JPH0572981B2 - - Google Patents

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JPH0572981B2
JPH0572981B2 JP5748286A JP5748286A JPH0572981B2 JP H0572981 B2 JPH0572981 B2 JP H0572981B2 JP 5748286 A JP5748286 A JP 5748286A JP 5748286 A JP5748286 A JP 5748286A JP H0572981 B2 JPH0572981 B2 JP H0572981B2
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JP
Japan
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line
scanning
image
point
received signal
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP5748286A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62212564A (en
Inventor
Sadahiko Ozaki
Hiroaki Sumya
Toshimasa Tomota
Fumihide Sato
Kenji Kusano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP5748286A priority Critical patent/JPS62212564A/en
Priority to DE19863644363 priority patent/DE3644363A1/en
Priority to US06/946,481 priority patent/US4841489A/en
Publication of JPS62212564A publication Critical patent/JPS62212564A/en
Publication of JPH0572981B2 publication Critical patent/JPH0572981B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば金属材中の欠陥を検出し、
その欠陥像を高解像度、実時間で表示することの
できる超音波非破壊検査装置等における物体映像
化方法、もしくは電磁波を用いて地表面の状況を
上空より遠隔操作で映像化することのできる合成
開口レーダによる物体映像化方法に関するもので
ある。 〔従来の技術〕 従来の超音波非破壊検査等で用いられている手
法は超音波ビームを絞つて映像化対象物体の一点
の空間情報をその反射信号の送信から受信までの
伝播時間より測定し、超音波送受信子を電子的も
しくは機械的に順次走査し、映像化対象物体像を
点情報の集まりとして映像化、表示してゆくとい
うものであつた。 この方式による装置は、装置自身は簡易なもの
であるが、走査方向の分解能すなわち方位分解能
が超音波ビームの絞り込み度合に依存しており、
すなわち、超音波ビームの拡がりそのものが方位
分解能を与えるものであり、超音波ビームの拡が
りは物体までの距離に比例することから、方位分
解能は物体までの距離に比例して劣化してゆくと
いう欠点があつた。このため、特に近年の原子
力、火力等プラント配管溶接部等構造材の健全
性、余寿命を破壊力学手法によつて評価するため
の材料中の欠陥の形状の定量化の要求には必ずし
も充分対応し得るものではないというのが現状で
ある。 合成開口法を用いた超音波非破壊検査は上記パ
ルスエコー法の欠点を除去しようとするもので、
方位分解能の向上とあわせて映像化対象物体まで
の距離によらず一定の方位分解能が得られるとい
う特徴を有するものである。このことを第6図及
び第7図を用いて説明する。第6図において、1
は開口dを有し超音波を送受波できる超音波送受
信子、2は超音波送受信子1から送波されたビー
ム拡がり各θωを有する超音波ビーム、3は映像
化対象物体で、ここでは点物体としている。4は
超音波送受信子1と映像化対象物体3の間に介在
する伝播媒質、5は超音波送受信子1の走査線
(面)である。超音波送受信子1からの送波超音
波の中心周波数をf、伝播媒質4中の音速をCと
し、また超音波ビーム2が映像化対象物体3を見
込むことのできる超音波送受信子1の走査範囲の
長さをLとしている。超音波送受信子1の走査方
向をx軸とし、x軸に直交する深さ方向をz軸に
とると、映像化対象物体3はx−z平面において
(Xo、Zo)に位置し、超音波送受信子は走査線
5上を超音波を送受しつつ走査し、その位置を
(x、o)としている。第7図は第6図における
各々の走査点(送信点)における映像化対象物体
3からの反射による超音波送受信子1の受信信号
を送信からの時間に対して図示したものである。
ここで、走査点(x、o)における超音波送受信
子1の超音波受信信号の送信から受信までの時間
をt(x)すなわち位相遅れは t(x)=2/c√(−)22 ……(1) で与えられる。この(1)式で与えられる位相履歴は
第7図中二点鎖線で示すように双曲線となる。長
さLの範囲内において受信された受信信号をコヒ
ーレント(同相)加算することによつて第7図中
の双曲線上に時空間的に分散されている物体反射
による信号強度を映像化対象物体3たる対応物点
上に圧縮できるというものである。このことは第
6図における走査線5上の各走査点が超音波ビー
ム2の拡がり角θωから決まる長さLの開口を有
する超音波送受信子の開口を順次占有形成してゆ
く、すなわち、開口Lの超音波送受信子で映像化
対象物体3を照射したのと物理的に等価である。
この長さLを合成開口長といい、このようにして
映像化対象物体3の像を形成する方法を合成開口
法という。 この時、方位分解能δxは超音波波長λとして δx=λ/LZo ……(2) となるが、Lは超音波ビームの拡がりλ/dと、映 像化対象物体3までの距離Zoで与えられ L=λ/dZo ……(3) であるので、(3)式で決まるLを(2)式に代入して、
結局方位分解能は δx=d ……(4) となる。上記合成開口法による方位分解能は(4)式
から判るように映像化対象物体3までの距離Zo
に依存しないで、超音波送受信子1の開口d程度
で一定となるというものである。 合成開口法による物体映像化方法を例えば第6
図におけるx−z平面を対象に実施しようとする
場合について第8図を用いて説明する。第8図に
おいて合成開口長Lの範囲の全て走査点での受信
信号群を用いて再生される領域はその合成開口長
Lの中心線の画像化対象線分l上の各点であり、
この画像化対象線分l上の画像化対象点lKを再生
するのに必要な受信信号群は図中の二点鎖線で示
した双曲線上の受信信号の値である。この時の合
成開口長Lはx−z平面で画像化しようとするz
方向の最も距離の大きい位置に対応して定義され
たものである。また、双曲線が定義される範囲は
超音波送受信子の超音波ビームの拡がりで決ま
り、時中点線で示している。すなわち、走査方向
に対して合成開口長Lの長さの領域を画像化する
ためには、合成開口長の2倍の2Lの走査範囲の
全ての走査点の受信信号群が必要となるわけであ
る。図中、x軸方向に幅Lの画像化領域AR1を
画像化するのに必要な受信信号群は2Lの長さの
走査範囲SC1の全受信信号群が、同じく幅Lの画
像化領域AR2の画像化するのに必要な受信信号
群は2Lの長さの走査範囲SC2の全受信信号群が必
要となつてゆくことになる。 この方式によつて広範囲の画像化領域を画像化
しようとする場合、画像再生のための双曲線で示
される位相履歴線はz軸方向(走査方向と直交方
向)に対して異なる値を有する再生対象点に対し
てそれらの関数の形が異なるため、各走査点での
受信信号列をいつたんA/D変換し、メモリ内に
格納し、走査点毎の受信信号列を全て一方向が走
査点に対応し、一方向が時間つまりz軸方向の距
離に対応する二次元の構成から成る二次元メモリ
に取り込み、画像化対象点に対応した位相履歴線
から決まるそれぞれの各走査点での受信信号列の
中の信号値を順次拾い出し加算してゆく必要があ
る。この処理操作を全ての画像化対象点に対して
くり返し実行してゆくことになる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の超音波もしくは電磁波による物体映像化
方法は以上のように構成されているので、画像化
領域が順次更新され、広範囲の領域を画像化して
ゆかねばならない配管部等の非破壊検査などの場
合、走査点の受信信号列の格納と、画像再生のた
めの処理には相当の工夫が払われなければ、膨大
な受信信号群格納用の大容量のメモリと極めて長
い画像再生処理時間を要してしまい、また、画像
再生された結果は、超音波もしくは電磁波の空間
伝播特性すなわちビームの拡がり特性、伝播距離
による減衰等を受けたものになつており、何らか
の補正を加えなければ対象物体の例えば散乱係数
といつた物理情報を適性に求めることはできない
などの問題点があつた。 この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、合成開口法による超音波もし
くは電磁波による物体映像化方法において、メモ
リの要領の節約化と併せて画像再生処理時間の高
速化(実時間化)をなし得ると共に高品位の画像
を得ることのできる超音波もしくは電磁波による
物体映像化方法を得ることを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係る超音波もしくは電磁波による物
体映像化方法は、超音波もしくは電磁波ビームの
対象物体からの反射波を受信し、その受信信号の
送信から受信までの位相遅れから決まる走査方向
に沿つた位相履歴線を用いて対象物体像を得る合
成開口法に基づく物体映像化方法において、各走
査点での受信信号列をアナログ/デイジタル変換
した離散デイジタル値を1合成開口範囲内のみの
受信信号群を格納する波形メモリに順次に格納し
てゆく際、波形メモリ部内のデータを1走査分づ
つラインシフトし、常に最新の走査点を端点とす
る1合成開口範囲内のみの受信信号群を波形メモ
リ部に格納し、各位相履歴線に対応した各アドレ
ス情報群を用いて波形メモリ部内の各データ群を
読み出し、この各データ群毎にデータを累算して
最新の走査点を終端点とする合成開口範囲の中心
線の線画像用のデータを得、この線画像用のデー
タに超音波もしくは電磁波送受信系の走査線
(面)からの直下距離によつて決まる画像補正値
を乗算して補正し、この補正した線画像用のデー
タを上述のようにして次々と得て映像化するよう
にしたものである。 〔作用〕 この発明における超音波もしくは電磁波による
物体映像化方法は、各走査点での受信信号列をア
ナログ/デイジタル値に変換した離散デイジタル
値を波形メモリ部に格納してゆく際、現に格納さ
れている最新の走査点の直前の走査点までの受信
信号群を1走査点分ラインシフトし、直前の走査
点に対応した受信信号列が格納されていた領域に
最新の走査点に対応した受信信号列を格納して波
形メモリ部内の最新の走査点をを終端点とする1
合成開口範囲から得た受信信号群をマトリツクス
状に格納し、各位相履歴線に対応した各アドレス
情報群を用いて波形メモリ部内の各データ群を読
み出し、各データ群毎に、累算して1合成開口範
囲の中心線に対応する線画像用のデータを得、超
音波もしくは電磁波送受信系の走査線(面)から
の直下距離によつて決まる画像補正値を線画像用
のデータに乗算して補正し、この補正した線画像
用のデータを各走査点における超音波もしくは電
磁波の送受波毎に得て逐次に映像化する。 〔実施例〕 以下、この発明の実施例を図について説明す
る。 まず、この発明の一実施例を理解し易くするた
めにこの発明の一実施例の原理的なことについて
説明する。1合成範囲内の中心線の画像化対象線
分lを画像化するために画像化対象線分lの線像
を構成する各画素のデータを出すための各画素に
対応する位相履歴線は互いに異なつているもので
ある。しかし、1合成開口範囲におけるこれらの
位相履歴線の関数形は、他の1合成開口範囲にお
ける位相履歴線の関数形に各々対応して同じもの
である。すなわち、走査点の直下方向(例えば第
6図でz方向)の各映像化対象線分を画像再生す
るための各合成開口範囲内の各受信信号群に対す
る各位相履歴線は、その画像再生しようとする各
画像化対象線分に対応した各合成開口範囲内の各
受信信号群に対してはたとえ合成開口範囲が異な
つた位置にあるとしても共通に用いられ得るとい
う点に着目し、この共通の位相履歴線が画像デー
タ処理用に利用されるものである。ここでの合成
開口範囲とは画像再生しようとする走査点より最
も距離が離れた位置に対応したものとして定義し
ている。このことを第5図を用いて説明する。 第5図において、合成開口範囲SA1の中心線で
ある画像化対象線分l1を画像再生する場合は、合
成開口範囲SA1の受信信号群に対して図中に示し
た位相履歴線テーブル部PTの位相履歴線PLのア
ドレス情報を用いて画像化対象線分l1上の画像化
対象点を順次再生してゆくことができる。例え
ば、位相履歴テーブル部PTには画像化対象線分
lを各画像化対象点を頂点とした双曲線状の位相
履歴線PLに関するアドレス情報群が格納されて
いる。合成開口範囲SA1に対する画像化対象線分
をl1とし、この画像化対象線分l1上の1つの画像
化対象点l1Kとする。このl1Kに対応する画像化対
象線分l上の画像化対称点をlKとし、この点lK
対する位相履歴線PLKとすると、位相履歴線PLK
に関するアドレス情報が位相履歴線テーブルPT
から取出され、合成開口範囲SA1内の受信信号群
の内でそのアドレス情報すなわち位相履歴線PLK
上の受信信号が後述の波形メモリ部から取出され
て加算され、画像化対象点l1Kに対応する1画素
の補正前のデータが生成される。このようなこと
を、画像化対象線分l1の全ての画像化対象点につ
いて行われれば画像化対象線分l1を画像化するた
めの線画像用の1ライン分の補正前のデータが得
られる。次に、合成開口範囲SA1とは1走査分
P′だけずれた合成開口範囲SA2に対する画像化対
象線分l2を画像化する場合、合成開口範囲SA1と
合成開口範囲SA2に共通な共通範囲CAの受信信
号群は画像化対象線分l2の線画像用のデータを演
算するときにも共通に用いられる。従つて、この
範囲CAに対する受信信号群は画像化対象線分l1
の補正前の線画像用のデータを演算した後にも残
しておく。このような受信信号群に走査点SCP2
で走査して得た受信信号列を加え、合成開口範囲
SA1の時と同じように合成開口範囲SA2に対する
受信信号群を演算処理して画像化対象線分l2に対
する補正前の線画像用のデータを得ることができ
る。ここで、画像化対象線分l2上の画像化対象点
l2Kが画像化対象線分lの上のlK点に対応してい
れば点l1Kと同じ位相履歴線PLKに関するアドレ
ス情報を共通に用いることができる。このよう
に、位相履歴線テーブル部PTに格納されている
位相履歴線PLに関するアドレス情報を各合成開
口範囲の各受信信号群に対して各線画像用のデー
タを得るために共通に用いることができる。上述
した処理操作を順次くり返してその都度線画像用
のデータを後述のように補正してゆけば線画像の
集まりとして二次元画像が逐次再生されてゆくこ
とになる。この時、例えば合成開口範囲SA1と合
成開口範囲SA2の受信信号群において、第5図に
示した合成開口範囲SA1の左端の走査点SCP1と
合成開口範囲SA2の右端の走査点SCP2の受信信
号列が異なるのみで共通範囲CAのみの受信信号
群は全く同じものであることに着目する。すなわ
ち、1合成開口範囲の受信信号群を格納するだけ
の二次元の格納用メモリ(以下、波形メモリ部と
いう)を有し、超音波送受信子を逐次走査して、
超音波を送受波し、受信信号をアナログ/デイジ
タル変換(以下、A/D変換という)したのち、
波形メモリ部に格納する際、波形メモリ部内の受
信信号群を全て1走査分のみラインシフトし、現
に格納しようとする最新の走査点の直前の走査点
に対応した受信信号列がラインシフト前に格納さ
れていた列に、ラインシフト後にこの受信信号列
を格納する。次いで、位相履歴線テーブル部PT
を用いて線画像のデータを再生し、出力表示し、
次の走査点へ移行するという処理操作を順次くり
返してゆけばよいことがわかる。また、線画像を
出力表示する前に超音波伝播特性による補正を画
像化対象線分lである線画像の各々の画像化対象
点に対して行うことにより超音波伝播距離、超音
波ビーム拡がり等による影響を除去した再生像を
出力表示することができる。この時、再生画像の
補正は線画像上の各画像化対象点の線画像のデー
タとその点に対する補正値を乗算することによつ
て実施し得、さらにこの補正値は線画像上の各画
像化対象点に対する補正値をテーブル化しておけ
ば、全ての線画像に対して共通に用いることがで
きるものである。なお、上記受信信号群を処理す
る場合に、1合成開口範囲に対応する受信信号群
を波形メモリ部に格納するように説明したが、波
形メモリ部はそれ以上の容量をもつものであつて
もよい。 第1図はこの発明の一実施例を適用した装置の
ブロツク構成図である。同図において、1は開口
dを有し角度θωの拡がりを有する超音波ビーム
を送波しこのエコーを受波できる超音波送受信
子、6は被検材であり、超音波送受信子1によつ
て被検材6内部の画像化を行い内部欠陥を映像化
しようとするものである。7は超音波送受信子1
にスパイク状のパルス電圧を印加し、超音波信号
を被検材6中へ送波せしめるためのパルス発生
器、8は超音波送受信子1によつて得られた調音
波受信信号を増幅するための受信増幅器、9は
A/D変換器であり、受信増幅器8で所定のレベ
ルに増幅された受信信号をA/D変換し、デイジ
タル値を得て、連続信号をある定められたサンプ
リング時間で離散化する。10は送受タイミング
制御器であり、パルス発生器7より超音波受信子
1へパルス電圧を印加するタイミング信号を発生
し、かつA/D変換器9が受信信号をA/D変換
する開始時間を制御するタイミング信号を発生す
る。11は送受タイミング制御器10にタイミン
グ信号を発生するための制御信号を提供し、か
つ、超音波送受信子1を被検材6表面を走査せし
めるための制御信号を発生し、さらに超音波送受
信子1の超音波送受信時の位置情報を超音波送受
信子1の走査駆動部エンコーダ等を介して取り込
むタイミングを制御する測定系制御部、12は測
定系制御部11よりの走査制御信号により超音波
送受信子1を走査せしめるための走査駆動部であ
る。13はA/D変換器9によつて離散デイジタ
ル値に変換された各走査点での受信信号列を順次
全領域データをラインシフトしながら格納してゆ
くための波形メモリ部、14は前述の合成開口範
囲内の受信信号群から画像化対象線上の各々の点
を画像再生するための位相履歴線テーブル部であ
り、位相履歴線テーブル部14は後述するように
画像化対象線l上の各々の画像化対象点を画像再
生するのに必要な各位相履歴線に従つて波形メモ
リ部13から各走査点に対応した受信信号列の中
の対応値を読み出すためのアドレス情報群が書き
込まれたアドレステーブルでもある。15は画像
化対象線上の各々の点に対応した再生画像を補正
するための補正値テーブル部であり、後述するよ
うにこの補正値は画像化対象線の各々の点の第3
図におけるz座標値のみによつて決定される補正
値があらかじめ計算され格納されている。16は
画像再生制御部であり、A/D変換器9によつて
得られる離散デイジタル値が波形メモリ部13内
に書き込むためのTアドレス、位相履歴線テーブ
ル部14のアドレス情報に従つて波形メモリ部1
3から値を読み出すための(i、J)アドレス、
位相履歴線に沿つて波形メモリ部13内値を順次
もしくは並列的に読み出し、その読み出された値
の加算もしくは累算結果が画像化対象線l上の第
何番目の画像化対象点に対応するかの情報である
kアドレス、再生画像値である加算結果に対する
画像補正を行うために上記kアドレスと同期して
補正値テーブル15から補正値を読み出すための
信号を制御発生する。17は画像再生制御部16
からの(i、J)アドレス信号に従つて波形メモ
リ部13から読み出されてくる値を加算もしくは
累算するための累算器、18は乗算器であり、画
像再生制御部16からの画像化対象点情報である
kアドレス信号に従つて補正値テーブル部15か
ら読み出された再生画像を補正するための補正値
と累算器17の出力である累算結果とを乗算す
る。19は画像再生制御部16からのkアドレス
信号に従つて乗算器18の出力である補正画像再
生値が順次書き込まれ、画像化対象線の再生画像
が格納される画像メモリ部、20は画像表示部で
あり、画像メモリ部19の再生画像値を逐次ライ
ンシフト(スクロール)しながら表示することに
よつて連続的に画像領域が更新されてゆく形で平
面画像を表示する。 第2図乃至第4図は第1図に示した波形メモリ
部13と位相履歴線テーブル部14と補正値テー
ブル部15について被検材6が円配管形状の場合
についてその構成を示したものである。 ここで第1図に示した波形メモリ部13と位相
履歴線テーブル部14について以下被検材6が円
配管形状の場合について、その構成を第2図を用
いて説明する。同図において、配管中心Oから配
管外壁T0迄の配管外半径をRo、配管中心Oから
配管内壁T1迄の配管内半径をRiとし、第1図に
示した超音波送受信子1は配管外壁T0面上を周
方向へ走査されているものとする。走査されてる
超音波送受信子1の開口をd、配管材中の音速を
c、送波されている超音波の中心周波をf、配管
内壁T1面上の1点を超音波ビームが見込み得る
配管外壁T0面上の合成開口長をL、この合成開
口長Lを見込む配管中心Oでの角度をα、超音波
送受信子1の超音波ビームの拡がり角をθωとす
ると、超音波波長λは λ=c/f ……(5) となり、超音波ビームの拡がり角θωは θ=λ/d ……(6) となる。合成開口長Lは角度αを用いて L=Ro・α ……(7) となり、この時αは
[Industrial Application Field] This invention detects defects in metal materials, for example,
An object visualization method using ultrasonic non-destructive inspection equipment that can display the defect image in high resolution and in real time, or a synthesis method that uses electromagnetic waves to visualize the situation on the ground surface remotely from the sky. This invention relates to an object imaging method using an aperture radar. [Prior art] The method used in conventional ultrasonic non-destructive testing is to focus the ultrasonic beam and measure the spatial information of a single point on the object to be imaged based on the propagation time from the transmission to reception of the reflected signal. , an ultrasonic transmitter/receiver is sequentially scanned electronically or mechanically, and the object image to be visualized is visualized and displayed as a collection of point information. Although the device itself is simple, the resolution in the scanning direction, that is, the azimuth resolution, depends on the degree of narrowing of the ultrasound beam.
In other words, the spread of the ultrasound beam itself gives lateral resolution, and since the spread of the ultrasound beam is proportional to the distance to the object, the lateral resolution deteriorates in proportion to the distance to the object. It was hot. For this reason, it is not always sufficient to meet the recent demands for quantifying the shape of defects in materials in order to evaluate the soundness and remaining life of structural materials such as welded parts of piping in nuclear power plants, thermal power plants, etc. using fracture mechanics techniques. The current situation is that this is not possible. Ultrasonic non-destructive testing using the synthetic aperture method attempts to eliminate the drawbacks of the pulse echo method mentioned above.
In addition to improving the azimuth resolution, this method has the feature that a constant azimuth resolution can be obtained regardless of the distance to the object to be visualized. This will be explained using FIGS. 6 and 7. In Figure 6, 1
is an ultrasonic transmitter/receiver that has an aperture d and can transmit and receive ultrasonic waves, 2 is an ultrasound beam transmitted from the ultrasonic transmitter/receiver 1 and has a beam spread of θω, and 3 is an object to be imaged; It is treated as an object. 4 is a propagation medium interposed between the ultrasound transceiver 1 and the object to be imaged 3; 5 is a scanning line (plane) of the ultrasound transceiver 1; The center frequency of the transmitted ultrasound from the ultrasound transceiver 1 is f, the speed of sound in the propagation medium 4 is C, and the scanning of the ultrasound transceiver 1 is such that the ultrasound beam 2 can see the imaging target object 3. Let L be the length of the range. If the scanning direction of the ultrasound transmitter/receiver 1 is taken as the x-axis, and the depth direction orthogonal to the x-axis is taken as the z-axis, the imaging target object 3 is located at (Xo, Zo) in the x-z plane, and the ultrasound The transceiver element scans the scanning line 5 while transmitting and receiving ultrasonic waves, and its position is set at (x, o). FIG. 7 shows the received signals of the ultrasonic transmitter/receiver 1 due to reflections from the imaging target object 3 at each scanning point (transmission point) in FIG. 6 with respect to time from transmission.
Here, the time from transmission to reception of the ultrasonic reception signal of the ultrasonic transmitter/receiver 1 at the scanning point (x, o) is t(x), that is, the phase delay is t(x)=2/c√(-) 2 + 2 ... is given by (1). The phase history given by this equation (1) becomes a hyperbola as shown by the chain double-dashed line in FIG. By coherently (in-phase) adding the received signals received within the range of length L, the signal intensity due to the object reflection that is spatiotemporally dispersed on the hyperbola in FIG. 7 is visualized on the target object 3. This means that the corresponding point can be compressed onto the corresponding point. This means that each scanning point on the scanning line 5 in FIG. This is physically equivalent to irradiating the imaging object 3 with the L ultrasonic transmitter/receiver.
This length L is called a synthetic aperture length, and the method of forming an image of the object 3 to be visualized in this way is called a synthetic aperture method. At this time, the azimuth resolution δ x is given by the ultrasound wavelength λ as δ x = λ/LZo (2), where L is the spread of the ultrasound beam λ/d and the distance Zo to the imaging target object 3. Given L=λ/dZo...(3), so substituting L determined by equation (3) into equation (2),
In the end, the azimuth resolution becomes δ x = d...(4). As can be seen from equation (4), the azimuth resolution by the above synthetic aperture method is the distance Zo to the imaging target object 3.
It is constant at approximately the aperture d of the ultrasonic transmitter/receiver 1, without depending on . For example, the object imaging method using the synthetic aperture method is
A case in which the process is performed on the xz plane in the figure will be explained using FIG. 8. In FIG. 8, the area reproduced using the received signal group at all scanning points within the range of the synthetic aperture length L is each point on the imaging target line segment l of the center line of the synthetic aperture length L,
The received signal group necessary to reproduce the imaging target point l K on the imaging target line segment l is the value of the received signal on the hyperbola indicated by the two-dot chain line in the figure. At this time, the synthetic aperture length L is z to be imaged on the x-z plane.
It is defined corresponding to the position with the greatest distance in the direction. Further, the range in which the hyperbola is defined is determined by the spread of the ultrasonic beam of the ultrasonic transmitter/receiver, and is indicated by a dotted line. In other words, in order to image an area with a synthetic aperture length L in the scanning direction, a group of received signals from all scanning points in a scanning range of 2L, which is twice the synthetic aperture length, is required. be. In the figure, the received signal group necessary to image the imaging area AR1 having a width L in the x-axis direction is that the entire receiving signal group in the scanning range SC1 having a length of 2L is the same as that in the imaging area AR2 having a width L. As for the received signal group necessary for imaging, the entire received signal group of the scanning range SC2 having a length of 2L becomes necessary. When attempting to image a wide range of imaging areas using this method, the phase history line indicated by the hyperbola for image reproduction has different values in the z-axis direction (direction perpendicular to the scanning direction). Since the shapes of these functions differ for each point, the received signal string at each scanning point is A/D converted and stored in memory, and all the received signal strings for each scanning point are converted in one direction to the scanning point. The received signal at each scanning point determined from the phase history line corresponding to the point to be imaged is captured into a two-dimensional memory consisting of a two-dimensional configuration in which one direction corresponds to time, that is, distance in the z-axis direction. It is necessary to sequentially pick up and add up the signal values in the column. This processing operation will be repeatedly executed for all the imaging target points. [Problems to be solved by the invention] Since the conventional object imaging method using ultrasonic waves or electromagnetic waves is configured as described above, the imaging area must be updated sequentially and a wide range of areas must be imaged. In the case of non-destructive inspection of piping, etc., unless considerable effort is made to store the received signal sequences of scanning points and process for image reproduction, large-capacity memory to store the huge number of received signal groups will be required. This requires an extremely long image reproduction processing time, and the image reproduction results are affected by the spatial propagation characteristics of ultrasound or electromagnetic waves, that is, the beam spread characteristics, attenuation due to propagation distance, etc. There were problems in that physical information such as the scattering coefficient of the target object could not be appropriately obtained without some kind of correction. This invention was made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to reduce memory requirements and speed up image reproduction processing time in an object imaging method using ultrasonic waves or electromagnetic waves using the synthetic aperture method. The purpose of the present invention is to obtain a method for imaging objects using ultrasonic waves or electromagnetic waves, which can realize real-time processing and obtain high-quality images. [Means for Solving the Problems] A method for imaging an object using ultrasound or electromagnetic waves according to the present invention receives a reflected wave of an ultrasound or electromagnetic wave beam from a target object, and processes the received signal from transmission to reception. In an object imaging method based on the synthetic aperture method that obtains a target object image using a phase history line along the scanning direction determined by the phase delay, the discrete digital values obtained by converting the received signal sequence at each scanning point from analog to digital are converted into 1 When sequentially storing a group of received signals within the synthetic aperture range into a waveform memory, the data in the waveform memory section is line-shifted one scan at a time, and one synthetic aperture range is always created with the latest scanning point as the end point. The received signal groups within the range are stored in the waveform memory section, each data group in the waveform memory section is read out using each address information group corresponding to each phase history line, and the data is accumulated for each data group. Obtain data for a line image of the center line of the synthetic aperture range with the latest scanning point as the end point, and add data to this line image data based on the direct distance from the scanning line (plane) of the ultrasonic or electromagnetic wave transmission/reception system. The image is corrected by being multiplied by a determined image correction value, and the corrected line image data is obtained one after another as described above and visualized. [Operation] The object imaging method using ultrasonic waves or electromagnetic waves according to the present invention is that when storing the discrete digital values obtained by converting the received signal sequence at each scanning point into analog/digital values in the waveform memory section, The received signal group up to the scanning point immediately before the latest scanning point is line-shifted by one scanning point, and the reception signal group corresponding to the latest scanning point is transferred to the area where the received signal sequence corresponding to the immediately preceding scanning point was stored. 1. Store the signal sequence and set the latest scanning point in the waveform memory section as the termination point.
The received signal groups obtained from the synthetic aperture range are stored in a matrix, each data group in the waveform memory section is read out using each address information group corresponding to each phase history line, and each data group is accumulated. 1 Obtain line image data corresponding to the center line of the synthetic aperture range, and multiply the line image data by an image correction value determined by the direct distance from the scanning line (plane) of the ultrasound or electromagnetic wave transmission/reception system. This corrected line image data is obtained for each transmission and reception of ultrasound or electromagnetic waves at each scanning point and sequentially visualized. [Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. First, in order to make the embodiment of the present invention easier to understand, the principle of the embodiment of the present invention will be explained. 1 In order to image the imaging target line segment l of the center line within the synthesis range, the phase history lines corresponding to each pixel to output data of each pixel constituting the line image of the imaging target line segment l are mutually They are different. However, the functional forms of these phase history lines in one synthetic aperture range are the same as the functional forms of the phase history lines in another synthetic aperture range, respectively. In other words, each phase history line for each received signal group within each synthetic aperture range for reproducing an image of each line segment to be visualized in the direction directly below the scanning point (for example, the z direction in FIG. 6) is used to reproduce the image. We focused on the fact that the received signal groups within each synthetic aperture range corresponding to each line segment to be imaged can be used in common even if the synthetic aperture ranges are at different positions. The phase history line is used for image data processing. The synthetic aperture range here is defined as the range that corresponds to the farthest distance from the scanning point from which an image is to be reproduced. This will be explained using FIG. 5. In FIG. 5, when reproducing the image of the line segment l1 to be imaged, which is the center line of the synthetic aperture range SA1, the phase history line table section PT shown in the figure is used for the received signal group of the synthetic aperture range SA1. Using the address information of the phase history line PL, it is possible to sequentially reproduce the imaging target points on the imaging target line segment l1. For example, the phase history table section PT stores a group of address information regarding a hyperbolic phase history line PL of a line segment l to be imaged with each imaging target point as its apex. Let l1 be the line segment to be imaged for the synthetic aperture range SA1, and one point l1K to be imaged on this line segment to be imaged l1. Let l K be the imaging symmetric point on the imaging target line segment l corresponding to this l1 K , and let the phase history line PL K for this point l K be the phase history line PL K
The address information for the phase history line table PT
The address information of the received signal group within the synthetic aperture range SA1, that is, the phase history line PL K
The above received signals are taken out from the waveform memory section, which will be described later, and added to generate uncorrected data of one pixel corresponding to the imaging target point l1K . If this is done for all the imaging target points of the imaging target line segment l1, one line of uncorrected data for the line image for imaging the imaging target line segment l1 can be obtained. . Next, the synthetic aperture range SA1 is one scan.
When imaging the imaging target line segment l2 for the synthetic aperture range SA2 shifted by P', the received signal group of the common range CA that is common to the synthetic aperture range SA1 and the synthetic aperture range SA2 is the line of the imaging target line segment l2. It is also commonly used when calculating image data. Therefore, the received signal group for this range CA is the imaging target line segment l1
The data for the line image before correction is also left after calculation. Scanning point SCP2 is applied to such a group of received signals.
Add the received signal train obtained by scanning with
As in the case of SA1, the received signal group for the synthetic aperture range SA2 is processed to obtain uncorrected line image data for the line segment l2 to be imaged. Here, the imaging target point on the imaging target line segment l2
If l2 K corresponds to point l K on the line segment l to be imaged, address information regarding the same phase history line PL K as point l1 K can be used in common. In this way, the address information regarding the phase history line PL stored in the phase history line table section PT can be used in common to obtain data for each line image for each received signal group in each synthetic aperture range. . By sequentially repeating the above processing operations and correcting the line image data each time as described below, a two-dimensional image will be successively reproduced as a collection of line images. At this time, for example, in the received signal group of the synthetic aperture range SA1 and the synthetic aperture range SA2, the received signal sequence of the leftmost scanning point SCP1 of the synthetic aperture range SA1 and the rightmost scanning point SCP2 of the synthetic aperture range SA2 shown in FIG. Note that the received signal groups of only the common range CA are exactly the same, with the only difference being that. That is, it has a two-dimensional storage memory (hereinafter referred to as a waveform memory unit) that can store a group of received signals for one synthetic aperture range, and sequentially scans the ultrasonic transceiver.
After transmitting and receiving ultrasonic waves and performing analog/digital conversion (hereinafter referred to as A/D conversion) of the received signal,
When storing in the waveform memory section, all received signal groups in the waveform memory section are line-shifted by one scan, and the received signal sequence corresponding to the scanning point immediately before the latest scanning point to be stored is shifted by one line. This received signal string is stored in the stored column after line shifting. Next, the phase history line table section PT
Regenerate the line image data using , output and display it,
It can be seen that it is sufficient to sequentially repeat the processing operation of moving to the next scanning point. In addition, before outputting and displaying the line image, by performing correction based on the ultrasound propagation characteristics for each imaging target point of the line image, which is the imaging target line segment l, the ultrasound propagation distance, ultrasound beam spread, etc. It is possible to output and display a reproduced image from which the influence of At this time, correction of the reproduced image can be performed by multiplying the line image data of each imaging target point on the line image by a correction value for that point, and this correction value is further applied to each image on the line image. If the correction values for the points to be converted are made into a table, they can be used commonly for all line images. It should be noted that when processing the above received signal group, it has been explained that the received signal group corresponding to one synthetic aperture range is stored in the waveform memory section, but even if the waveform memory section has a larger capacity. good. FIG. 1 is a block diagram of an apparatus to which an embodiment of the present invention is applied. In the figure, 1 is an ultrasonic transmitter/receiver that has an aperture d and is capable of transmitting an ultrasonic beam having a spread angle θω and receives the echo; 6 is a material to be inspected; The purpose is to image the inside of the material 6 to be inspected and visualize internal defects. 7 is ultrasonic transmitter/receiver 1
8 is a pulse generator for applying a spike-like pulse voltage to transmit an ultrasonic signal into the test material 6; 8 is for amplifying the harmonic reception signal obtained by the ultrasonic transceiver 1; The reception amplifier 9 is an A/D converter, which A/D converts the reception signal amplified to a predetermined level by the reception amplifier 8, obtains a digital value, and converts the continuous signal at a predetermined sampling time. Discretize. Reference numeral 10 denotes a transmission/reception timing controller, which generates a timing signal for applying a pulse voltage from the pulse generator 7 to the ultrasonic receiver 1, and also controls the start time for the A/D converter 9 to A/D convert the received signal. Generates timing signals to control. 11 provides a control signal for generating a timing signal to the transmission/reception timing controller 10, and also generates a control signal for causing the ultrasonic transceiver 1 to scan the surface of the specimen 6; 1 is a measurement system control unit that controls the timing of capturing position information during ultrasound transmission and reception via the scan drive unit encoder of the ultrasound transceiver 1; This is a scanning drive unit for causing the child 1 to scan. 13 is a waveform memory section for storing the received signal sequence at each scanning point converted into discrete digital values by the A/D converter 9 while sequentially line-shifting the entire area data; 14 is the aforementioned waveform memory section; This is a phase history line table section for reproducing images of each point on the imaging target line l from a group of received signals within the synthetic aperture range, and the phase history line table section 14 reproduces images of each point on the imaging target line l as described later. A group of address information for reading out corresponding values in the received signal sequence corresponding to each scanning point from the waveform memory unit 13 is written in accordance with each phase history line necessary for image reproduction of the imaging target point. It is also an address table. Reference numeral 15 denotes a correction value table section for correcting the reproduced image corresponding to each point on the line to be imaged, and as described later, this correction value is
A correction value determined only by the z coordinate value in the figure is calculated and stored in advance. Reference numeral 16 denotes an image reproduction control section, in which the discrete digital values obtained by the A/D converter 9 are written into the waveform memory according to the T address and address information of the phase history line table section 14 for writing into the waveform memory section 13. Part 1
(i, J) address for reading the value from 3,
The values in the waveform memory section 13 are read out sequentially or in parallel along the phase history line, and the result of addition or accumulation of the read values corresponds to the number of the imaging target point on the imaging target line l. A signal for reading a correction value from the correction value table 15 is generated under control in synchronization with the k address to perform image correction on the addition result, which is the reproduced image value. 17 is an image playback control section 16
An accumulator 18 is a multiplier for adding or accumulating the values read out from the waveform memory unit 13 in accordance with the (i, J) address signal from the image reproduction control unit 16. The correction value for correcting the reproduced image read from the correction value table section 15 in accordance with the k address signal which is the target point information is multiplied by the accumulation result which is the output of the accumulator 17. Reference numeral 19 denotes an image memory unit into which corrected image reproduction values, which are the outputs of the multiplier 18, are sequentially written in accordance with the k address signal from the image reproduction control unit 16, and the reproduced image of the line to be imaged is stored; and 20, an image display unit. The two-dimensional image is displayed in such a way that the image area is continuously updated by displaying the reproduced image values in the image memory section 19 while sequentially line-shifting (scrolling) them. 2 to 4 show the configurations of the waveform memory section 13, phase history line table section 14, and correction value table section 15 shown in FIG. 1 when the test material 6 is in the shape of a circular pipe. be. The configuration of the waveform memory section 13 and phase history line table section 14 shown in FIG. 1 will be described below with reference to FIG. 2 in the case where the specimen 6 is in the shape of a circular pipe. In the figure, the outer radius of the pipe from the pipe center O to the pipe outer wall T0 is Ro, and the pipe inner radius from the pipe center O to the pipe inner wall T1 is Ri. Assume that the surface is being scanned in the circumferential direction. The aperture of the ultrasonic transmitter/receiver 1 being scanned is d, the speed of sound in the piping material is c, the center frequency of the transmitted ultrasonic wave is f, and one point on the inner wall T1 of the piping is the piping where the ultrasonic beam can be expected. If the synthetic aperture length on the outer wall T0 surface is L, the angle at the pipe center O looking into this synthetic aperture length L is α, and the spread angle of the ultrasonic beam of the ultrasonic transmitter/receiver 1 is θω, then the ultrasonic wavelength λ is λ =c/f...(5), and the spread angle θω of the ultrasonic beam is θ=λ/d...(6). The synthetic aperture length L is calculated using the angle α as L=Ro・α (7), and in this case α is

【化】 で与えられる。次に画像化対象線分lより配管中
心角度θ(例えばθi)に対応した配管外壁面上の
走査点Q(例えばQi)を考える。図中画像化対象
線分l上の深さZo(変数Kを1つの値に特定した
場合ZOK)は画像対象点lK迄のZoの1つの値の位
置をこの走査点Q(例えばQi)より見込む距離を
Z(変数Kを1つの値に特定した場合、ZKは走査
点Qiとし、画像化対象点をlKとした場合のZの1
つの値)とすると Z=√2(−)2−2(−)

……(9) で与えられ、距離Zoなる点を超音波ビームが見
込み得る最も遠方に位置する走査点が配管中心点
Oにおいて画像化対象線分lを基準線としてなす
角度θmax ZOは超音波ビーム拡がり角θωで制限され
次式で与えられる。
It is given by [ ]. Next, consider a scanning point Q (for example, Qi) on the pipe outer wall surface that corresponds to the pipe center angle θ (for example, θi) from the line segment l to be imaged. In the figure, the depth Zo on the line segment l to be imaged (Z OK when the variable K is specified as one value) is the position of one value of Zo up to the image target point lK at this scanning point Q (for example, Qi ) is the expected distance from Z (if the variable K is specified as one value, Z K is the scanning point Qi, and the imaging target point is l K , then 1 of Z)
Z=√ 2 (−) 2 −2(−)

......(9), the angle θ max ZO between the scanning point located at the farthest point that the ultrasonic beam can expect from a point with a distance Zo and the line segment l to be imaged as the reference line at the piping center point O is It is limited by the sound wave beam spread angle θω and is given by the following equation.

【化】 従つて、深さZoなる点を超音波ビームが見込
み得る走査点配管中心Oにおける画像化対象線分
lを基準線とした角度θZOのとり得る範囲は得る
範囲は |θZO|lθmax ZO ……(11) で与えられる。画像化対象線分lで配管内壁TI
面上の点を超音波ビームが見込み得る走査点、す
なわち図中Lで示した合成開口長Lの配管外壁
T0面上の両端の走査点と配管内壁TI面上のその
点との距離Zmax ZO=RO-Riを伝播してくる超音波信号ま
でを受信信号列としなければ図中の画像化対象線
分lの全ての点が画像再生されないことになる。
Zmax ZO=RO-Riは次式で与えられる。
[C] Therefore, the possible range of the angle θ ZO with the line segment l to be imaged at the scanning point piping center O at the scanning point where the ultrasonic beam can be expected to reach the point of depth Zo as the reference line is |θ ZO | lθ max ZO is given by (11). Piping inner wall TI with line segment l to be imaged
The scanning point on the surface where the ultrasonic beam can be expected, that is, the outer wall of the pipe with a synthetic opening length L, indicated by L in the figure.
The distance Z max between the scan points at both ends on the T0 plane and that point on the TI plane of the pipe inner wall If the received signal train must include the ultrasonic signal propagating ZO=RO-Ri, the line to be imaged in the figure All points in the division l will not be reproduced as images.
Z max ZO=RO-Ri is given by the following formula.

【化】 従つて、第1図の波形メモリ部13の容量(M
×Nフレームメモリ構成)に関し、行数Mは超音
波送受信子1の走査ピツチの配管中心Oでの角度
ピツチに対応したものΔθを用いて、 M=〔L/Ro・Δθ〕ガウス記号+1……(13) で与えられ、列数Nは、超音波受信信号のA/D
変換時のサンプリング時間をΔtRとして N=〔2・ZmaxZO=RO-Ri/C・ΔtR+0.5
〕ガウス記号+1……(14) で与えられる。ただし、〔 〕ガウス記号とは、
〔 〕内を整数化するという演算子を示すもので
ある。ここで、画像化対象線分l上の深さZOK
るK番目の画像化対象点lKを画像化再生する場
合、以下の様に第1図の波形メモリ部13の超音
波受信信号群から(i、J)アドレスの波高値を
読み出し加算してゆき、K番目の補正前再生画像
値として得られることになる。第1図の波形メモ
リ部13のi行目の受信信号列に対応したJアド
レスの求め方を述べればここでは充分である。画
像化対象線分l上のK番目の画像化対称点lKの深
さZOKは ZOK=1/2(K−1)C・ΔtR ……(15) で与えられ、i行目の受信信号列に対応する走査
点Qiの画像化対象線分lとなす角度である第2
図における角度θiは第1図における波形メモリ部
13の(13)式で決まる行数Mを用いて θi=(M+1/2−i)Δθ ……(16) となる。この操作点Qiと画像化対象点lKとの距離
ZKは(15)式、(16)式のZOK、θiを用いて次式で与えら
れる。 ZK=√2+(+OK2−2(
OK)……(17) 上記距離ZKに対する波形メモリ部13のi行
目の受信信号列から読み出すべき値の列アドレス
Jは J=〔2・ZK/C・ΔtR+0.5〕ガウス記号+1……(
18) で与えられる。ただし、ここで画像化対象点lK
対して、波形メモリ部13において定義され得る
走査点Qiの範囲すなわち行アドレスiの範囲は
(10)式、(11)式、(15)式、(16)式より次式で決まるimin
K
imax Kの値をとり得るものとして規定される。
[ ] Therefore, the capacity (M
×N frame memory configuration), the number of rows M corresponds to the angular pitch of the scanning pitch of the ultrasonic transmitter/receiver 1 at the piping center O. Using Δθ, M = [L/Ro・Δθ] Gauss symbol + 1... ...(13), and the number of columns N is the A/D of the ultrasonic reception signal.
Assuming the sampling time during conversion as Δt R , N=[2・Z max / ZO=RO-Ri /C・Δt R +0.5
] Gauss sign + 1...(14) is given. However, [ ] Gauss symbol is
[ ] Indicates an operator that converts the value in parentheses into an integer. Here, when reproducing the image of the Kth imaging target point l K at depth Z OK on the imaging target line segment l, the ultrasonic reception signal group of the waveform memory section 13 in FIG. 1 is as follows. The peak values of addresses (i, J) are read out and added, and the K-th pre-correction reproduced image value is obtained. It is sufficient here to describe how to obtain the J address corresponding to the i-th row of received signal sequences in the waveform memory section 13 of FIG. The depth Z OK of the K-th imaging symmetric point l K on the line segment l to be imaged is given by Z OK = 1/2 (K-1) C・Δt R ...(15), and the i-th line The second angle, which is the angle between the scanning point Qi and the line segment l to be imaged, corresponding to the received signal sequence of
The angle θi in the figure becomes θi=(M+1/2−i)Δθ (16) using the number of rows M determined by equation (13) of the waveform memory unit 13 in FIG. The distance between this operating point Qi and the imaging target point l K
Z K is given by the following equation using Z OK and θi in equations (15) and (16). Z K = √ 2 + (+ OK ) 2 −2 (
- OK )...(17) The column address J of the value to be read from the i-th received signal string of the waveform memory unit 13 for the above distance Z K is J = [2・Z K /C・Δt R +0.5] Gauss sign +1...(
18) is given by However, here, the range of scanning points Qi that can be defined in the waveform memory unit 13, that is, the range of row addresses i, with respect to the imaging target point lK is
i min determined by the following equation from equations (10), (11), (15), and (16)
K ~
It is specified that it can take the value i max K.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によれば方位分解能の
優れた合成開口法に基づく物体映像化方法におい
て、映像化体操物体に超音波もしくは電磁波ビー
ムを照射し、映像化対象物体からの反射波を受信
し、1合成開口範囲の受信信号群を波形メモリ部
に格納し、各位相履歴線に対応した波形メモリ部
内の各データ群を用いて各データ群毎にデータを
累算して合成開口範囲の中心線の線画像用のデー
タを出し、この線画像用のデータを走査線(面)
からの直下距離によつて決まる画像補正値で補正
し、補正済みの線画像のデータを逐次画像表示
し、画像化対象空間領域を超音波もしくは電磁波
送受信系を走査しつつ映像化するように構成した
ので、必要なメモリの容量の節約と限られたメモ
リ領域の有効活用を計ることができ、併せて画像
再生処理時間の高速化(実時間化)を実現でき、
さらに距離に依らない高品位の画像再生を実現化
できるものが得られる効果がある。
As described above, according to the present invention, in the object imaging method based on the synthetic aperture method with excellent lateral resolution, an ultrasound or electromagnetic wave beam is irradiated onto the imaging exercise object, and reflected waves from the object to be visualized are received. Then, the received signal group for one synthetic aperture range is stored in the waveform memory section, and data is accumulated for each data group using each data group in the waveform memory section corresponding to each phase history line, and the data for the synthetic aperture range is calculated. Output the data for the line image of the center line, and convert this data for the line image to the scanning line (area)
It is configured to perform correction using an image correction value determined by the direct distance from the line image, display the corrected line image data sequentially, and visualize the spatial area to be imaged while scanning the ultrasound or electromagnetic wave transmitting/receiving system. Therefore, it is possible to save the necessary memory capacity and make effective use of the limited memory area, and at the same time, it is possible to realize faster image playback processing time (real time).
Furthermore, there is an effect that high-quality image reproduction can be realized regardless of distance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の物体映像化方法の一実施例
をより詳しく説明するための機能ブロツク図、第
2図は第1図に示した波形メモリ部と位相履歴テ
ーブル部を説明するための図、第3図は第1図に
おける補正値テーブル部を説明するための説明
図、第4図はこの発明の他の発明による物体映像
化方法の一実施例のための第1図における位相履
歴線テーブル部と波形メモリ部との関係を説明す
るための図、第5図はこの発明による物体映像化
方法を説明するための図、第6図は従来の合成開
口法に基づく物体像再生方法を説明するための
図、第7図は第1図における超音波送受信子が映
像化対象物点によつて反射された超音波受信信号
を走査線(面)に沿つて受信する時の受信信号の
送信から受信までの位相履歴を示す図、第8図は
合成開口法に基づく物体映像化方法における画像
化領域(画像化対象線)と画像再生のために必要
な超音波受信信号群とその受信信号群を得るのに
必要な超音波送受信子の必要走査範囲を説明する
ための図である。 1は超音波送受信子、2は超音波ビーム、5は
走査線(面)、6は被検材、7はパルス発生器、
8は受信増幅器、9はA/D変換器、10は送受
タイミング制御器、11は測定計制御部、12は
走査駆動部、13は波形メモリ部、14は位相履
歴線テーブル部、15は補正値テーブル部、16
は画像再生制御部、17は累算器、18は乗算
器、19は画像メモリ部、20は画像表示部。な
お、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a functional block diagram for explaining in more detail one embodiment of the object imaging method of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining the waveform memory section and phase history table section shown in FIG. 1. , FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the correction value table section in FIG. 1, and FIG. 4 is a phase history line in FIG. 1 for an embodiment of the object imaging method according to another invention of the present invention. FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the table section and the waveform memory section, FIG. 5 is a diagram for explaining the object imaging method according to the present invention, and FIG. 6 is a diagram for explaining the object image reproduction method based on the conventional synthetic aperture method. FIG. 7 is a diagram for explaining the received signal when the ultrasonic transmitter/receiver in FIG. 1 receives the ultrasonic received signal reflected by the imaging object point along the scanning line (plane) A diagram showing the phase history from transmission to reception. Figure 8 shows the imaging area (line to be imaged) in the object imaging method based on the synthetic aperture method, the ultrasonic reception signal group necessary for image reproduction, and its reception. FIG. 3 is a diagram for explaining the required scanning range of an ultrasonic transmitter/receiver necessary to obtain a signal group. 1 is an ultrasonic transceiver, 2 is an ultrasonic beam, 5 is a scanning line (surface), 6 is a material to be inspected, 7 is a pulse generator,
8 is a reception amplifier, 9 is an A/D converter, 10 is a transmission/reception timing controller, 11 is a measuring meter control section, 12 is a scanning drive section, 13 is a waveform memory section, 14 is a phase history line table section, and 15 is a correction section. Value table section, 16
17 is an accumulator, 18 is a multiplier, 19 is an image memory section, and 20 is an image display section. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 超音波もしくは電磁波を用いて対象物体の像
を映像化する際に、超音波もしくは電磁波送受信
系を機械的もしくは電子的に走査しつつ、前記対
象物体に空間的に広がつた超音波もしくは電磁波
ビームを照射し、前記対象物体からの反射波を受
信し、その受信信号の送信から受信までの位相遅
れから決まる走査方向に沿つた位相履歴線を用い
て対象物体像を得る合成開口法に基づく超音波も
しくは電磁波による物体映像化方法において、前
記超音波もしくは電磁波送受信系を走査しつつ、
各走査点での受信信号列をアナログ/デイジタル
変換した離散デイジタル値を1合成開口範囲内の
みの走査点に対応した二次元フレームメモリ構成
から成る波形メモリ部に格納してゆく際、現に格
納されている最新の走査点の直前の走査点までの
前記波形メモリ部内の受信信号列群を全て1走査
点分ラインシフトし、前記直前の走査点に対応し
た受信信号列が格納されていた領域に前記最新の
走査点に対応した受信信号列を格納し、各位相履
歴線に対応した各アドレス情報群により読み出し
た前記波形メモリ部内の各データ群を用いて前記
各データ群毎にデータを累算して前記最新の走査
点を終端点とする合成開口範囲の中心線の線画像
用のデータを出し、前記線画像用のデータに前記
超音波もしくは電磁波送受信系の走査線又は走査
面からの直下距離によつて決まる画像補正値を乗
算して補正し、前記合成開口範囲の中心線の補正
済みの線画像用のデータを逐次画像表示してゆ
き、前記対象物体の画像化対象空間領域を前記超
音波もしくは電磁波送受信系を走査しつつ映像化
してゆくことを特徴とする超音波もしくは電磁波
による物体映像化方法。 2 前記走査線又は前記走査面から前記合成開口
範囲の中心線上の各画像化対象点に対応した直下
距離から決まる前記画像補正値をあらかじめ計算
してテーブル化し、一次元構成のラインメモリに
格納し、前記各画像対象点に対応して前記ライン
メモリから前記各画像補正値を読み出して各々乗
算することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の超音波もしくは電磁波による物体映像化方
法。
[Claims] 1. When visualizing an image of a target object using ultrasonic waves or electromagnetic waves, the ultrasonic wave or electromagnetic wave transmitting/receiving system is mechanically or electronically scanned and the target object is spatially spread. A beam of turbulent ultrasound or electromagnetic waves is irradiated, a reflected wave from the target object is received, and an image of the target object is created using a phase history line along the scanning direction determined by the phase delay between the transmission and reception of the received signal. In an object imaging method using ultrasound or electromagnetic waves based on a synthetic aperture method, while scanning the ultrasound or electromagnetic wave transmission/reception system,
When storing the discrete digital values obtained by analog/digital conversion of the received signal sequence at each scanning point in the waveform memory section consisting of a two-dimensional frame memory configuration corresponding to the scanning points only within one synthetic aperture range, the All the received signal train groups in the waveform memory section up to the scanning point immediately before the latest scanning point are line-shifted by one scanning point, and are transferred to the area where the received signal train corresponding to the most recent scanning point was stored. Storing the received signal string corresponding to the latest scanning point, and accumulating data for each data group using each data group in the waveform memory section read out by each address information group corresponding to each phase history line. and output data for a line image of the center line of the synthetic aperture range with the latest scanning point as the end point, and include the scanning line of the ultrasonic or electromagnetic wave transmitting/receiving system or directly below the scanning plane in the data for the line image. The image correction value determined by the distance is multiplied and corrected, and the corrected line image data of the center line of the synthetic aperture range is sequentially displayed as an image, and the spatial region to be imaged of the target object is A method for imaging an object using ultrasound or electromagnetic waves, which is characterized by imaging an ultrasound or electromagnetic wave transmission/reception system while scanning it. 2. Calculate in advance the image correction value determined from the direct distance corresponding to each imaging target point on the center line of the synthetic aperture range from the scanning line or the scanning plane, create a table, and store it in a one-dimensional line memory. . The method for imaging an object using ultrasound or electromagnetic waves according to claim 1, characterized in that each of the image correction values is read out from the line memory in correspondence with each of the image target points and multiplied.
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