JPS60105388A - Picture data interpolation device - Google Patents

Picture data interpolation device

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Publication number
JPS60105388A
JPS60105388A JP21352283A JP21352283A JPS60105388A JP S60105388 A JPS60105388 A JP S60105388A JP 21352283 A JP21352283 A JP 21352283A JP 21352283 A JP21352283 A JP 21352283A JP S60105388 A JPS60105388 A JP S60105388A
Authority
JP
Japan
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data
interpolation
image
ultrasonic
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP21352283A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Yano
雅彦 矢野
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS60105388A publication Critical patent/JPS60105388A/en
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to smoothly interpolate by filtering and interpolating picture data so that the interpolation at the blank part between actual data is in an ideal distribution with a digital filter. CONSTITUTION:A picture memory 1 stores the picture obtained from an ultrasonic device. An interpolation point counter 2 detects and counts the interpolation points between picture elements by means of the actual data and in case of interpolation points, the actual data located just before are outputted to the rear stage side. A coefficient generator 4 receives the output information of an echo depth detector 3 and a counter 2 and for the data obtained from a memory 1, generates a correction coefficient to obtain the interpolation data. A digital filter 5 receives and operates the correction coefficient outputtedby a coefficient generator 4, thereby obtaining the ideal interpolation data at respective interpolation points from the data string given from a memory 1.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は超音波診断装置等の画像データを補間する画像
データ補間装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an image data interpolation device for interpolating image data of an ultrasonic diagnostic device or the like.

〔発明の技術的背景〕[Technical background of the invention]

例えば医用の診断に用いる超音波診断装置の一つに電子
走査方式の超音波探触子(fロープ)を用いた扇形走査
(セクタスキャン)方式の超音波診断装置がある。
For example, one of the ultrasonic diagnostic apparatuses used for medical diagnosis is a sector scan type ultrasonic diagnostic apparatus using an electronic scanning type ultrasonic probe (F-rope).

この装置は例えば複数個の超音波振動素子を並設してな
るアレイ形の超音波探触子を用い、この超音波探触子の
各超音波振動子に対し、超音波ビームの送信方向に対応
して各々励振タイミングを変えて各々の超音波振動素子
を励振・させることにより、各超音波振動素子から発生
する超音波相互の干渉によって目的方向に向う超音波ビ
ームとなすようにしたもので、励振タイミングを各々電
子的に制御することによシ、超音波ビームをセクタスキ
ャンさせるようにしたものである。
This device uses, for example, an array-type ultrasonic probe consisting of a plurality of ultrasonic transducer elements arranged in parallel, and for each ultrasonic transducer of this ultrasonic probe, By exciting each ultrasonic vibrating element by changing the excitation timing accordingly, the ultrasonic waves generated from each ultrasonic vibrating element interfere with each other to form an ultrasonic beam heading in the target direction. , the ultrasonic beam is made to perform sector scanning by electronically controlling the excitation timing.

セクタスキャンさせる超音波診断装置としてはこの他に
単一の超音波探触子を駆動機構によってセクタスキャン
させるようにしたメカニカルセクタスキャン方式のもの
もある。
In addition to the above ultrasonic diagnostic apparatus that performs sector scanning, there is also a mechanical sector scan system in which a single ultrasonic probe is scanned in sectors by a drive mechanism.

ところで、このような超音波診断装置においてはテレビ
走査形のモニタに扇形走査実時間断層像(リアルタイム
のセクタスキャン断層像)を表示させるために超音波ビ
ームの送信方向よシ得られるエコー信号を該送信方向に
対応したモニタ画面の超音波ラスク上におけるエコー信
号のオリジナルデータとして画像データを記憶するフレ
ームメモリの該超音波ラスタ方向に対応する画素位置の
アドレスに書き込み、テレビ走査にしたがって該フレー
ムメモリの内容全水平方向すなわち画像をテレビ走査に
合わせて水平軸方向に順次読み出し、−走査線分読み出
すと垂直軸方向に位置をずらして再び水平方向に読み出
すと云った操作を行い、そして、この読み出されて来る
画像データをもとに超音波ラスク間の画素を埋めるため
の直線補間処理を行っている。すなわち、隣接する超音
波ラスタ位置の各画像データによる輝度レベルを直線で
結び、この超音波ラスク間の各画素位置のデータをこの
直線との交点の示すレベルに対応したディノタル値をも
って補間するものである。
By the way, in such an ultrasound diagnostic apparatus, in order to display a fan-scan real-time tomographic image (real-time sector-scan tomographic image) on a television scanning monitor, echo signals obtained according to the transmission direction of the ultrasound beam are classified. The image data is written to the address of the pixel position corresponding to the ultrasonic raster direction of the frame memory that stores the image data as the original data of the echo signal on the ultrasonic raster of the monitor screen corresponding to the transmission direction, and the frame memory is written in accordance with the television scanning. Contents The entire horizontal direction, that is, the image is read out sequentially in the horizontal axis direction in accordance with the television scanning, and when the -scanning line is read out, the position is shifted in the vertical axis direction and read out again in the horizontal direction. Based on the incoming image data, linear interpolation processing is performed to fill in the pixels between ultrasound rusks. That is, the brightness levels of each image data at adjacent ultrasonic raster positions are connected with a straight line, and the data at each pixel position between these ultrasonic rasks is interpolated with a dinotal value corresponding to the level indicated by the intersection with this straight line. be.

従って、モニタへは各超音波ラスク間の空白部分が隣接
する超音波ラスク上の画像データをもとにした直線補間
によるデータで埋められたかたちの画像信号が送られ、
これによって超音波ラスタ数(すなわち、超音波ビーム
数に対応する)が十分な数だけなくとも密なる超音波断
層像が得られるようになる。超音波ビームにょるセクタ
スキャンは連続して操り返し行われ、これによって逐次
得られるエコー信号のデータはフレームメモリ上の該エ
コー信号の得られたビーム方向対応位置は記憶され、旧
データと更新されてゆくので、モニタ上にはリアルタイ
ムの超音波断層像が表示されることになる。
Therefore, an image signal is sent to the monitor in which the blank space between each ultrasonic rask is filled with data obtained by linear interpolation based on the image data on the adjacent ultrasonic rask.
As a result, a dense ultrasound tomographic image can be obtained even if the number of ultrasound rasters (that is, corresponding to the number of ultrasound beams) is not sufficient. Sector scanning using the ultrasonic beam is performed continuously and repeatedly, and the data of the echo signals obtained one after another is stored in the frame memory and the position corresponding to the beam direction where the echo signal was obtained is updated with the old data. As the ultrasound progresses, a real-time ultrasound tomographic image is displayed on the monitor.

ところで、この超音波ラスク間の画像データ空白部とな
る区間の画素の補間処理はフレームメモリの水平軸方向
の画素について順次その内容を読み出し、隣接超音波ラ
スタの画像データより直線補間によりデータを得てこれ
を補間データとして上記隣接超音波ラスク間の空白部に
補てんし、これによりて−次元補間処理を行ってこれを
ディジタル・アナログ変換し、テレビ同期信号等を付加
してコンポジットビデオ信号化した後、テレビ走査形の
モニタに与え、像として表示させることからディジタル
・データの分解能の関係によって補間データとその両隣
の超音波ラスタ位置の画像データの値にかなシの差が生
じることが多く、従って、これによる虚像の発生や不自
然な像が表示されることになる。
By the way, the interpolation process for pixels in the image data blank area between ultrasound rasters is performed by sequentially reading out the contents of pixels in the horizontal axis direction of the frame memory, and obtaining data by linear interpolation from the image data of adjacent ultrasound rasters. This was then used as interpolation data to fill in the blank space between the adjacent ultrasonic rusks, and this was used to perform -dimensional interpolation processing, digital-to-analog conversion, and a TV synchronization signal was added to create a composite video signal. Since the interpolated data is then fed to a television scanning monitor and displayed as an image, there is often a slight difference between the values of the interpolated data and the image data at the ultrasound raster positions on both sides, depending on the resolution of the digital data. Therefore, this causes a virtual image to be generated or an unnatural image to be displayed.

すなわち、第1図に黒丸で示す如き画像データ列につい
て補間する場合を考えてみる。図において、黒丸印が超
音波ラスタ位置の画素であり、また白丸印がその空白部
となる画素位置であり、そして、縦軸、が輝度に対応す
る画像データとなる。これを第1図に示すように隣接す
る超音波ラスタ位置の画像データ(図における黒丸部分
)間を直線で結び該画像データの画素位置間の空白部と
なる画素位置の補間データは該画素位置における前記直
線の位(dのレベルを充てる。その際、該レベルはディ
ジタル祉で表わされるので、その分解能がΔ2であった
とすると隣接する超音波ラスタ位置の画素間の画像デー
タの差(輝度差)をこれら画素間に存在する空白の画素
数で割り、この得られた部分ずつ各々の画素に対し差を
与えるかたちで補間データを得ることから、このとき、
補間データはその最小の分解能であるΔ2より小さい量
に対しては量子化が成されない。
In other words, let us consider the case where an image data string as shown by black circles in FIG. 1 is interpolated. In the figure, the black circles are the pixels at the ultrasonic raster positions, the white circles are the pixel positions of the blank areas, and the vertical axis is image data corresponding to brightness. As shown in Figure 1, the image data at adjacent ultrasonic raster positions (black circles in the figure) are connected by a straight line, and the interpolated data for the pixel position that is the blank area between the pixel positions of the image data is the interpolated data at the pixel position. The level of the straight line (d) is assigned to the level of the straight line in ) is divided by the number of blank pixels existing between these pixels, and interpolated data is obtained by giving a difference to each pixel for each obtained portion, so at this time,
Interpolated data is not quantized for amounts smaller than its minimum resolution, Δ2.

従って、補間すべきデータの値は実際には32以内の僅
少差があってもそれはデータ値に反映されないことにな
り、その結果、Δ2刻みの変化しか与えられないことに
なって補間データで補間した後の画像データをもって画
像表示した際に不自然な像となる他、直線補間であるた
めにピークが急峻となりがちであるため、像にギラツキ
が生じることになる。
Therefore, even if there is actually a slight difference within 32 in the data value to be interpolated, it will not be reflected in the data value, and as a result, only a change in steps of Δ2 will be given, and the interpolation data will be interpolated. When an image is displayed using the image data after the interpolation, it will not only look unnatural, but also cause glare because the peaks tend to be steep due to linear interpolation.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記の事情に鑑みて成されたもので、より自然
な画像を表示することのできる画像データ補間装置を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an image data interpolation device that can display more natural images.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

すなわち本発明は上記目的を達成するため、与えられる
画像の各画素位置毎のデータに像を形成するデータに混
在して補間すべき空白のデータがある場合において、前
記各画素位置毎のデータを受けてこれより像形成用のデ
ータ間にあるデータの補間点を検出し、且つこの間の補
間点検出回数を計数すると共に受けた前記像形成用の最
新のデータを出力する補間検出手段と、少なくとも前記
像形成用のデータ間に存在する前記補間点数と同数分の
データ記憶容量を持ち前記補間検出手段の出力するデー
タの最新の複数線分のデータX11 K’2 r・・・
xnを保持するデータ保持部、これら複数組のデータに
対し与えられた補正係数a旦、・・・”!+aBを用い
て前記データX l r X 2 + ”’ Xnに対
しin −・a2 al XI +an−a3 a2X
22 +a4as xs +−+an −84a3 xn−2
+an−as a2xn−。
That is, in order to achieve the above-mentioned object, the present invention solves the problem that, when there is blank data to be interpolated mixed with data forming an image in data for each pixel position of a given image, the data for each pixel position is interpolation detection means for receiving the data and detecting an interpolation point between data for image formation, counting the number of times the interpolation point has been detected during this period, and outputting the latest received data for image formation; The data X11 K'2 r... of the latest plural line segments of the data output from the interpolation detection means has a data storage capacity equal to the number of interpolation points existing between the image forming data.
A data holding unit that holds xn uses the correction coefficient a given to these multiple sets of data...''!+aB to calculate in -・a2 al for the data X l r X 2 + ''' XI +an-a3 a2X
22 +a4as xs +-+an -84a3 xn-2
+an-as a2xn-.

2 +吐・・・lL3 a2 al Xnとなる演算を行う
演算部とを有しこの演算により得たデータを前記各画素
位置毎のデータが与えられる毎に出力するディジタルフ
ィルタと、補間点数毎に対応させ予め設定した理想フィ
ルタのイン/4’ルス応答の重み関数が補正係数a旦・
・・a2.lJとして記憶されると共に前記補間点検出
回数の値に対応する補正係数を読み出して出力する係数
発生手段とより構成し、例えば、超音波装置により得ら
れた断層像のデータにおける実データ間の空白部の補間
をディジタルフィルタにより理想的な分布となるように
フィルタリングして補間するようにする。
2 + discharge...lL3 a2 al The weighting function of the in/4' pulse response of the ideal filter set in advance is the correction coefficient adan・
・・a2. 1J, and a coefficient generating means for reading out and outputting a correction coefficient corresponding to the value of the number of times of interpolation point detection. Interpolation is performed using a digital filter to obtain an ideal distribution.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

すなわち、超音波セクタスキャンにょシ得られた画像に
おいて、その画像をよシ自然にテレビ走査形のモニタに
表示するためにはセクタスキャンに対応した扇状に分布
する各超音波ラスタの画素位置間の空白部分に対し、い
くつかの補間データで埋めてやる必要がある。理想的に
は原エコー情報に対して滑らかで且つ連続的で振動の少
ない関数で第2図の如く補間することが望ましい。この
第2図は理想的な補間例であり、黒丸は実データ、白丸
は補間データである。
In other words, in order to display an image obtained by an ultrasound sector scan more naturally on a television scanning monitor, it is necessary to It is necessary to fill in the blank parts with some interpolated data. Ideally, it is desirable to interpolate the original echo information using a smooth, continuous, and vibration-free function as shown in FIG. This FIG. 2 is an ideal example of interpolation, where black circles are actual data and white circles are interpolated data.

本発明は分解能を高め、且つ画質を向上させるべく方位
分解能向上の処理を行い、その後にスムージングを行っ
て第2図に示す如き理想的なかたちに近い補間を行った
画像を得ようとするものである。
The present invention aims to increase resolution and improve image quality by performing processing to improve azimuth resolution, and then performing smoothing to obtain an interpolated image close to the ideal shape as shown in Figure 2. It is.

す々わち、超音波装置における画像の分解能には大別す
ると距離分解能と方位分解能の二つに分けられる。
In other words, the resolution of images in ultrasonic devices can be roughly divided into two types: distance resolution and azimuth resolution.

このうち距離分解能とは超音波が伝搬する方向での分解
能であり、これはノ4シス状に放射される超音波のパル
ス幅によってほぼ決定される。
Among these, the distance resolution is the resolution in the direction in which the ultrasonic waves propagate, and this is approximately determined by the pulse width of the ultrasonic waves that are radiated in a cylindrical manner.

一方、方渋分解能とは超音波の伝搬方向と直交する断面
内での分解能で、これは送波される超音波のビーム太さ
と受信する超音波振動子の受信指向性とによってはぼ定
まる。送波される超音波ビームの太さは送波する超音波
振動子の指向性によって定まるので、云い換えれば方位
分解能は送信超音波振動子の指向性と受信超音波振動子
の指向性によって決定されると云ってよい。
On the other hand, the relative resolution is the resolution within a cross section perpendicular to the propagation direction of the ultrasonic wave, and this is roughly determined by the beam thickness of the transmitted ultrasonic wave and the receiving directivity of the receiving ultrasonic transducer. The thickness of the transmitted ultrasonic beam is determined by the directivity of the transmitting ultrasonic transducer; in other words, the azimuth resolution is determined by the directivity of the transmitting ultrasonic transducer and the receiving ultrasonic transducer. It is safe to say that it will be done.

これらはいずれも超音波装置の持っ個有の条・件によシ
定まるものであるが、更に方位分解能に対して着目すれ
ば超音波信号は音波であるために広がり、且つ被検体中
では高域成分について減衰される傾向があシ、これは方
位方向に対するがケとなって影響する。
All of these are determined by the unique conditions of the ultrasonic device, but if we also focus on azimuth resolution, the ultrasonic signal is a sound wave, so it spreads, and in the subject, it spreads at a high frequency. There is a tendency for the area components to be attenuated, and this has a negative effect on the azimuth direction.

従って、これについて補正を施こすとすでに得られた超
音波画像に対して方位分解能の改善を図ることができる
Therefore, by correcting this, it is possible to improve the lateral resolution of the already obtained ultrasound image.

本発明では実データをもとにディジタルフィルタによる
フィルタリング処理を行って補間点の理想的な補間デー
タを得、そして、これらデータについて必要ならばスム
ージングを行って理想に近い画像データを得るようにす
る。
In the present invention, filtering processing is performed using a digital filter based on actual data to obtain ideal interpolated data at interpolation points, and smoothing is performed on these data if necessary to obtain image data close to the ideal. .

第3図はその一例を示す方位解能改善を行った画像デー
タ列、第4図はこれに対してスムージングを施こした後
の画像データ列であり、第4図では第2図に近い形態と
なっていることがわかる。
Figure 3 shows an example of the image data sequence with improved azimuth resolution, and Figure 4 shows the image data sequence after smoothing. It can be seen that

以下、この原理を用いた本発明の一実施例について説明
する。
An embodiment of the present invention using this principle will be described below.

第5図は本装置の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of this device.

図中1は図示しないセクタスキャン方式の超音波装置か
ら得られた超音波像を記憶する少なくとも1フレ一ム分
の容量を持つ画像メモリである。
In the figure, reference numeral 1 denotes an image memory having a capacity of at least one frame for storing an ultrasonic image obtained from a sector scan type ultrasonic device (not shown).

い超音波ラスクアドレス発生器にふり超音波ビームの位
置に対応するアドレス情報を発生させ、このアドレスに
対応して予めアドレス毎に設定しである超音波ビーム方
向となるよう前記超音波装置を制御して超音波ビームの
送受方向を制御するとともにこの超音波ラスクアドレス
発生器の出力を受けて前記画像メモリ1の書き込みアド
レスを発生する図示しない書き込みアドレス発生器より
超音波ビームの送信方向に対応した前記画像メモリ1の
アドレス全発生して画像データを該画像メモリ1の該ア
ドレスによって指定されるメモリ上に記憶させてゆく。
generate address information corresponding to the position of the ultrasonic beam in an ultrasonic rask address generator, and control the ultrasonic device so that the ultrasonic beam direction is set in advance for each address in accordance with this address; A write address generator (not shown) that receives the output of the ultrasonic rask address generator and generates a write address for the image memory 1 corresponds to the transmitting direction of the ultrasonic beam. All the addresses of the image memory 1 are generated and the image data is stored in the memory specified by the address of the image memory 1.

また、画像メモリ1の読み出しは図示しない読み出しア
ドレス発生器よシテレビ走育に対応した速度で、しかも
テレビ走査と同じ水平、垂直走査となるように順次画像
メモリ1のアドレスを切換えながら指定して行う。
Further, the readout of the image memory 1 is carried out by a readout address generator (not shown) at a speed corresponding to the television scanning, and by sequentially switching and specifying the address of the image memory 1 so that the horizontal and vertical scanning is the same as the television scanning. .

2は補間点数計数器であり、例えば前記画像メモリ1よ
り読み出されて来る画像データを受けて隣接する超音波
ラスク間にある画−像データの空白となる画素数(超音
波のデータを受けていない部分であるのでデータ値は零
となり、従ってデータが零であれば空白となる画素であ
ることがわかる)を検出して計数して補間点の計数を行
うかまたは読み出し専用のメモリ等で予め補間点のデー
タを記憶させておき、前記読み出しアドレス発生器の出
力アドレスによりアドレス指定してそのデータを読み出
すなどして実データによる画素(ビクセル)間の補間点
及び補間点数を計算すると共に補間点である場合には直
前の実データを後段側に出力するものである。
Reference numeral 2 denotes an interpolation point counter, which receives the image data read out from the image memory 1 and calculates the number of blank pixels in the image data between adjacent ultrasonic rasks (receiving the ultrasonic data). If the data is zero, the data value will be zero, so if the data is zero, it is a blank pixel). Interpolation point data is stored in advance, and the data is read out by specifying the address using the output address of the read address generator, thereby calculating interpolation points and the number of interpolation points between pixels (vixels) based on the actual data, and performing interpolation. If it is a point, the immediately preceding actual data is output to the subsequent stage.

3は前記画像メモリ1から読み出された画像データにお
ける超音波エコー検出時の深さ位置を検出するエコー深
度検出器であり、前記深度をテレビ表示位置から計算し
、方位分解能改善のだめのフィルタ関数の深度・ぐラメ
ータとして用いる。具体的には例えばメモリ等で構成し
、画像メモリ1の各画素位置対応のアドレスに深度情報
を書き込んでおき、前記読み出しアドレス発生器の出力
アドレス対応のアドレスよシ深度情報を読み出すように
する。
Reference numeral 3 denotes an echo depth detector that detects the depth position at the time of ultrasonic echo detection in the image data read out from the image memory 1, and calculates the depth from the TV display position and applies a filter function to improve the azimuth resolution. Used as a depth/grammeter. Specifically, it is constructed of, for example, a memory, and depth information is written in an address corresponding to each pixel position in the image memory 1, and the depth information is read out from the address corresponding to the output address of the read address generator.

4は方位分解能改善及び理想的な補間データを得るため
のフィルタ関数を発生□する係数発生器で、前記エコー
深度検出器3及び補間点数計数器2の出力する情報を受
けて画像メモリ1より得たデータに対し、補間点位置、
補間点数、エコー深度に対応した理想的な補間データを
得るための補正係数を発生するものである。
4 is a coefficient generator that generates a filter function for improving azimuth resolution and obtaining ideal interpolation data, which receives information output from the echo depth detector 3 and interpolation point number counter 2 and generates a coefficient from the image memory 1. The interpolation point position,
It generates correction coefficients to obtain ideal interpolation data corresponding to the number of interpolation points and echo depth.

5はディジタルフィルタで上記係数発生器4の出力する
補正係数を受け、この補正係数を用いて演算し、画像メ
モリ1から与えられるデータ列より各補間点での理想的
な補間データを得るものである。
5 is a digital filter that receives the correction coefficients output from the coefficient generator 4, performs calculations using these correction coefficients, and obtains ideal interpolation data at each interpolation point from the data string given from the image memory 1. be.

6はとのディジタルフィルタ5の出力データを一時保持
するバッファであり、また7はこのバッファ6を介して
与えられるデータ全アナログ信号に変換するD/A変換
器である。
6 is a buffer that temporarily holds the output data of the digital filter 5, and 7 is a D/A converter that converts the data provided through the buffer 6 into all analog signals.

第6図に本装置の要部詳細についてのブロック図を示す
FIG. 6 shows a detailed block diagram of the main parts of this device.

2は補間点数計数器で、画像メモリ1からテレビ走査に
合わせ、各画素単位で順次読み出されたデータを受け、
そのデータの内容(例えば超音波エコーのデータの記憶
されていない画素位置ではデータは0″となり、また、
超音波エコーのデータが記憶されていればO”以外のデ
ータ値を示す)により補間点位置であるか否かを検出す
る補間点検出器2ノ、この補間点検出器2ノが補間点検
出出力を発生する間、この検出出力を計数出力をカウン
トして補間点数を得るカウンタ22、マルチプレクサ2
3、このマルプーグレクサ23の出力を保持するラッチ
24より成り、ラッチ24けマルチプレクサ23の出力
を受けるごとにこれを一時保持し、またマルチプレクサ
23は補間点数検出器21が補間点検出出力を発生した
時には前記ラッチ24の出力を選択し、また補間点検出
出力が得られないときけ画像メモリ1より読み出された
出力を選択してラッチ24に与えるものである。
2 is an interpolation point counter, which receives data sequentially read out for each pixel from the image memory 1 in accordance with television scanning;
The content of the data (for example, at a pixel position where no ultrasonic echo data is stored, the data is 0'',
Interpolation point detector 2 detects whether or not it is an interpolation point position by indicating a data value other than "O" if ultrasonic echo data is stored.This interpolation point detector 2 detects an interpolation point. While generating an output, a counter 22 and a multiplexer 2 count the detection output to obtain the number of interpolation points.
3. Consists of a latch 24 that holds the output of this Malp-Glexer 23, and temporarily holds it every time it receives the output of the 24-digit multiplexer 23, and the multiplexer 23 is connected to the interpolation point number detector 21, which generates an interpolation point detection output. When this happens, the output of the latch 24 is selected, and when the interpolation point detection output cannot be obtained, the output read from the image memory 1 is selected and given to the latch 24.

4は係数発生器であり、この係数発生器4は最大補間点
数分nの読み出し専用メモリ(例えばP−ROM)4−
2〜4−nからなり、それぞれ補間点数、補間点位置に
応じた理想補間データ分布となるような補間係数を記憶
してあり、カウンタ22の出力カウント値に対応しだ補
間点数の補間係数を出力する。
4 is a coefficient generator, and this coefficient generator 4 has n read-only memories (for example, P-ROM) 4- for the maximum number of interpolation points.
2 to 4-n, each of which stores interpolation coefficients that provide an ideal interpolation data distribution according to the number of interpolation points and the position of the interpolation points. Output.

エコー深度を加味する場合にはエコー深度に対応した分
解能補正のための係数倍を含めた補正係数データ?記憶
させておく。
When considering echo depth, correction coefficient data including coefficient multiplication for resolution correction corresponding to echo depth? Let me remember it.

5はディジタルフィルタであり、少なくともn個以上の
シフトレジスタ51−1.〜5ノーnを直列に接続して
あり、また、これらラッチ51−1〜51−nには補間
点数計数器2のラッチ24出力データが与えられるよう
になっている。また、ディジタルフィルタ5は加算器5
2−J 、 52−2.−52−m、 54−J 、 
54−にと、乗算器53−1゜53−2.53−2.・
・・63−tを有し、加算器52−1はラッチ24の出
力と最終段のシフトレジスタ51−nの出力を加算する
ように、また加算器52−2は1段目とn−1段目のシ
フトレジスタ51−1+57−n−1の出力を加算する
ようにと云クーた具合に加算分桁うように構成しである
。また、中央位置のシフトレジスタ51−Cに対しては
加算は行わない。
5 is a digital filter, and at least n shift registers 51-1. 51-n are connected in series, and the output data of the latch 24 of the interpolation point counter 2 is given to these latches 51-1 to 51-n. Further, the digital filter 5 is an adder 5.
2-J, 52-2. -52-m, 54-J,
54-, multiplier 53-1゜53-2.53-2.・
...63-t, the adder 52-1 adds the output of the latch 24 and the output of the final stage shift register 51-n, and the adder 52-2 adds the output of the first stage and n-1. The configuration is such that the outputs of the shift registers 51-1+57-n-1 of the second stage are added together so that the amount of addition is digitized. Further, addition is not performed to the shift register 51-C at the center position.

乗算器53−1.53−2.・・・・53−1−1はそ
れぞれ各加算器52’−1#〜52−mに対応・して設
けられており、53−1は52− J 、 53−2は
52−2と云うように対応させ、且つ53−1には前記
読み出し専用4−1.4−2e〜4−nのうち4−1の
出力を、また53−2には4−2の出力をと云うように
対応させて補正係数出力を与え、これらを乗算して出力
するようにしである。乗算器53−6は中央のシフトレ
ジスタ51−eの出力データに対し読み出し専用メモ9
4−nより読み出された補正係数データを乗じて補正す
る。また、加算器54−1は乗算器53−1.53−2
の出力を加算するものであり、54−2は図示しない乗
算器53−30出力と加算器54−1の出′力を加算す
る。また加算器54−には乗算器53−tの出力と加算
器54− k−1の出力とを加算するものである。
Multiplier 53-1.53-2. ...53-1-1 is provided corresponding to each adder 52'-1# to 52-m, and 53-1 is called 52-J, and 53-2 is called 52-2. In addition, 53-1 has the output of 4-1 of the read-only 4-1.4-2e to 4-n, and 53-2 has the output of 4-2. Corresponding correction coefficient outputs are provided, and these are multiplied and output. The multiplier 53-6 uses a read-only memo 9 for the output data of the central shift register 51-e.
Correction is performed by multiplying the correction coefficient data read from 4-n. Further, the adder 54-1 is a multiplier 53-1, 53-2
54-2 adds the output of a multiplier 53-30 (not shown) and the output of the adder 54-1. Further, the adder 54- is used to add the output of the multiplier 53-t and the output of the adder 54-k-1.

次に上記構成の本装置の作用について説明する。使用す
る図示しない超音波装置の超音波ラスタの数を例えば1
28本とするとこの超音波装置は装置の起動によりセク
タスキャンを行うに必要な超音波ラスタ方向を定める超
音波ラスタアドレスを発生する手段(図示せず)から順
に1よ#)128までのラスタ方向アドレスを所定のタ
イミングで繰シ返し発生する。この順次出力されるアド
レスは超音波装置における図示しない超音波送受信器及
び書き込みアドレス発生器に出力され、これにより超音
波送受信器は各アドレスに対応して予め設定されている
超音波ラスタと同方向の超音波ビーム送受方向となるよ
うに超音波送受用の超音波探触子の制御を行う。そして
、これにより得られた超音波の受信信号すなわちエコー
信号はA/D変換器に与えられ、ここでディジタル値に
変換されて画像データとなる。
Next, the operation of this device having the above configuration will be explained. For example, the number of ultrasonic rasters of the ultrasonic device (not shown) used is 1.
Assuming 28 lines, this ultrasonic device will generate raster directions from 1 to 128 in order from a means (not shown) for generating an ultrasonic raster address that determines the ultrasonic raster direction necessary to perform a sector scan by starting the device. The address is repeatedly generated at a predetermined timing. These sequentially output addresses are output to an ultrasonic transceiver and a writing address generator (not shown) in the ultrasonic device, so that the ultrasonic transceiver is directed in the same direction as the ultrasonic raster set in advance corresponding to each address. The ultrasound probe for ultrasound transmission and reception is controlled so that the ultrasound beam transmission and reception directions are as follows. The ultrasonic reception signal, that is, the echo signal thus obtained is given to an A/D converter, where it is converted into a digital value and becomes image data.

一方、書き込みアドレス発生器はアドレス出力を受ける
とこのアドレスに対応する超音波ラスタ方向のアドレス
をエコー信号の伝搬時間に対応させて順次深さ方向(被
検体の診断部位における深さ方向)に対応させアドレス
を更新して出力する。
On the other hand, when the write address generator receives an address output, it sequentially corresponds to the address in the ultrasonic raster direction corresponding to this address in the depth direction (the depth direction in the diagnostic part of the subject) according to the propagation time of the echo signal. update the address and output it.

この書き込みアドレス発生器のアドレス出力及びA/D
変換器の出力(画像データ)は画像メモリ1に送られ、
画像メモリ1は該アドレス出力の指定するアドレスに画
像データを記憶してゆく。従って、画像メモリ1には一
画面分の画素に対応するメモリ上における超音波ビーム
の送信方向及び深さ対応位置に超音波ビームによる各深
さ位置からのエコー信号レベルに応じたデータが画像デ
ータとして記憶されることになる。
Address output and A/D of this write address generator
The output of the converter (image data) is sent to image memory 1,
The image memory 1 stores image data at the address specified by the address output. Therefore, the image memory 1 contains image data corresponding to the echo signal level from each depth position caused by the ultrasound beam at a position corresponding to the transmission direction and depth of the ultrasound beam on the memory corresponding to one screen's worth of pixels. will be remembered as.

超音波ラスタアドレス発生器はアドレスを順次更新して
ゆくので、超音波ビームは扇状に走査され、これに対応
して得られる画像データが画像メモリlに記憶されてや
く。従って画像メモリ1上には超音波ビームの扇状走査
によって得られた断層像の画像データが記憶されること
になる。
Since the ultrasonic raster address generator updates the addresses sequentially, the ultrasonic beam is scanned in a fan shape, and the image data obtained corresponding to this is stored in the image memory l. Therefore, image data of a tomographic image obtained by fan-shaped scanning of an ultrasonic beam is stored on the image memory 1.

画像メモリ1の画像データはテレビ走査に対応l、たタ
イミングで且つテレビ走査に合わせた掃引方向となるよ
うな読み出しアドレスを順次発生する図示しない読み出
しアドレス発生器の出力アドレスにて指定された位置の
ものが読み出しタイミング用の図示しない読み出しタイ
ミング信号に合わせて読み出され、補間点数計数器2に
出力される。画像メモリ1上の画像データは超音波ビー
ムの方向に対応した画素位置に記憶されており、これを
テレビ画像として表示させると超音波エコー信号を受信
した方向に対する位置にのみ画像データが存在するため
、その位置にのみ超音波エコー信号の像が表示される。
The image data in the image memory 1 is stored at a position specified by an output address of a read address generator (not shown) that sequentially generates read addresses at timings corresponding to television scanning and in a sweep direction matching the television scanning. The object is read out in accordance with a read timing signal (not shown) for read timing, and is output to the interpolation point counter 2. The image data on the image memory 1 is stored at pixel positions corresponding to the direction of the ultrasound beam, and when this is displayed as a TV image, the image data exists only at the position relative to the direction in which the ultrasound echo signal was received. , the image of the ultrasonic echo signal is displayed only at that position.

これがテレビ画像上の超音波ラスタであるが、前述した
ように超音波ビームは扇状走査により所定の角度範囲内
において128の方向に送受しているだけであることか
ら第8図に示すように超音波探触子Pの位置からみて離
れるはど超音波テスク5間(超音波ビーム位置間)にエ
コー信号の存在しない空白の画素が出来ることになる。
This is the ultrasonic raster on the TV image, but as mentioned above, the ultrasonic beam is only transmitted and received in 128 directions within a predetermined angular range by fan-shaped scanning, so the ultrasonic raster as shown in Figure 8 is As viewed from the position of the sonic probe P, blank pixels with no echo signal are created between the ultrasonic tests 5 (between the ultrasonic beam positions).

従って、断層像は深さ方向に向うにつれ、像が粗くなる
ので、通常はフレームメモリ4上におけるエコー信号の
画像データのない画素位置の画素について、この画素を
介して隣接する超音波2スタ位置の画像データをもとに
直線補間により補間データをめて補間する。
Therefore, since the tomographic image becomes coarser as it goes in the depth direction, normally, for a pixel at a pixel position on the frame memory 4 where there is no image data of an echo signal, a pixel at an adjacent ultrasonic 2 star position via this pixel is Interpolation data is collected and interpolated using linear interpolation based on the image data.

上述のようにして画像メモリ1より読み出された画像デ
ータを受けると補間点数計数器2はこの画像データをも
とに隣接する超音波ラスク間にある画素位置の画像デー
タすなわち空白となる画素数を検出し、該空白部では補
間点位置でおることを示す補間点検出出力を発生してこ
れ計数する。また補間点検出出力がないときは画像デー
タをラッチして出力し、補間点検出出力があるときはこ
のラッチした画像データを再び出力する。
When the image data read out from the image memory 1 as described above is received, the interpolation point number counter 2 calculates the image data of the pixel position between adjacent ultrasonic rusks, that is, the number of blank pixels based on this image data. is detected, and in the blank area, an interpolation point detection output indicating that the interpolation point is located is generated and counted. Furthermore, when there is no interpolation point detection output, the image data is latched and output, and when there is an interpolation point detection output, this latched image data is output again.

すなわち、補間点数針数器2は第6図の如き構成である
とす−ると画像メモリ1から読み出されて来る画像デー
タは補間点計数器21に送られ、ここでそのデータ直よ
り補間点であるか否かを検知される。そして、補間点で
あれば補間点検出出力を発生する。
That is, assuming that the interpolation point counter 2 has a configuration as shown in FIG. It is detected whether it is a point or not. If it is an interpolation point, an interpolation point detection output is generated.

今、画像データが例えば8ビツト構成であるとし、また
超音波ラスタ位置の画素以外の画素ではエコー信号がな
いためデータ値が零であるものとする。
Assume now that the image data has, for example, an 8-bit configuration, and that pixels other than those at the ultrasonic raster position have data values of zero because there is no echo signal.

テレビ走査方向に対する読み出しにおいて各行方向では
各々の行の先頭位置で初期化されるようにしておくと、
各行方向について最外縁の超音波ラスタ位置の画素の読
み出しが成されるまでは画像メモリ1よりの出力データ
は零であるため、補間点数計数器2には零のみのデータ
列が順次入力される。その間、補間点数計数器2はその
補間検出器21よシ画像メモリ7からの各画素毎のデー
タ出力毎に補間点検出出力を発生し、これをカウンタ2
2に与える。カウンタ22はこれを計数してゆくdまた
、補間点検出出力はマルチプレクサ23にも与えられ、
マルチプレクサ23はラッチ24の出力を選択してこれ
を取シ込み、ラッチ24に与える。従って、この時点で
はラッチ24の保持内容は常に零である。ラッチ24が
データを出力する毎にディジタルフィルタ5の上段のシ
フトレジスタ5ノー1に該データが送られ、保持され、
今まで保持していた旧データは後段のシフトレジスタへ
と送られる。画像メモリ1より最外縁の超音波ラスク位
胃の画素のデータが読み出されると補間点検出器21は
補間点検出出力は発生しないので、この補間点検出器2
1の出力が無く、画像メモリ1の読み出しタイミング信
号のみが発生したときにカウンタ22のカウント値をク
リアするが、カウント値は係数発生器4に常時与えられ
る。
When reading in the television scanning direction, if it is initialized at the start position of each line in each line direction,
Since the output data from the image memory 1 is zero until the pixel at the outermost ultrasonic raster position is read out in each row direction, a data string containing only zeros is sequentially input to the interpolation point counter 2. . During this period, the interpolation point number counter 2 generates an interpolation point detection output for each pixel data output from the interpolation detector 21 and the image memory 7, and outputs the interpolation point detection output to the counter 2.
Give to 2. The counter 22 counts this, and the interpolation point detection output is also given to the multiplexer 23.
Multiplexer 23 selects the output of latch 24, receives it, and supplies it to latch 24. Therefore, at this point, the content held by the latch 24 is always zero. Every time the latch 24 outputs data, the data is sent to the shift register 5 NO 1 in the upper stage of the digital filter 5 and held.
The old data held until now is sent to the subsequent shift register. When the data of the pixels of the outermost ultrasonic rusk position are read out from the image memory 1, the interpolation point detector 21 does not generate an interpolation point detection output.
The count value of the counter 22 is cleared when there is no output of 1 and only the read timing signal of the image memory 1 is generated, but the count value is always given to the coefficient generator 4.

これにより係数発生器4は与えられたカウント値に対応
するデータを各読み出し専用メモリ4−J、4−2.〜
4−nよシ読み出し、対応する乗算器“53−1.〜5
3−1 K与えるが、各ラッチ24゜シフトレジスタ5
1−1.〜51−nの保持内容が零であるため、各乗算
器53−1〜53−tの出力は零となる。従って加算器
54−にの加算出力は零となる。
As a result, the coefficient generator 4 stores data corresponding to the given count value in each read-only memory 4-J, 4-2 . ~
4-n, the corresponding multiplier "53-1.~5"
3-1 K is given, but each latch 24° shift register 5
1-1. Since the contents held by 51-n are zero, the outputs of each multiplier 53-1 to 53-t are zero. Therefore, the addition output to the adder 54- becomes zero.

このようにテレビ走査方向に対する読み出しにおい−て
各行方向では各々の先頭位置で初期化されるようにしで
あるので、各行方向について最外縁の超音波ラスク位置
の画素の読み出しが成されるまでは画像メモリ1よりの
出力データは零であるため、補点数計数器2にけ零のみ
のデータ列が順次入力される。従ってその間、補間点検
出器21は画像メモリ1からの各画素毎のデータ出力毎
に検出出力を発生し、カウンタ22はこれを計数してゆ
く。
In this way, in readout in the television scanning direction, each row direction is initialized at each leading position. Since the output data from the memory 1 is zero, a data string containing only zeros is sequentially input to the complementary point counter 2. Therefore, during that time, the interpolation point detector 21 generates a detection output for each pixel-by-pixel data output from the image memory 1, and the counter 22 counts this.

画像メモリ1より最外縁の超音波ラスク位置の画素のデ
ータが読み出されると補間点検出器21は出力は発生し
ないので、この補間点検出器21の出力が無く画像メモ
リJの読み出しタイミング信号のみが発生したときにカ
ウンタ22をクリアすることによって超音波ラスク位置
の画素のデータのとシ込みとそれまでの間の補間点数が
められたことになる。
When the data of the pixel at the outermost ultrasonic rask position is read out from the image memory 1, the interpolation point detector 21 does not generate an output, so there is no output from the interpolation point detector 21 and only the readout timing signal of the image memory J By clearing the counter 22 when this occurs, the number of interpolation points between the time when the data of the pixel at the ultrasonic rask position is injected and that point is determined.

更に画像メモリ1よりデータの読み出しが進められてい
くつか(例えば3つ)の空白部の画素のデータが続き、
そして次の超音波ラスク位置の画素のデータが読み出さ
れたとする。
Furthermore, data is read out from the image memory 1, and data of some (for example, three) blank pixels continues.
It is assumed that the data of the pixel at the next ultrasonic rask position is read out.

この間に零なるデータが3つ出力されていることからカ
ウンタ2の計数値はN1” N211.113”と逐次
カウントアツプされる。
During this time, since three zero data are output, the count value of the counter 2 is successively counted up to N1"N211.113".

この計数値は各読み出し専用メモリ4−1゜4−2.〜
4−nに与えられ、各々のメモリからはこの与えられた
計数値に対応したアドレスのデータが補正係数として各
メモリに対応する乗算器53−1.〜53−6に与えら
れ、ここで対応する加算器52−1.〜及びラッチ5ノ
ーCの出力と乗算される。
This count value is calculated for each read-only memory 4-1, 4-2. ~
4-n, and the data at the address corresponding to the given count value is sent from each memory as a correction coefficient to the multiplier 53-1. .about.53-6, where the corresponding adders 52-1. ~ and the output of latch5NOC.

すなわち、超音波ラスク位置の画像データが人力される
と補間点検出器21が補間点でないことを検知してマル
チプレクサ23を画像メモリ1側に切換える。従って、
マルチプレクサ23を介して画像メモリ1からの画像デ
ータがラッチ24へ送られ、ここにラッチされる。この
ラッチされた画像データは次の画像メモリ1の読み出し
タイミング時に加算器52−1及びシフトレジスタ51
−1に送られ、また、この時点では補間点位置となるた
めに画像メモリ1から読み出される画像データは零とな
る。そのためカウンタ22は1”となり、またマルチプ
レクサ23はラッチ24の出力データを選択し、再びラ
ッチ24に与えてこれを保持させる。
That is, when the image data at the ultrasonic rask position is input manually, the interpolation point detector 21 detects that it is not an interpolation point and switches the multiplexer 23 to the image memory 1 side. Therefore,
Image data from the image memory 1 is sent via the multiplexer 23 to the latch 24 and latched there. This latched image data is transferred to the adder 52-1 and the shift register 51 at the next reading timing of the image memory 1.
-1, and at this point, the image data read out from the image memory 1 becomes zero because it becomes the interpolation point position. Therefore, the counter 22 becomes 1'', and the multiplexer 23 selects the output data of the latch 24 and supplies it again to the latch 24 to hold it.

ラッチ24の出力データを受けた加算器52−1はこの
データと最終段のシフトレジスタ51−nの出力データ
(零)を加算して乗算器53−1に与えるので7乗算器
53−1はラッチ24の出力データに補正係数を乗じた
データを次段の加算器54−1へと与える。また、その
他の加算器52−2.〜でも加算が行われるが、シフト
レジスタ51−2 。
The adder 52-1 that receives the output data of the latch 24 adds this data to the output data (zero) of the final stage shift register 51-n and provides the result to the multiplier 53-1. Data obtained by multiplying the output data of the latch 24 by a correction coefficient is given to the next stage adder 54-1. In addition, other adders 52-2. Although addition is also performed in the shift register 51-2.

〜51− n−1は零であるため、加算器53−1の出
力のみが、加算器54−1.〜54−kを経て/’F 
yノア6へ送り出される。
Since .about.51-n-1 is zero, only the output of adder 53-1 is output from adder 54-1. ~After 54-k/'F
y sent to Noah 6.

次の画像メモリ1の読み出しタイミング時でも同様に読
み出される画像データは零となる。
Similarly, the image data read out at the next read timing of the image memory 1 becomes zero.

そのためカウンタ22は1”となり、またマルチプレク
サ23はラッチ24の出力データを選択し、再びラッチ
24に与えてこれを保持させる。
Therefore, the counter 22 becomes 1'', and the multiplexer 23 selects the output data of the latch 24 and supplies it again to the latch 24 to hold it.

ラッチ24の出力データを受けた加算器52−1はこの
データど最終段のシフトレジスタ51−nの出力データ
(零)を加算して乗算器53−1に与えるので乗算器5
3−1はラッチ24の出力データに補正係数を乗じたデ
ータを次段の加算器54−1へと与える。
The adder 52-1 that receives the output data of the latch 24 adds the output data (zero) of the final stage shift register 51-n to this data and provides it to the multiplier 53-1.
3-1 supplies data obtained by multiplying the output data of the latch 24 by a correction coefficient to the next stage adder 54-1.

このときシフトレジスタ51−1のデータはラッチ24
からの出力データに置き換えられ、このシフトレジスタ
51−1の保持していた旧データはシフトレジスタ51
−2へと送られる。
At this time, the data in the shift register 51-1 is transferred to the latch 24.
The old data held in this shift register 51-1 is replaced by the output data from the shift register 51-1.
-2.

従りて、加算器52−2はこのシフトレジスタ51−1
の出力した旧データとシフトレジスタ51− n−1の
出力するデータ(零)とを加算し、この加算値を乗算器
53−2に送ってここでメモリ4−2の出力する補正係
数値が乗算される。各乗算器53−1.〜53−tの出
力は加算器54−1゜54−2.54−kを経て加算さ
れ、バッファ6へと出力される。
Therefore, the adder 52-2 is connected to this shift register 51-1.
The old data output from the shift register 51-n-1 is added to the data (zero) output from the shift register 51-n-1, and this added value is sent to the multiplier 53-2, where the correction coefficient value output from the memory 4-2 is calculated. Multiplied. Each multiplier 53-1. The outputs of 53-t to 53-t are added together through adders 54-1, 54-2, and 54-k, and output to the buffer 6.

このようにして画像メモリ1の出力する画像データが零
のときはラッチ24に保持したデータを再び取シ込み・
、零以外の画像データであるときはこの画像データを取
シ込んでラッチ24に保持させる。そして、画像メモリ
1よシの画像データ読み出しが行われる毎に後段のシフ
トレジスタ51−1.〜51−nへとシフトされる。
In this way, when the image data output from the image memory 1 is zero, the data held in the latch 24 is read in again.
, if the image data is other than zero, this image data is captured and held in the latch 24. Then, each time image data from the image memory 1 is read, the subsequent shift register 51-1. ~51-n.

従って、次の超音波ラスク位置の画像データが来るまで
は前の超音波ラスク位置の画像データが保持されてシフ
トレジスタ51−1.〜51−nの後段側ヘシフトされ
てゆく。
Therefore, until the image data of the next ultrasonic rask position arrives, the image data of the previous ultrasonic rask position is held and the shift register 51-1. ~51-n are shifted to the later stage side.

また、各加算器52−1.52−2・・・はn段のシフ
トレジスタ5j−1,〜51−nの外枠から内枠へと一
対ずつのデータについて加算し、補間点位置に応じた係
数を乗じて後、これらの総和を補間点の補間データとす
るので、補正係数値をうまく取ることにより各々の補間
点位置に応じた理想的な補間データを得ることができる
ようになる。
In addition, each adder 52-1, 52-2... adds each pair of data from the outer frame to the inner frame of the n-stage shift registers 5j-1 to 51-n, and adds data in pairs according to the interpolation point position. After multiplying by the coefficients, the sum of these is used as the interpolation data of the interpolation point. Therefore, by appropriately selecting the correction coefficient value, it is possible to obtain ideal interpolation data corresponding to the position of each interpolation point.

すなわち、与えられた特性を持つディジタルフィルタを
実現するにはまず、その設計条件を近似的に満足するイ
ンパルス応答、あるいは伝達関数をめ、ついでそれらを
実現するディジタル回路を構成すれば良い。インパルス
応答が有限なディジタルフィルタは本来安定であり、し
かも理想的な直線位相特性を持つものが実現できる。
That is, to realize a digital filter with given characteristics, first find an impulse response or transfer function that approximately satisfies the design conditions, and then construct a digital circuit to realize them. A digital filter with a finite impulse response is inherently stable, and can also have ideal linear phase characteristics.

他方、インパルス応答が無限継続のものは回路実現のた
めには伝達式が有理式で表わされねばならない。この種
の安定なフィルタは直線位相特性を持、たない。設計法
にはディジタルフィルタとしてはじめから設計する直接
法もあるが、既存のアナログフィルタからS−Z変換に
基づいて設計する方法も有力である。アナログフィルタ
は時間領域では微分方程式によって表現できるので、差
分化によってディジタルフィルタに変換し、S領域を2
領域に写像することができる。しかし、この方法はS平
面の左半平面を2平面の単位円に正確には写さないので
、安定性や周波数特性が保存され・ず、実際にはこの方
法はほとんど使用されない。
On the other hand, if the impulse response continues indefinitely, the transfer equation must be expressed as a rational equation in order to realize the circuit. This type of stable filter may or may not have a linear phase characteristic. Although there is a direct method of designing a digital filter from the beginning, a method of designing an existing analog filter based on SZ conversion is also effective. Since an analog filter can be expressed by a differential equation in the time domain, it is converted into a digital filter by differential differentiation, and the S domain is divided into two.
can be mapped to a region. However, since this method does not accurately map the left half plane of the S plane onto the unit circle of two planes, stability and frequency characteristics are not preserved, and this method is rarely used in practice.

しかし、上述の条件を満足するS−Z変換法が開発され
、アナログフィルタの研究成果がディジタルフィルタに
生かされるようになっている。
However, an SZ conversion method that satisfies the above conditions has been developed, and the research results of analog filters are now being utilized in digital filters.

ここで、ディジタルフィルタの場合も、高域通過、帯域
通過、帯域阻止のフィルタは低域通過フィルタを適宜に
周波数変換することにより得られる。
Here, also in the case of digital filters, high-pass, band-pass, and band-elimination filters can be obtained by suitably frequency converting a low-pass filter.

因果的な離散時間線形システムをディジタルフィルタと
いう。ディジタルフィルタの入出力関係は、インパルス
応答(h(n))によって、と表わされるインパルス応
答の値h (n)が0’;nりN−1に対してのみ定義
され、それ以外のnに対してはh(n)iiii:0と
なるとき、インパルス応答、(h(n))によって定ま
る線形システムをFIRフィルタといい、Nをインパル
ス応答の持続時間(durationtsme)トいう
。FIRフィルタのインパルス応答の2変換は H(z)=h(0)+h(1)z−”i・・+h(N−
1)z−(N−”) 、、、(2)と表わされ、フーリ
エ変換は n=Q と表わされる。H(1)は次のように周期2πで周期的
である。
A causal discrete-time linear system is called a digital filter. The input/output relationship of a digital filter is defined by the impulse response (h(n)), where the impulse response value h (n) is 0'; In contrast, when h(n)iii:0, a linear system defined by the impulse response (h(n)) is called an FIR filter, and N is the duration of the impulse response. The 2-conversion of the impulse response of the FIR filter is H(z)=h(0)+h(1)z-"i...+h(N-
1) z−(N−”) , , (2) and the Fourier transform is expressed as n=Q. H(1) is periodic with a period of 2π as follows.

H((−1)=H(ω+2πm)、 m=o、±1.±
2.−−− −−・(4)以下ではこのH←)をFIR
フィルタの周波数応答と呼ぶ。
H((-1)=H(ω+2πm), m=o, ±1.±
2. −−− −−・(4) Below, this H←) is FIR
This is called the frequency response of the filter.

今、周波数応答Hに)を、 H(1) =±l H@+) l a ”” −(5)
と表わすことにする。ここに、θに)は位相を表わすが
、これが特定の関数関係を満足すべきことが先に要求さ
れ、それに伴って、符号上が式(5)を満足するように
選ばれる。たとえば、FIRフィルタの好ましい性質と
じて、位相特性がωの関数として時として θ←);−αω ・・・(6) となることが製置される。ここにαは位相遅れといわれ
る定数であシ、このような性質をもっFIRフィルタは
夏型の直線位相フィルタと呼ばれる。インパルス応答(
h (n) )の値が少なくとも二つ以上のnに対して
0とはならないとき、つまり、(h(n))が恒等的に
0の数列でもないし、また、インパルスでもないと□き
、そのFIRフィルタは意味がある( non−tri
vial )といわれる。
Now, the frequency response H) is expressed as H(1) = ±l H@+) l a ”” −(5)
I will express it as Here, θ) represents the phase, which is first required to satisfy a specific functional relationship, and accordingly, the sign is selected so as to satisfy Equation (5). For example, a desirable property of an FIR filter is that the phase characteristic as a function of ω sometimes becomes θ←);-αω (6). Here, α is a constant called a phase lag, and an FIR filter having this property is called a summer-type linear phase filter. Impulse response (
When the value of h(n)) is not 0 for at least two or more n, that is, when (h(n)) is neither an identity sequence of 0 nor an impulse. , that FIR filter is meaningful (non-tri
vial).

直線位相をもつFIRフィルタは、次に示すように、そ
のインパルス応答が対称性をもち、位相遅れαは持続時
間Nによって一意的に規定される。
An FIR filter with a linear phase has a symmetrical impulse response as shown below, and the phase delay α is uniquely defined by the duration N.

これを証明する。今、インパルス応答(h (n) )
をもつFIR74ルタが夏型の直線位相特性を持つとす
る。上記式(3) 、 (5) 、 (6)から、次の
二つの式が導ける。
Prove this. Now, the impulse response (h(n))
Assume that the FIR74 router with has a summer type linear phase characteristic. From the above equations (3), (5), and (6), the following two equations can be derived.

この二つの式の比をとることによシ n=O となるので、これより n:Q n=Q となる。この式は、三角関数の加法公式より、と書ける
。これはフーリエ級数の形式でおるので、解が存在すれ
ば一意的である。したがって式(7)が成立しないとき
は、すべてのnに対してh(n)三〇となるか、あるい
は、αが正整数のときはn=α以外のすべてのnでh 
(n)三〇とならねばならない。かくして、FIRフィ
ルタが意味あるためには式(7)が満足されねばならな
い。このとき、式Q′4がすべてのωに対して成立する
ためには式(8)が満足されねばならない。
By taking the ratio of these two equations, we get n=O, so from this we get n:Q n=Q. This formula can be written as from the addition formula for trigonometric functions. Since this is in the form of a Fourier series, if a solution exists, it is unique. Therefore, if equation (7) does not hold, then h(n)30 for all n, or if α is a positive integer, h for all n other than n=α.
(n) Must be thirty. Thus, equation (7) must be satisfied for the FIR filter to be meaningful. At this time, in order for equation Q'4 to hold true for all ω, equation (8) must be satisfied.

式(8)は、夏型の直線位相特性をもつFIRフィルタ
のインパルス応答がn=(N−1)/2を中心にして対
称になることを示している。
Equation (8) shows that the impulse response of the FIR filter having summer type linear phase characteristics is symmetrical about n=(N-1)/2.

一般に位相特性が上記線形関係式である式(6)で表わ
される周波数応答によって定まるFIRフィルタを直線
位相特性を持つフィルタと云うが、画像は左右対称なの
で直線位相が望ましい。
Generally, an FIR filter whose phase characteristic is determined by the frequency response expressed by equation (6), which is the above-mentioned linear relational expression, is called a filter having a linear phase characteristic, but since the image is bilaterally symmetrical, a linear phase is preferable.

従って本発明ではFIRフィルタを用いる。Therefore, the present invention uses an FIR filter.

本装置ではディジタルフィルタ5としてym=Σh(k
)x(n−k) −・・−・−α4に=1 なるフィルタを用いる。ここで−はフィルタ出力、x(
n−k)は入力された画像データであシ、式(至)を展
開すると ’Im= a t4 (”’ (aB(a s (Xt
 +x、 )+X2 +xn−1)+xa+xn −z
)・・)+Xユ+x、) ・・・・・・・・・a421
+1 (尚、aユ、 aB 、 alは補正係数)これを更に
展開すると +aH…alalaljc。
In this device, the digital filter 5 is ym=Σh(k
) x (n-k) - - - α4 = 1 A filter is used. Here - is the filter output, x(
n-k) is the input image data, and when formula (to) is expanded, 'Im= a t4 (''' (aB(a s (Xt
+x, )+X2 +xn-1)+xa+xn -z
)...)+Xyu+x,) ・・・・・・・・・a421
+1 (Note that ayu, aB, and al are correction coefficients) When this is further expanded, +aH...alalaljc.

ym=Σh(k)x(n−k) k=1 kl= AH”’ lLz&1 h2”’ an ”・ IL311g h3= aユ ・・・ a3 hIl−t= aB −&5lLz hIl−IL五・・・aB al ・・・・・・・・・
0Qとなシ、各インパルス応答kl+〜h1に対し補正
係数aAy・・・’ S+6g p a 1によシ補正
を施こすことによって目的とする理想分布となるような
出力値ymが得られるように設定することで第2図、第
4図に示す如き分布の補間データを得ることができるよ
うになる。第6図に示した回路はこの関係式を演算する
ように組み合わせたもので補正係数は読み出し専用メモ
IJ4−7.・・・4−nに予め設定しである。
ym=Σh (k) aB al・・・・・・・・・
By applying a correction coefficient aAy...' S+6g p a 1 to each impulse response kl+ to h1, an output value ym that has the desired ideal distribution can be obtained. By setting, it becomes possible to obtain interpolated data with distributions as shown in FIGS. 2 and 4. The circuit shown in FIG. 6 is a combination that calculates this relational expression, and the correction coefficient is read-only memory IJ4-7. ...4-n in advance.

また、エコー深さを加味して補正係数を設定し、エコー
深さと補間点位置とに合わせてこれに対応する補正係数
を読み出し、補正することで方位分解能を向上させるこ
ともできる。
Further, it is also possible to improve the azimuth resolution by setting a correction coefficient in consideration of the echo depth, reading out the corresponding correction coefficient in accordance with the echo depth and the interpolation point position, and correcting it.

バッファ6に送られた補間処理後の画像データは”/A
変換器7でアナログ信号化され、同期信号等が付加され
て後、図示しないモニタに送られて画像として表示され
る。
The image data after interpolation processing sent to buffer 6 is "/A"
The converter 7 converts the signal into an analog signal, adds a synchronization signal, etc., and then sends it to a monitor (not shown) to display it as an image.

尚、セクタスキャンの走査域を外れる部分では画素位置
によシこれが予めわかるので、この領域での補間は行わ
ないよう予め設定しておくことは云うまでもない。
Note that since this can be known in advance from the pixel position in a portion outside the scanning area of the sector scan, it goes without saying that it is set in advance not to perform interpolation in this area.

尚、第6図回路における■〜のなる信号の変化の様子を
第7図にタイムチャートで示しておくO このように本装置は超音波装置によシ得られた断層像の
データにおける実データ間の空白部の補間をディジタル
フィルタによシ理想的な分布となるようにフィルタリン
グして補間するようにしたので、滑らかな補間をするこ
とができ、またディジタルフィルタであるので、必要に
応じ超音波画像の不連続感を除去するスムージングや方
位分解能を向上させることが可能となる。
In addition, Fig. 7 shows the state of change in the signal of ~ in the circuit of Fig. 6 in the form of a time chart.In this way, this device uses the actual data in the tomographic image data obtained by the ultrasonic device. Since the interpolation of the blank space in between is performed using a digital filter, filtering is performed to obtain an ideal distribution, smooth interpolation can be performed, and since it is a digital filter, it can be It becomes possible to perform smoothing to remove the sense of discontinuity in the sound wave image and to improve the azimuth resolution.

尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定するこ
となく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実
施し得るものであり、例えば上記実施例では扇状走査方
式の超音波診断装置に適用した場合の例を示したが、そ
の他にも第9図の如きリニア走査方式の場合などにも適
用できる等、画像データ間に空白となる画素があってこ
の画素に対して補間する場合には本補間方式をそのまま
応用できる他、またディジタルフィルタはコンピュータ
によるソフトウェア処理や他の演算装置を用いて実現す
ることが可能であるなど種々に応用できる。
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, but can be implemented with appropriate modifications within the scope of the gist thereof. Although we have shown an example where it is applied to a device, it can also be applied to a linear scanning method as shown in Figure 9, where there is a blank pixel between image data and interpolation is performed for this pixel. In some cases, this interpolation method can be applied as is, and the digital filter can also be applied in various ways, such as being able to be realized using software processing by a computer or other arithmetic devices.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したように本発明は与えられる画像の各画素位
置毎のデータに像を形成するデータに混在して補間すべ
き空白のデータがある場合において、前記各画素位置毎
のデータを受けてこれよシ像形成用のデータ間にあるデ
ータの補間点を検出し、且つこの間の補間点検出回数を
計数すると共に受けた前記像形成用の最新のデ−夕全出
力する補間検出手段と、少なくとも前記像形成用のデー
タ間に存在する前記補間点数と同数分のデータ記憶容量
ヲ持ち前記補間検出手段の出力するデータの最新の複数
粗分のデータX1+X2*・・・Xmf、保持するデー
タ保持部、これら複数組のデータに対し与えられた補正
係数’AP ”’ a2.alを用いて前記データX 
l 1 )C21”’ X B+a?−”’ IL48
s!++−2+ IL!L・・・hs&zXm−1+ 
&!L 0.’2 2 2 83!Lglll!、なる演算を行う演算部とを有しこ
の演算によシ得たデータを前記各画素位置毎のデータが
与えられる毎に出力するディジタルフィルタと、補間点
数毎に対応させ予め設定した理想フィルタのインi4ル
ス応答の重み関数が補正係数aBt・・・a211L1
として記憶されると共に前記補間点検出回数の値に対応
する補正係数を読み出して出力する係数発生手段とよシ
構成し、例えば、超音波装置によシ得られた断層像のデ
ータにおける実データ間の空白部の補間をディジタルフ
ィルタによシ理想的な分布となるようにフィルタリング
して補間するようにしたので、滑らかな補間をすること
ができ、またディジタルフィルタであるので、必要に応
じ超音波画像の不連続感を除去するスムージングや方位
分解能を向上させることが可能となるなどの特徴を有す
る画像データ補間装置を提供することができる。
As described in detail above, the present invention provides a method for receiving the data for each pixel position when there is blank data to be interpolated mixed with the data forming the image in the data for each pixel position of the given image. interpolation detection means for detecting an interpolation point of data between data for image formation, counting the number of times the interpolation point is detected during this period, and outputting all of the latest received data for image formation; It has a data storage capacity at least equal to the number of interpolation points existing between the image forming data, and the latest plural coarse fraction data X1+X2*...Xmf of the data output by the interpolation detection means, data to be retained , the data
l 1) C21"' X B+a?-"' IL48
s! ++-2+ IL! L...hs&zXm-1+
&! L 0. '2 2 2 83! Lgllll! , a digital filter that outputs the data obtained by this calculation every time the data for each pixel position is given, and an ideal filter that is set in advance for each number of interpolation points. The weighting function of the ini4 pulse response is the correction coefficient aBt...a211L1
and a coefficient generating means for reading out and outputting a correction coefficient corresponding to the value of the number of times of interpolation point detection. Since the interpolation of the blank space is filtered and interpolated using a digital filter to obtain an ideal distribution, smooth interpolation can be performed.Also, since it is a digital filter, ultrasonic It is possible to provide an image data interpolation device having features such as smoothing that removes a sense of discontinuity in an image and improving azimuth resolution.

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

第1図は直線補間によるデータ補間の一例を示す図、第
2図は理想的なデータ補間の一例を示す図、第3図は方
位分解能向上を図ったデータ補間の一例を示す図、第4
図は第3図をスムージングした例を示す図、第5図は本
発明の一実施例を示すブロック図、第6図はその要部詳
細を示すブロック図、第7図はそのタイムチャート、第
8図は扇状走査による補間点発生の状況を説明するだめ
の図、第9図はリニア走査を示す図である。 1・・・画像メモリ、2・・・補間点数計数器、3・・
・エコー深度検出器、4・・・係数発生器、5・・・デ
ィジタルフィルタ、6・・・バッファ、7・・・”/A
i換器、21・・・補間点検出器、22・・・カウンタ
、23・・・マルチプレクサ、24・・・ラッチ、51
−1゜〜51−n・・・シフトレジスタ、52−1.5
2−2.54−1.〜54−k・・・加算器、53−1
.53−2.・・・53−t・・・乗算器。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第 1 図 第5図 第6図
Fig. 1 is a diagram showing an example of data interpolation using linear interpolation, Fig. 2 is a diagram showing an example of ideal data interpolation, Fig. 3 is a diagram showing an example of data interpolation aimed at improving azimuth resolution, and Fig. 4 is a diagram showing an example of data interpolation using linear interpolation.
The figure shows an example of the smoothing of FIG. 3, FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. FIG. 8 is a diagram for explaining the situation in which interpolation points are generated by fan-shaped scanning, and FIG. 9 is a diagram showing linear scanning. 1... Image memory, 2... Interpolation point counter, 3...
・Echo depth detector, 4...Coefficient generator, 5...Digital filter, 6...Buffer, 7...''/A
i converter, 21... interpolation point detector, 22... counter, 23... multiplexer, 24... latch, 51
-1°~51-n...Shift register, 52-1.5
2-2.54-1. ~54-k...Adder, 53-1
.. 53-2. ...53-t... Multiplier. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 5 Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】 与えられる画像の各画素位置毎のデータに像を形成する
データに混在して補間すべき空白のデータがある場合に
おいて、前記各画素位置毎のデータを受けてこれより像
形成用のデータ間にあるデータの補間点を検出し、且つ
この間の補間点検出回数を計数すると共に受けた前記像
形成用の最新のデータを出力する補間検出手段と、少な
くとも前記像形成用のデータ間に存在する前記補間点数
と同数分のデータ記憶容量を持ち前記補間検出手段の出
力するデータの最新の複数紙分のデータxi r X2
 +・・・ガを保持するデータ保持□部、これら複数組
のデータに対し与えられた補正係数l、・・・a2+a
Iを用いて前記デーりxl r x21 ””nに対し
an −IJalXl + an−Ja2X212 +aiasXs+・・・+a旦・・・a4a3xn−2
+aユ・・−& 31L g Xn−02 +a旦・・・1L31L2alXnなる演算を行う演算
部とを有しとの演算により得たデータを前記各画素位置
毎のデータが与えられる毎に出力するディジタルフィル
タと、補間点数毎に対応させ予め設定した理想フィルタ
のインパルス応答の重み関数が補正係数ILn、・・・
t2.alとして記憶されると共に前記補間点検出回数
の値に対応する補正係数を読み出して出力する係数発生
手段とを具備して成る画像データ補間装置。
[Scope of Claims] When there is blank data to be interpolated mixed with the data forming the image in the data for each pixel position of the given image, the data for each pixel position is received and the image is an interpolation detection means for detecting an interpolation point of data between data for forming an image, counting the number of times of detection of the interpolation point during this period, and outputting the latest received data for forming an image; Data xi r
+... Data holding □ section that holds the data, correction coefficient l given to these multiple sets of data,...a2+a
Using I, for the data xl r x21 ""n, an -I JalXl + an-Ja2X212 + aias
+ayu...-& 31L g The weighting function of the impulse response of the filter and the ideal filter, which is set in advance and corresponds to each number of interpolation points, is the correction coefficient ILn, . . .
t2. 1. An image data interpolation device comprising: coefficient generating means for reading out and outputting a correction coefficient stored as al and corresponding to the value of the number of times of interpolation point detection.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07246207A (en) * 1994-03-11 1995-09-26 Aloka Co Ltd Ultrasonic image processor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5773789A (en) * 1980-10-27 1982-05-08 Tokyo Shibaura Electric Co Video processing system

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