間値)がデータ点A,B,C,D,E,F,G,Hという8つの点のデータ値から補間演算によって求められる。これ自体は公知の手法である。その場合においては、図3に示されるS103において演算されたr,line,frameのそれぞれの整数値(及びそれに1を加えた整数値)によって、フレームfi上の4つのデータ点及びフレームFi+1上における4つのデータ点が特定される。そして、それぞれの小数値が補間処理において各データ点に与える重み係計数を演算するためのパラメータとして利用される。 FIG. 6 shows the principle of the interpolation calculation. Here, a pixel point P to be interpolated exists between the two frames F i and F i + 1 . Actual data exists only on each lattice point shown in FIG. 6, and no data exists at the position of the pixel point P. Therefore, the pixel value (interpolation value) of the pixel point P is obtained by interpolation calculation from the data values of eight points of data points A, B, C, D, E, F, G, and H. This is a known technique. In that case, four data points on the frame f i and the frame F i by the integer values of r, line, and frame (and integer values obtained by adding 1) calculated in S103 shown in FIG. Four data points on +1 are identified. Each decimal value is used as a parameter for calculating a weight coefficient that is given to each data point in the interpolation process.

ここで、図6に示されるA点がピクセル点Pについての基準点である。すなわちA点はr,line,frameのそれぞれの整数値によって特定される点である。この基準点Aが属するフレームFiがピクセル点Pについての基準フレームとなる。すなわち、各ピクセル点ごとに基準点を特定し、その基準点が属性するフレームを基準フレームとして特定することにより、任意断面上に存在するそれぞれのピクセル点ごとにその補間処理がどのフレームペアを利用して行われるのかを特定することが可能となる。つまり基準点あるいは基準フレームを基準として、ピクセル点アレイを補間処理の面からグルーピングすることができ、しかもフレームの並び順に各グループを並べることが可能となる。なお、上記のcounterはそれぞれの基準フレーム上における基準点の個数を表すカウンタである。 Here, the point A shown in FIG. 6 is a reference point for the pixel point P. That is, the point A is a point specified by each integer value of r, line, and frame. The frame F i to which the reference point A belongs becomes a reference frame for the pixel point P. In other words, by specifying a reference point for each pixel point and specifying a frame attributed by the reference point as a reference frame, which frame pair is used for the interpolation processing for each pixel point on an arbitrary cross section It is possible to specify whether it is performed. That is, the pixel point array can be grouped from the surface of the interpolation processing with reference to the reference point or the reference frame, and the groups can be arranged in the frame arrangement order. The counter is a counter that represents the number of reference points on each reference frame.

図7には、補間テーブルの内容が示されている。この補間テーブルにおいてはフレーム転送順すなわちフレームの並び順で複数の補間データ134が配列されている。すなわち、各ピクセル点についての座標変換の結果をソートして得られた並びをもって複数の補間データ134が配列されている。   FIG. 7 shows the contents of the interpolation table. In this interpolation table, a plurality of interpolation data 134 are arranged in the frame transfer order, that is, the frame arrangement order. That is, a plurality of interpolation data 134 are arranged in a sequence obtained by sorting the coordinate conversion results for each pixel point.

各補間データ134は、補間演算で参照される8つのデータ点に与えられる8つの重み係数136と、基準点であるA点のフレーム内オフセット138と、ピクセル点番号140とを有している。   Each interpolation data 134 has eight weighting factors 136 given to eight data points referred to in the interpolation calculation, an intra-frame offset 138 of point A as a reference point, and a pixel point number 140.

8つの重み係数136は、図7においてWA〜WHで表されている。A点のフレーム内オフセット138は、A点が属する基準フレーム上におけるA点のアドレスを表すものである。すなわち、A点の属する基準フレーム自体の情報は補間データの並びとして既に認識されているため、ここではデータ量を削減するためにA点のフレーム内オフセット138が管理されている。ピクセル点番号140は、各ピクセル点についてのIDである。 Eight weight coefficients 136 are represented by W A to W-H in FIG. The intra-frame offset 138 of point A represents the address of point A on the reference frame to which point A belongs. That is, since the information of the reference frame itself to which the point A belongs is already recognized as an array of interpolation data, the intra-frame offset 138 of the point A is managed here in order to reduce the data amount. The pixel point number 140 is an ID for each pixel point.

本実施形態では、図1に示した任意断層画像形成部22に対してメモリ14からフレームペアが転送される場合、補間テーブル24からそのフレームペアに対する補間データセットが転送される。すなわち、そのフレームペアによって補間演算される複数のピクセル点に対応する複数の補間データが一括転送されることになる。例えば、第1フレームペアが転送される場合、図7に示されるように第1補間データセット142が転送される。続いて、第2フレームペアが転送される場合には、それに対応した第2補間データセットが転送されることになる。そしてこれが繰り返される。この場合、各補間データセットを構成する補間データの個数は上記のcounterの値を参照することにより特定できる。すなわち各フレームごとにカウンター値が管理されており、そのカウンター値は補間データ個数を表すものである。よって、フレーム番号の1番からn番までそれぞれのカウンター値を参照し、それぞれのカウンター値で特定されるデータ個数分だけバースト転送処理が段階的に行われる。   In this embodiment, when a frame pair is transferred from the memory 14 to the arbitrary tomographic image forming unit 22 shown in FIG. 1, an interpolation data set for the frame pair is transferred from the interpolation table 24. That is, a plurality of interpolation data corresponding to a plurality of pixel points that are interpolated by the frame pair are collectively transferred. For example, when the first frame pair is transferred, the first interpolation data set 142 is transferred as shown in FIG. Subsequently, when the second frame pair is transferred, the second interpolation data set corresponding to the second frame pair is transferred. This is repeated. In this case, the number of interpolation data constituting each interpolation data set can be specified by referring to the counter value. That is, a counter value is managed for each frame, and the counter value represents the number of interpolation data. Accordingly, each of the counter values from frame numbers 1 to n is referred to, and burst transfer processing is performed step by step for the number of data specified by each counter value.

図8には、データ転送処理がフローチャートとして示されている。まずS201では、jに1が代入される。S202では、任意断層画像形成部を構成するプロセッサの内部メモリ上における補間結果書き込み領域が0によって初期化される。すなわち、その補間結果書き込み領域の内容がクリアされることになる。S203においては、counter{j}を参照し、第jフレーム上に基準点をもつ補間データが内部メモリへ一括してDMA転送される。これと共に、S204では、第jフレーム及び(j+1)フレームが内部メモリへDMA転送される。S205では、第jフレーム上に基準点をもつ全てのピクセル点について補間演算が実行される。そして、S206では、上記の補間演算結果が内部メモリに書き込まれる。これについては後に図10を用いて説明する。S207ではjが1つインクリメントされ、S208においてはjがnに一致したか否かが判断され、一致していない場合にはS202以降の各工程が繰り返し実行される。   FIG. 8 shows a data transfer process as a flowchart. First, in S201, 1 is substituted for j. In S202, the interpolation result writing area on the internal memory of the processor constituting the arbitrary tomographic image forming unit is initialized with zero. That is, the contents of the interpolation result writing area are cleared. In S203, referring to counter {j}, interpolation data having a reference point on the jth frame is DMA-transferred to the internal memory in a lump. At the same time, in S204, the jth frame and the (j + 1) frame are DMA-transferred to the internal memory. In S205, an interpolation operation is executed for all pixel points having a reference point on the jth frame. In S206, the above interpolation calculation result is written in the internal memory. This will be described later with reference to FIG. In S207, j is incremented by one. In S208, it is determined whether or not j matches n. If they do not match, each step after S202 is repeatedly executed.

図9には、図8に示したデータ転送処理の概念が説明図として示されている。   FIG. 9 illustrates the concept of the data transfer process illustrated in FIG. 8 as an explanatory diagram.

メモリ14上には1番目からn番目までのn個のフレームが格納されている。それらのn個のフレームに対しては、第1ペア〜第n−1ペアまでのn−1個のペアを定義できる。本実施形態においては、そのペアが転送単位とされているが、すでに転送されているフレームについては重複した転送を行わないようにしてもよい。   On the memory 14, n frames from the first to the n-th are stored. For these n frames, n-1 pairs from the first pair to the n-1th pair can be defined. In the present embodiment, the pair is used as a transfer unit. However, duplicate transfer may not be performed for frames that have already been transferred.

その一方において、補間テーブル24上には、第1補間データセット〜第n−1補間データセットまでのn−1個の補間データセットが格納されている。それらの補間データセットは上述したようにフレーム転送順に合致した順序で格納されている。   On the other hand, n−1 interpolation data sets from the first interpolation data set to the n−1th interpolation data set are stored on the interpolation table 24. These interpolation data sets are stored in the order matching the frame transfer order as described above.

任意断層画像形成部22は、演算処理を実行するコアモジュール32と内部メモリ23とを有している。内部メモリ23上にはメモリ14から転送される2つのフレームを格納する記憶領域34,36が確保されており、また補間テーブル24から転送される補間データセットを格納する記憶領域が確保されている。更に、補間処理によって形成された任意断層画像を格納する書き込み領域40が確保されている。図8で説明したように、各補間データセットの転送と各フレームペアの転送とが行われ、それらによってフレーム単位で補間処理が実行されてその実行結果が内部メモリ上に格納され、このような工程がフレームの並び順で順次繰り返されることになる。すると、内部メモリ23上には任意断層画像が構築されることになる。   The arbitrary tomographic image forming unit 22 includes a core module 32 that executes arithmetic processing and an internal memory 23. On the internal memory 23, storage areas 34 and 36 for storing two frames transferred from the memory 14 are secured, and a storage area for storing the interpolation data set transferred from the interpolation table 24 is secured. . Further, a writing area 40 for storing an arbitrary tomographic image formed by the interpolation process is secured. As described with reference to FIG. 8, the transfer of each interpolation data set and the transfer of each frame pair are performed, and the interpolation processing is executed in units of frames, and the execution result is stored in the internal memory. The process is sequentially repeated in the frame arrangement order. Then, an arbitrary tomographic image is constructed on the internal memory 23.

図10には、書き込み領域40に対して補間結果を書き込んだ後の状態が示されている。各セル内の数字は転送ペアの番号(転送補間データセットの番号)を表しており、その番号順で各ピクセルについて画素値が与えられることになる。またセル内における「‐」は補間演算の対象外のピクセルであり、それらのピクセルについては補間データは用意されていない。そのようなピクセルについては上記の初期化処理によって輝度値0が与えられている。   FIG. 10 shows a state after the interpolation result is written in the writing area 40. The numbers in each cell represent transfer pair numbers (transfer interpolation data set numbers), and pixel values are given for each pixel in the order of the numbers. In addition, “-” in the cell is a pixel that is not subject to interpolation calculation, and no interpolation data is prepared for these pixels. Such a pixel is given a luminance value of 0 by the initialization process described above.

したがって、本実施形態によれば、フレームの並び順で転送処理及び補間処理を進行させることができるので、データ転送に伴う負担を軽減してその処理を迅速に行えるという利点がある。また不必要なピクセルについては補間データの演算を回避するようにしたので、その面でも迅速な処理を行えるという利点がある。上記の実施形態においては2つのフレームを単位として補間処理が行われていたが、もちろん、それ以上の個数のフレームあるいはフレームの半分などを単位として補間処理が行われてもよい。また、上記の実施形態においてはフレーム及び補間データセットがバースト転送されていたが、他の転送方式を採用することができる。しかしながら、上記のようなバースト転送によれば先頭から所定のアドレスまで一括して迅速にデータ転送を行えるので、極めて簡便であり、データ転送に伴うプロセッサの負担を軽減できるという利点がある。   Therefore, according to the present embodiment, since the transfer process and the interpolation process can be performed in the frame arrangement order, there is an advantage that the process associated with data transfer can be reduced and the process can be performed quickly. In addition, since unnecessary pixels are not subjected to computation of interpolation data, there is an advantage that rapid processing can be performed in this respect. In the above-described embodiment, the interpolation processing is performed in units of two frames. Of course, the interpolation processing may be performed in units of more frames or half of the frames. Further, in the above embodiment, the frame and the interpolation data set are burst-transferred, but other transfer methods can be adopted. However, according to the burst transfer as described above, since data transfer can be quickly performed collectively from the head to a predetermined address, there is an advantage that it is extremely simple and the burden on the processor accompanying the data transfer can be reduced.

本発明に係る超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. 3D空間に対する任意断面の設定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the setting of the arbitrary cross section with respect to 3D space. 補間テーブルの作成処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the preparation process of an interpolation table. 座標変換を説明するための図である。It is a figure for demonstrating coordinate transformation. 座標変換結果を表す構造体を示す図である。It is a figure which shows the structure showing a coordinate transformation result. 補間対象となるピクセル点と8つの近傍点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the pixel point used as the interpolation object, and eight neighboring points. 補間テーブルの具体的な例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of an interpolation table. データ転送方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the data transfer method. データ転送方法を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the data transfer method. 補間演算で求められた画素値のマッピングを説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating mapping of the pixel value calculated | required by the interpolation calculation.

符号の説明Explanation of symbols

10 3Dプローブ、14 メモリ、16 3D画像形成部、22 任意断層画像形成部、23 内部メモリ、24 補間テーブル、25 補間テーブル作成部、26 並び換え部。   10 3D probe, 14 memory, 16 3D image forming unit, 22 arbitrary tomographic image forming unit, 23 internal memory, 24 interpolation table, 25 interpolation table creating unit, 26 rearrangement unit.

Claims (8)

三次元空間内で取得されたフレーム集合が格納される第1記憶部と、
前記三次元空間に対して設定される切断面上の各画素について、その補間演算で参照される複数の近傍データに与える複数の重み係数を有する補間データを演算する補間データ演算部と、
前記切断面上の画素アレイに対応した補間データ列が格納される第2記憶部と、
前記第1記憶部からフレーム転送順に従って転送されるフレーム集合と、前記第2記憶部から前記フレーム転送順に対応した順序で転送される補間データ列とを用いて、前記フレーム転送順に対応した順序で前記切断面上の各画素についての補間演算を順次進行させて前記切断面に対応した断層画像を形成する画像形成プロセッサと、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。
A first storage unit storing a frame set acquired in a three-dimensional space;
For each pixel on the cutting plane set for the three-dimensional space, an interpolation data calculation unit that calculates interpolation data having a plurality of weighting factors to be given to a plurality of neighboring data referenced in the interpolation calculation;
A second storage unit storing an interpolation data string corresponding to the pixel array on the cut surface;
Using the frame set transferred from the first storage unit according to the frame transfer order and the interpolation data sequence transferred from the second storage unit in the order corresponding to the frame transfer order, in the order corresponding to the frame transfer order An image forming processor that sequentially proceeds with an interpolation operation for each pixel on the cut surface to form a tomographic image corresponding to the cut surface;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
請求項1記載の装置において、
前記補間データ列の転送に先立って、前記第2記憶部上に前記フレーム転送順に対応した並び順で前記補間データ列を格納する配列制御手段を含むことを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 1.
Prior to the transfer of the interpolated data string, an ultrasonic diagnostic apparatus comprising: array control means for storing the interpolated data string in the arrangement order corresponding to the frame transfer order on the second storage unit.
請求項2記載の装置において、
前記配列制御手段は、前記切断面上の画素並び順で順次実行された各画素の座標変換の結果に基づいて、それらの座標変換の結果を前記フレーム転送順に対応した並び順に並び換え、
前記補間データ演算部は、前記並び換え後の前記各画素についてその座標変換結果に基づいて補間データを演算することを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 2.
The array control means rearranges the coordinate conversion results in an order corresponding to the frame transfer order based on the result of coordinate conversion of each pixel sequentially executed in the pixel arrangement order on the cut surface,
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the interpolation data calculation unit calculates interpolation data based on a coordinate conversion result for each pixel after the rearrangement.
請求項2記載の装置において、
前記補間データ演算部は、前記切断面上の画素並び順で各画素ごとに順次実行された座標変換の結果に基づいて各画素ごとに補間データを演算し、
前記配列制御手段は、前記切断面上の画素並び順に従った補間データ列を前記各画素についての座標変換の結果に基づいて前記フレーム転送順に対応した並び順に並び換えることを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 2.
The interpolation data calculation unit calculates interpolation data for each pixel based on the result of coordinate transformation performed sequentially for each pixel in the pixel arrangement order on the cut surface,
The ultrasonic diagnosis is characterized in that the array control means rearranges the interpolation data sequence according to the pixel arrangement order on the cut surface in an arrangement order corresponding to the frame transfer order based on a result of coordinate conversion for each pixel. apparatus.
請求項1記載の装置において、
前記第1記憶部に格納されるフレーム集合がフレーム単位で転送され、
前記第2記憶部に格納される補間データ列がフレーム単位に相当する単位で転送されることを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 1.
A set of frames stored in the first storage unit is transferred in units of frames;
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the interpolation data string stored in the second storage unit is transferred in a unit corresponding to a frame unit.
請求項1記載の装置において、
前記切断面上の各画素ごとに基準フレーム番号が特定され、
前記第2記憶部から前記画像形成プロセッサへ、同じ基準フレーム番号を有する複数の補間データからなる補間データセットが基準フレーム番号順で一括転送されることを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 1.
A reference frame number is identified for each pixel on the cut surface,
An ultrasonic diagnostic apparatus, wherein an interpolation data set including a plurality of interpolation data having the same reference frame number is collectively transferred from the second storage unit to the image forming processor in the order of reference frame numbers.
請求項1記載の装置において、
前記補間データ演算部は、前記切断面上における前記三次元領域内の各有効画素について前記補間データを演算し、
前記補間データ列は前記各有効画素についての補間データによって構成されることを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 1.
The interpolation data calculation unit calculates the interpolation data for each effective pixel in the three-dimensional region on the cut surface,
2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the interpolation data string is constituted by interpolation data for each effective pixel.
請求項1記載の装置において、
前記画像形成プロセッサは内部メモリを有し、
前記内部メモリには、複数のフレームで構成されるフレームセット、及び、そのフレームセットに対応した補間データセットが格納されることを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 1.
The image forming processor has an internal memory;
The ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that the internal memory stores a frame set composed of a plurality of frames and an interpolation data set corresponding to the frame set.
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