JPH0131152B2 - - Google Patents
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- JPH0131152B2 JPH0131152B2 JP58160106A JP16010683A JPH0131152B2 JP H0131152 B2 JPH0131152 B2 JP H0131152B2 JP 58160106 A JP58160106 A JP 58160106A JP 16010683 A JP16010683 A JP 16010683A JP H0131152 B2 JPH0131152 B2 JP H0131152B2
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/534—Details of non-pulse systems
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、超音波映像装置等に適応できる方位
角適応型フエーズド・アレイ・ソーナーに関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an azimuth adaptive phased array sonar that can be applied to ultrasound imaging devices and the like.
特に、音響的に顕著に固い被検物体に起因する
擬像(アーテイフアクト)を抑圧し得る方位角適
応型フエーズド・アレイ・ソーナーに関する。 In particular, the present invention relates to an azimuth adaptive phased array sonar that can suppress artifacts caused by acoustically significantly hard test objects.
〔従来の技術〕
アレイ探触子より被検物体に音響パルスを照射
し、そのエコー信号を観測する超音波映像装置で
は被検物体に大きいエコー信号を発生する顕著な
物体があると、その物体の等距離であつて角度の
異なる位置に、複数の擬像が発生する現象があ
る。これはエコー信号に位相(または周波数)の
整数倍または整数分の1の信号が発生することに
よるものと考えられ、この擬像を抑圧するために
は、受信信号を帯域通過濾波器に通して、擬像原
因となる周波数成分を除去することが有効である
ことが知られている。[Prior Art] Ultrasonic imaging equipment that irradiates acoustic pulses onto a test object from an array probe and observes the echo signals detects the presence of a prominent object that generates a large echo signal on the test object. There is a phenomenon in which multiple false images occur at positions equidistant from each other but at different angles. This is thought to be due to the generation of signals with an integral multiple or fraction of the phase (or frequency) in the echo signal.In order to suppress this artifact, the received signal must be passed through a bandpass filter. It is known that it is effective to remove frequency components that cause artifacts.
ところが、この帯域通過濾波器を定常的に使用
すると、擬像以外の受信信号についても周波数帯
域制限を受けることになり、画像の解像度が全体
に悪くなる欠点があつた。特に、形の小さい被検
物体の識別が困難であつた。
However, when this bandpass filter is used regularly, received signals other than pseudo images are also subject to frequency band limitations, resulting in a disadvantage that the resolution of the image deteriorates overall. In particular, it has been difficult to identify small-sized test objects.
本発明の目的は、前述の欠点を除去するもの
で、他の被検物体の画像の鮮明さに影響を与えず
に、音響的に顕著に固い被検物体に起因する擬像
の抑圧を行い、画像品質の向上を計るような方位
角適応型フエーズド・アレイ・ソーナーを提供す
ることにある。 The purpose of the present invention is to eliminate the aforementioned drawbacks by suppressing artifacts caused by acoustically significantly hard test objects without affecting the sharpness of the images of other test objects. An object of the present invention is to provide an azimuth adaptive phased array sonar that improves image quality.
本発明は、ビーム走査範囲内に存在する強反響
体に起因する擬像を抑圧することにより画像品質
を向上するもので、
多数個の振動子が配列されて構成されたアレイ
探触子と、この探触子を位相駆動して送受信され
る超音波ビームを扇状に走査することにより対象
物の画像を得る送受信装置とを備え、前記送受信
装置の送信部には、前記アレイ探触子から到来す
る前記複数個の振動子の受信出力信号を入力する
クロス・ポイント・スイツチと、このクロス・ポ
イント・スイツチにより配分された多数の出力端
子の信号をそれぞれタツプ入力とするタツプ付き
遅延回路とを備えた方位角適応型フエーズド・ア
レイ・ソーナーにおいて、
前記遅延回路の出力信号の通路に通過帯域が可
変に制御される濾波器と、前記遅延回路の出力信
号に所定レベルを越えるエコー信号が送出された
ことを検出する検出回路と、この検出回路の出力
に応じて前記超音波ビームの次回以降の走査につ
いて前記エコー信号が検出されたタイミングの近
傍で前記濾波器の通過帯域を狭くする制御手段と
を備えたことを特徴する。
The present invention improves image quality by suppressing pseudo images caused by strong reverberants existing within a beam scanning range, and includes an array probe configured by arranging a large number of transducers; a transmitting/receiving device that obtains an image of the object by phase-driving the probe and scanning the transmitted and received ultrasonic beam in a fan shape; a cross point switch that inputs the received output signals of the plurality of vibrators, and a delay circuit with taps that receives signals from a large number of output terminals distributed by the cross point switch as tap inputs, respectively. In the azimuth angle adaptive phased array sonar, a filter whose pass band is variably controlled is provided in the path of the output signal of the delay circuit, and an echo signal exceeding a predetermined level is sent to the output signal of the delay circuit. a detection circuit for detecting this, and a control means for narrowing the pass band of the filter in the vicinity of the timing at which the echo signal is detected for the next and subsequent scans of the ultrasonic beam according to the output of the detection circuit. It is characterized by being prepared.
以下、図面を用いて本発明の原理を詳しく説明
する。
Hereinafter, the principle of the present invention will be explained in detail using the drawings.
第1図は、アレイ探触子101から送受される
音線102が振れ角θの範囲内で往復されている
ときに、その音線102が描く軌跡内に存在する
強反響体103に起因する擬像が破線104に沿
つて発生している状態を示す。 FIG. 1 shows that when a sound ray 102 transmitted and received from an array probe 101 is reciprocated within the range of deflection angle θ, a strong echo body 103 existing in the trajectory of the sound ray 102 is generated. A state in which a false image occurs along a broken line 104 is shown.
第2図のイは時間領域におけるエコー信号振幅
を示すもので、図の符号aは第1図に示すように
音線102が強反響体103を横断する時点にお
けるエコー信号振幅を示し、同じように図の符号
bは第1図に示すように音線102が強反響体1
03を横断していない位置にあるときの時点のエ
コー信号振幅を示す。直線cはエコー信号振幅に
対し設定された閾値を示すものであり、直線d
は、最低検出レベルを示すものである。 A in FIG. 2 shows the echo signal amplitude in the time domain, and the symbol a in the figure shows the echo signal amplitude at the time when the sound ray 102 crosses the strong echo body 103 as shown in FIG. The symbol b in the figure indicates that the sound ray 102 is the strong reverberant 1 as shown in Figure 1.
03 is shown. The straight line c indicates the threshold value set for the echo signal amplitude, and the straight line d
indicates the lowest detection level.
符号aで示されるエコー信号は、強反響体の位
置にてその振幅は直線cにて示される閾値を超過
していることが図示されている。 The echo signal indicated by the symbol a has an amplitude exceeding the threshold value indicated by the straight line c at the position of the strong echo body.
以下に、図面を用いて本発明を詳しく説明す
る。
The present invention will be explained in detail below using the drawings.
第3図は本発明の実施例装置の要部の構成を示
すブロツク構成図である。第3図において、コン
トローラ12によりタイミングが制御されてトリ
ガー発生器1から発生したトリガーは送信用デイ
レーマツプ回路2aに与えられる。デイレーマツ
プ回路2aでは、トランスデユーサ4と同数のデ
イレー・ラインが用意されていて、各デイレー・
ラインの遅延量はコントローラ12により制御さ
れ、ビームのフオーカシングなどを考慮にいれ
て、ビームの振れ角が所定の角度となるように遅
延時間分布が決定される。このようなデイレーマ
ツプ回路2aを介して得た遅延出力はパルサー3
に与えられる。パルサー3は同時に付勢されるト
ランスデユーサ4に個別に直結されていて、各パ
ルサー3に対応するデイレー・ラインの出力によ
つて付勢され、トランスデユーサ駆動パルスを発
生し、各トランスデユーサ4を励振させる。これ
によりアレイ・トランスデユーサ4から定められ
た方角に超音波ビームが投射される。 FIG. 3 is a block configuration diagram showing the configuration of the main parts of the apparatus according to the embodiment of the present invention. In FIG. 3, a trigger generated from a trigger generator 1 whose timing is controlled by a controller 12 is applied to a transmission delay map circuit 2a. In the delay map circuit 2a, the same number of delay lines as the transducers 4 are prepared, and each delay line is
The line delay amount is controlled by the controller 12, and the delay time distribution is determined so that the beam deflection angle is a predetermined angle, taking into account beam focusing and the like. The delay output obtained through such a delay map circuit 2a is sent to the pulser 3.
given to. The pulsers 3 are individually directly connected to the simultaneously energized transducers 4, and are energized by the output of the delay line corresponding to each pulser 3 to generate transducer drive pulses and drive each transducer. Excite user 4. As a result, an ultrasonic beam is projected from the array transducer 4 in a determined direction.
その後トランスデユーサ4の各エレメントで受
波され電気信号に変換された各エコー信号は受信
アンプ5にてそれぞれ所定の増幅率で増幅され、
続いて送信用デイレーマツプ回路2aと同じ遅延
時間分布に設定された受信用デイレーマツプ回路
2bを経由して各エコー信号の同時性を補正した
後1本の信号に合成され、濾波器6を経て信号処
理回路7に導かれる。信号処理回路7にて処理さ
れた信号はビデオ信号出力端子13に接続され
る。 After that, each echo signal received by each element of the transducer 4 and converted into an electric signal is amplified by a predetermined amplification factor in the receiving amplifier 5, and
Next, the synchronism of each echo signal is corrected through the reception delay map circuit 2b, which is set to have the same delay time distribution as the transmission delay map circuit 2a, and the echo signals are combined into a single signal. is led to circuit 7. The signal processed by the signal processing circuit 7 is connected to a video signal output terminal 13.
ここで本発明の特徴とするところは、上記濾波
器6がその通過帯域が可変である可変濾波器によ
り構成されたところにある。さらに、この濾波器
6を制御するための回路が付加されたところにあ
る。すなわち、信号処理回路7の出力は分岐さ
れ、比較回路8の一方の入力に与えられる。この
比較回路8の他方の入力には、閾値を与える閾値
発生器9が接続される。この比較回路8の出力
は、コンボリユーシヨン回路10に与えられ、コ
ンボリユーシヨン処理を施されて、パラメタ・コ
ントロール回路11に与えられる。パラメタ・コ
ントロール回路11の出力は、濾波器6の可変素
子(例えば可変量素子)を個々に制御して、その
周波数特性を変化するように構成される。 The feature of the present invention is that the filter 6 is constituted by a variable filter whose passband is variable. Furthermore, a circuit for controlling this filter 6 is added. That is, the output of the signal processing circuit 7 is branched and applied to one input of the comparison circuit 8. The other input of this comparison circuit 8 is connected to a threshold generator 9 that provides a threshold value. The output of the comparison circuit 8 is applied to a convolution circuit 10, subjected to convolution processing, and then applied to a parameter control circuit 11. The output of the parameter control circuit 11 is configured to individually control variable elements (for example, variable quantity elements) of the filter 6 to change their frequency characteristics.
この回路の動作を第2図を参照しながら説明す
ると、信号処理回路7の出力は分岐され、第2図
イのa,bのエコー信号に対応するビデオ信号が
比較回路8に導かれる。一方、閾値発生器9では
第2図のイのcに示される値に対応する閾値が設
定されこの閾値が比較回路8に導かれる。比較回
路8で閾値を越えるビデオ信号の存在が判別され
た場合は、第2図のロに相当する信号を出力す
る。この信号はコンボリユーシヨン回路10に与
えられ、この回路の出力は、第2図ハに示すよう
に同図ニに比較して立上りおよび立下り部が緩や
かに曲線状に傾斜した波形になる。この波形の信
号がパラメタ・コントロール回路11に与えられ
る。この緩やかな変化波形によりパラメタ変更が
急激に行われないので画像変化も緩やかに行われ
ることにより、擬像抑圧による不自然さを与えぬ
効果をもたらす。 The operation of this circuit will be explained with reference to FIG. 2. The output of the signal processing circuit 7 is branched, and the video signal corresponding to the echo signals a and b in FIG. On the other hand, the threshold value generator 9 sets a threshold value corresponding to the value shown in c of FIG. If the comparator circuit 8 determines that there is a video signal exceeding the threshold, it outputs a signal corresponding to B in FIG. This signal is applied to a convolution circuit 10, and the output of this circuit has a waveform whose rising and falling portions are more gently sloped in a curved shape, as shown in FIG. 2C, compared to FIG. 2D. This waveform signal is applied to the parameter control circuit 11. With this gradual change waveform, parameter changes are not made suddenly, and therefore image changes are made slowly, resulting in an effect that does not give rise to unnaturalness due to pseudo-image suppression.
パラメタ・コントロール回路11の出力は可変
濾波器6に与えられ、音波が強反響体を通過する
時間より多少長い時間Txに亘つて次回以降の音
線による走査においてこの濾波器6の通過帯域幅
を狭くするように制御が行われる。この制御によ
り、次回以降の走査での強反響体による強い反響
信号は濾波器6により除去されるので、強反響体
に起因する擬像は除去される。 The output of the parameter control circuit 11 is given to the variable filter 6, and the passband width of the filter 6 is changed for the next scanning by the sound ray for a time Tx that is slightly longer than the time it takes for the sound wave to pass through the strong reverberant. Control is performed to narrow it down. With this control, the filter 6 removes the strong reverberation signal caused by the strong echo body in the next scan and subsequent scans, so that the pseudo image caused by the strong echo body is removed.
また、音線が強反響体を通過すれば、濾波器の
パラメタは原状に復帰し、通常の鮮明な画像を与
えるビデオ信号が端子13に与えられる。 Furthermore, when the sound ray passes through the strong reverberant, the parameters of the filter are restored to their original states, and a video signal that provides a normal clear image is applied to the terminal 13.
本発明の回路では、強反響体による強い反響信
号を受波するタイミングの近傍で、帯域通過濾波
器の通過帯域を自動的に狭くするので、画像全体
の品質に悪影響を与えることなく、視野内に存在
する強反響体に起因する擬像の出現を抑止する効
果がある。
In the circuit of the present invention, the passband of the bandpass filter is automatically narrowed near the timing when a strong reverberation signal from a strong reverberant is received. This has the effect of suppressing the appearance of false images caused by strong reverberants present in the area.
第1図は超音波ビーム走査範囲内に強反響体が
存在する場合の擬像発生状況を示す図。第2図は
エコー信号振幅および帯域幅制限信号発生との関
連を示す図。第3図は本発明実施例装置のブロツ
ク構成図。
1……トリガー発生器、2a,2b……デイレ
ーマツプ回路、3……パルサー、4……アレイ・
トランスデユーサ、5……受信アンプ、6……可
変濾波器、7……信号処理回路、8……比較回
路、9……閾値発生器、10……コンボリユーシ
ヨン回路、11……パラメタ・コントロール回
路、12……コントローラ、13……ビデオ信号
出力端子、101……アレイ探触子、102……
音線、103……強反響体、104……擬像発生
部分。
FIG. 1 is a diagram showing a situation in which a false image occurs when a strong reverberant exists within the ultrasound beam scanning range. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between echo signal amplitude and bandwidth limit signal generation. FIG. 3 is a block diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention. 1...Trigger generator, 2a, 2b...Delay map circuit, 3...Pulser, 4...Array
Transducer, 5... Receiving amplifier, 6... Variable filter, 7... Signal processing circuit, 8... Comparison circuit, 9... Threshold generator, 10... Convolution circuit, 11... Parameter. Control circuit, 12... Controller, 13... Video signal output terminal, 101... Array probe, 102...
Sound ray, 103...Strong reverberant, 104...Pseudoimage generation part.
Claims (1)
イ探触子と、 この探触子を位相駆動して送受信される超音波
ビームを扇状に走査することにより対象物の画像
を得る送受信装置と を備え、 上記送受信装置の受信部には、 前記アレイ探触子から到来する前記複数個の振
動子の受信出力信号を入力するクロス・ポイン
ト・スイツチと、 このクロス・ポイント・スイツチにより配分さ
れ多数の出力端子の信号をそれぞれタツプ入力と
するタツプ付き遅延回路と を備えた方位角適応型フエーズド・アレイ・ソー
ナーにおいて、 前記遅延回路の出力信号の通路に通過帯域が可
変に制御される濾波器と、 前記遅延回路の出力信号に所定レベルを越える
エコー信号が送出されたことを検出する検出回路
と、 この検出回路の出力に応じて前記超音波ビーム
の次回以降の走査について前記エコー信号が検出
されたタイミングの近傍で前記濾波器の通過帯域
を狭くする制御手段と を備えたことを特徴とする方位角適応型フエーズ
ド・アレイ・ソーナー。[Claims] 1. An array probe configured by arranging a large number of transducers, and an ultrasonic beam that is transmitted and received by driving the phase of this probe to scan a target object in a fan shape. a transmitting/receiving device for obtaining an image; the receiving section of the transmitting/receiving device includes: a cross point switch for inputting received output signals of the plurality of transducers coming from the array probe; - In an azimuth angle adaptive phased array sonar equipped with a tapped delay circuit which is distributed by a switch and receives signals from a large number of output terminals as tap inputs, the passband is variable in the path of the output signal of the delay circuit. a filter to be controlled; a detection circuit for detecting that an echo signal exceeding a predetermined level is sent to the output signal of the delay circuit; and a detection circuit for determining subsequent scanning of the ultrasound beam in accordance with the output of the detection circuit. An azimuth angle adaptive phased array sonar comprising: control means for narrowing the passband of the filter near the timing at which the echo signal is detected.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58160106A JPS6052785A (en) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | Azimuth adaptive type phased array sonar |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58160106A JPS6052785A (en) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | Azimuth adaptive type phased array sonar |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6052785A JPS6052785A (en) | 1985-03-26 |
JPH0131152B2 true JPH0131152B2 (en) | 1989-06-23 |
Family
ID=15707977
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58160106A Granted JPS6052785A (en) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | Azimuth adaptive type phased array sonar |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6052785A (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54100178A (en) * | 1977-12-27 | 1979-08-07 | Gen Electric | Method of and device for forming ultrasonic image |
JPS58118973A (en) * | 1982-01-08 | 1983-07-15 | Nec Corp | Reverberation suppressing circuit |
JPS58122479A (en) * | 1982-01-14 | 1983-07-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Echo reducing circuit of underwater sailing body guiding device |
-
1983
- 1983-08-31 JP JP58160106A patent/JPS6052785A/en active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS54100178A (en) * | 1977-12-27 | 1979-08-07 | Gen Electric | Method of and device for forming ultrasonic image |
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JPS58122479A (en) * | 1982-01-14 | 1983-07-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Echo reducing circuit of underwater sailing body guiding device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6052785A (en) | 1985-03-26 |
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