JPS60185539A - Aperture synthetic image apparatus - Google Patents

Aperture synthetic image apparatus

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JPS60185539A
JPS60185539A JP4011684A JP4011684A JPS60185539A JP S60185539 A JPS60185539 A JP S60185539A JP 4011684 A JP4011684 A JP 4011684A JP 4011684 A JP4011684 A JP 4011684A JP S60185539 A JPS60185539 A JP S60185539A
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JP
Japan
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scan
image
data
transmitting
transducer
Prior art date
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Pending
Application number
JP4011684A
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Japanese (ja)
Inventor
松本 賢三
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS60185539A publication Critical patent/JPS60185539A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、音波を用いて開口合成法によ多画像を合成す
る画像装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an imaging device that synthesizes multiple images using an aperture synthesis method using sound waves.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

開口合成法は開口面の小さな振動子を用いて信号処理に
よシ等価的に大きな開口面を合成する技術であシ、超音
波診断装置などの超音波画像装置に応用される。この開
口合成法の原理を第1図を用いて説明する。
The aperture synthesis method is a technique that uses a transducer with a small aperture to synthesize an equivalently large aperture through signal processing, and is applied to ultrasound imaging devices such as ultrasound diagnostic equipment. The principle of this aperture synthesis method will be explained using FIG.

送信および受信トランスデユーサT、RはX軸に沿って
超音波の送受信を行ないながら移動するものとし、送信
トランスデユーサTのX座標をXT%受信トランスデ、
−サROX座標をX t + X dとする。送信トラ
ンスデユーサTがら。
The transmitting and receiving transducers T and R move along the X axis while transmitting and receiving ultrasonic waves, and the X coordinate of the transmitting transducer T is expressed as XT% of the receiving transducer,
-Set the ROX coordinates to X t + X d. The transmitting transducer T.

発射される超音波は、X軸および2軸に直角の方向には
広がっていないものとする。また、受信トランスデユー
サRの感度分布もX軸およびy軸に直角の方向には広が
っていないものとする。
It is assumed that the emitted ultrasonic waves do not spread in the direction perpendicular to the X axis and the two axes. It is also assumed that the sensitivity distribution of the receiving transducer R does not spread in the direction perpendicular to the X-axis and the y-axis.

送信トランスデー−サTから発射された超音波ノ4ルス
は点反射体Pにおいて反射され、その反射波が受信トラ
ンスデユーサRで受信される。
The ultrasonic wave emitted from the transmitting transducer T is reflected by the point reflector P, and the reflected wave is received by the receiving transducer R.

この受信信号を位相検波することによって直交成分を取
出し、■成分であるH0ヒ血成分であるH8とが得られ
る。これら二つの成分をそれぞれ実数部、虚数部とする
次式のような複素数Hを考え、これをホログラムと呼ぶ
ことにする。
By phase-detecting this received signal, orthogonal components are extracted, and the (2) component H0 and the blood component H8 are obtained. Let us consider a complex number H as shown in the following equation in which these two components are the real part and the imaginary part, respectively, and call this a hologram.

1((xt、xd、zo、t) = Hc−jug(1
)式において、C0は比例定数、B、は送信トランスデ
ユーサTから発射された超音波の音圧分布と受信トラン
スデユーサ凡の感度分布とによって決まる合成感度分布
、PTは送信トランスデユーサTから発射された超音°
波パルスの包絡線、LT、は送信トランスデユーサTと
点反射体P間の距離、LRoは受信トランスデー−サR
と点反射体P間の距離をそれぞれ表わす。またハ、At
φはそれぞれ次式で表わされる。
1 ((xt, xd, zo, t) = Hc-jug(1
), C0 is a proportionality constant, B is the composite sensitivity distribution determined by the sound pressure distribution of the ultrasound emitted from the transmitting transducer T and the sensitivity distribution of the receiving transducer, and PT is the transmitting transducer T. Ultrasound emitted from °
The envelope of the wave pulse, LT, is the distance between the transmitting transducer T and the point reflector P, and LRo is the receiving transducer R.
and the distance between point reflector P, respectively. Also ha, At
Each of φ is expressed by the following formula.

Xt=)ET XO 4π2 φ =□ λ ここで、λは超音波の波長を示す。なお、指数関数部は
LTOおよびLILOにフレネル近似を導入して得られ
たものである。
Xt=)ET XO 4π2 φ =□ λ Here, λ indicates the wavelength of the ultrasonic wave. Note that the exponential function part is obtained by introducing Fresnel approximation to LTO and LILO.

点反射体Pの合成画像は、点反射体Pのホログラムと exp (JA x2) とのコン?リーーション和を計算し、さらにそ ・の絶
対値をとることによって得られ、その結果は次式で表わ
される。
Is the composite image of the point reflector P a combination of the hologram of the point reflector P and exp (JA x2)? It is obtained by calculating the region sum and then taking its absolute value, and the result is expressed by the following formula.

なお、(3)式はB、が矩形であって、その幅がNΔX
であるとして侵出したものである。また、ΔXは送信ト
ランスデユーサTの移動ピッチを表わし、C7は次式で
表わされる。
In addition, in equation (3), B is a rectangle, and its width is NΔX
It has been infiltrated as such. Further, ΔX represents the movement pitch of the transmitting transducer T, and C7 is represented by the following equation.

c、 =−c。−exp[−jφ〕・expCjA■−
xo)2・@xp〔−jA■1o)xd〕・・・(4)
ここで問題となるのは、グレーティングローブつまシ虚
像の位置である。本来の像であるメインローブから第1
グレーテイングローブまでの距離をXgとすると、これ
は(3)式よシ次のように表わされる。
c, =-c. −exp[−jφ]・expCjA■−
xo)2・@xp[-jA■1o)xd]...(4)
The problem here is the position of the virtual image of the grating lobe. The first from the main lobe, which is the original statue.
Letting the distance to the grating globe be Xg, this can be expressed as follows according to equation (3).

“ −4・・・(5) g Alx 2 。“−4...(5) g Alx 2.

この式は、グレーティングローブの位置は送信トランス
デユーサTの移動ピッチΔXが大きいほど、メインロー
ブに近くなることを示している。
This equation shows that the position of the grating lobe becomes closer to the main lobe as the moving pitch ΔX of the transmitting transducer T becomes larger.

そして、このXgがBTとBRの幅であるNΔXよシ小
さい場合にはグレーティングローブが虚像として表われ
ることになる。従って、虚像が生じないようにするため
には送信トランス7′、−サの移動ピッチΔXを十分に
小さくする必要がある0 超音波トランスデユーサとして特にリニア振動子アレイ
を用いる場合には、送信トランスデユーサTの移動ピッ
チは振動子の配列ピッチによりて決まる。従って虚像が
生じないようにするためには、この配列ピッチを十分に
小さくしなければならない。しかし、振動子の配列ピッ
チを小さくすることは超音波トランスデユーサの製作上
必ずしも容易ではない。
If this Xg is smaller than NΔX, which is the width of BT and BR, the grating lobe will appear as a virtual image. Therefore, in order to prevent the generation of a virtual image, it is necessary to make the moving pitch ΔX of the transmitting transformers 7' and 7' sufficiently small. The moving pitch of the transducer T is determined by the arrangement pitch of the transducers. Therefore, in order to prevent a virtual image from occurring, this arrangement pitch must be made sufficiently small. However, it is not necessarily easy to reduce the arrangement pitch of the transducers in terms of manufacturing an ultrasonic transducer.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、画偉化しようとする領域に発射される
音波の送信位置の移動ピッチに関する許容値を従来よシ
高めることによって、走査部を容易に実現できるように
した開口合成画像装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide an aperture synthesis imaging device that can easily realize a scanning section by increasing the tolerance regarding the movement pitch of the transmission position of the sound wave emitted to the area to be imaged compared to the conventional one. It is to provide.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、超音波等の音波による走査において、送信位
置と受信位置との間の距離をX、として第1の走査を行
なう一方、この距離をXdに送信位置の移動ピッチΔX
を加えたX、+ΔXとして第2の走査を行ない、さらに
画像を合成するための演算において、第1の走査によっ
て得られる第1のデータとカーネルデータとのコンゴリ
ュージョン和の計算結果に、第2の走査によって得られ
るデータとカーネルデータとのコンがリューシ、ン和の
計算結果を加算して画像情報を得ることを特徴としてい
る。
In scanning using sound waves such as ultrasonic waves, the present invention performs the first scan with the distance between the transmitting position and the receiving position as X, and sets this distance to Xd as the moving pitch ΔX of the transmitting position.
A second scan is performed with X, +ΔX added to The image information is obtained by combining the data obtained by the second scan with the kernel data and adding the calculation results of the sum of the sums.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、第1の走査時と第2の走査時とで第1
グレーテイングローブの位相が1800異なシ、最終的
に従来の場合の位置における第1グレーテイングローブ
は相殺されるので、送信位置の移動ピッチを従来の場合
の2倍としても、虚像のない合成画像を得ることができ
る。
According to the present invention, during the first scanning and during the second scanning, the first
Even though the phases of the grating globes differ by 1800 degrees, the first grating globe at the position in the conventional case is ultimately canceled out, so even if the movement pitch of the transmission position is twice that in the conventional case, a composite image without a virtual image can be obtained. can be obtained.

従って、超音波等による走査部の実現がそれだけ容易と
なる。
Therefore, it becomes easier to realize a scanning section using ultrasonic waves or the like.

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

以下、本発明を電子走査型超音波診断装置に適用した一
実施例について説明する。第2図はそのブロック図であ
る。
An embodiment in which the present invention is applied to an electronic scanning ultrasound diagnostic apparatus will be described below. FIG. 2 is a block diagram thereof.

第2図において、超音波プローブ1は多数の振動子を一
列に配列してなる振動子プレイによって構成されている
。各振動子からはある広がシをもって超音波が生体内に
発射される。生体内各部からの反射波は所定の振動子に
よって受信され、電気信号(これを受信信号という)に
変換される。振動子の共振周波数は通常、2〜10 M
Hzとされる。ノぐルサ2はグローブ1内の各素子を駆
動するもので、スキャンコントローラ10からのパルス
に同期して、そしてスキャンコントローラ10によって
指定される振動子IcJI動29,3を送Lotゎ、よ
り1各振動子は )一定の周期で順次切シ換えられて駆
動される。
In FIG. 2, the ultrasonic probe 1 is constituted by a transducer play made up of a large number of transducers arranged in a line. Each transducer emits ultrasonic waves with a certain spread into the living body. Reflected waves from various parts within the body are received by a predetermined vibrator and converted into electrical signals (referred to as received signals). The resonant frequency of the vibrator is usually between 2 and 10 M
It is assumed to be Hz. The noggler 2 drives each element in the globe 1, and in synchronization with the pulse from the scan controller 10, transmits the transducer IcJI movement 29, 3 designated by the scan controller 10. Each vibrator is sequentially switched and driven at a constant cycle.

なお、−回の超音波の送信または受信に用いられる振動
子数は、1〜数個の範囲で必要に応じて適切に設定され
る。プローブ1で得られた受信信号は、レシーバ3にお
いて必要なレベルにまで増幅される。増幅度は入力され
る受信信号のレベルに応じて必要な値に設定される。
Note that the number of transducers used for transmitting or receiving ultrasonic waves - times is appropriately set in the range of one to several as necessary. The received signal obtained by the probe 1 is amplified by the receiver 3 to a required level. The degree of amplification is set to a necessary value depending on the level of the input received signal.

位相検波器42.5はレシーバ3からの受信信号に、ス
キャンコントローラ10から供給される90°位相の異
なる二つの正弦波をそれぞれ乗じへその結果をローフ4
スフイルタに通すことによって、位相検波を行なう。こ
れら正弦波の周波数は振動子の共振周波数に一致してい
る。位相検波器4,5の出力には直交成分、っt、b余
弦(cos )成分としてのX(t)と、正弦(S I
N)成分としてのY(t)が得られ、それぞれ次段のA
/D変換器6 、7 (C−AI)C、S −ADC)
に入力される。
The phase detector 42.5 multiplies the received signal from the receiver 3 by two sine waves having a 90° phase difference supplied from the scan controller 10, and sends the result to the loaf 4.
Phase detection is performed by passing the signal through a filter. The frequencies of these sine waves match the resonant frequency of the vibrator. The outputs of the phase detectors 4 and 5 have orthogonal components, t, b cosine (cos) components X(t), and sine (S I
N) component Y(t) is obtained, and each of the next stage A
/D converter 6, 7 (C-AI)C, S-ADC)
is input.

C−ADC6およびS −ADC7はそれぞれ(2)成
分X(t) 、 *成分Y(t)をサンプリングしディ
ジタル化する。この場合、サンプリングピッチは生体内
の点反射体からの反射波の継続時間を考慮して決められ
る。例えばその継続時間が2μm1eeならサンプリン
グピッチはその5分の1である400nsec程度が適
当である。このサンプリングピッチを決めるのは、スキ
ャンコントローラ10から送られてくるサンプリングク
ロックであって、サンプリングおよびディジタル化はそ
れに同期して行なわれる。こうして、(2)成分X(t
) + dz成分y(t)は例えばいずれも8ビツトの
ディジタル値となる・ ディジタル化された可成分と成分分はそれぞれC−人力
バッファメモリ8、s−人力バッファメモリ9にストア
される。これらバッファメモリ8,9へのデータの書込
みは、スキャンコントローラ10からC−ADC6、C
−ADC7にも供給されているサンプリングクロックに
同期して行なわれる。つtシ、ディジタル化された直交
成分(CIM e内成分)はサンプリングクロックに同
期して次々に人力バッファメモリ8,9に書込まれてゆ
く。人力バッファメモリ8,9は、1回の超音波ノ4ル
スの発射で得られる一連の反射波に対応する受信信号を
ストアするのに必要な容量をもっている。ストアされた
データはすべての書込み完了後、コンピュータ11によ
って続出され、画像メモリ12に転送される。
The C-ADC 6 and the S-ADC 7 sample and digitize (2) components X(t) and *components Y(t), respectively. In this case, the sampling pitch is determined in consideration of the duration of reflected waves from point reflectors within the body. For example, if the duration is 2 μm 1ee, the appropriate sampling pitch is about 400 nsec, which is one-fifth of that duration. This sampling pitch is determined by the sampling clock sent from the scan controller 10, and sampling and digitization are performed in synchronization with this clock. In this way, (2) component X(t
)+dz components y(t) are all 8-bit digital values, for example. The digitized component and component are stored in the C-manual buffer memory 8 and the s-manpower buffer memory 9, respectively. Data is written to these buffer memories 8 and 9 from the scan controller 10 to the C-ADC 6 and C-ADC 6.
- It is performed in synchronization with the sampling clock that is also supplied to the ADC 7. Then, the digitized orthogonal components (components in CIM e) are sequentially written into the manual buffer memories 8 and 9 in synchronization with the sampling clock. The manual buffer memories 8 and 9 have a capacity necessary to store received signals corresponding to a series of reflected waves obtained by one emission of ultrasonic pulses. After all writing is completed, the stored data is sequentially output by the computer 11 and transferred to the image memory 12.

画像メモリ12は4画像分のデータをストアすることが
できる。これはC−人力バッファメモリ8とS−人力バ
ッファメモリ9から読出された瀉成分X(t)および−
成分y(t)をそれぞれストアするだめのものである。
The image memory 12 can store data for four images. This is the filter component X(t) read from C-manual buffer memory 8 and S-manual buffer memory 9 and -
It is used to store each component y(t).

画像メモリ12のX(t) 、 Y(t)をそれぞれス
トアする領域の構成はいずれも第3図に模式的に示され
るものとなっている。すなわち、Xおよびyアドレスの
取り得る値はいずれもθ〜511でアシ、それぞれ走査
方向と深さ方向に対応づけられている。各アドレスには
8ビツトのデータをストアすることができる。
The configurations of the areas for storing X(t) and Y(t) in the image memory 12 are schematically shown in FIG. That is, the possible values of the X and y addresses are θ to 511, and are associated with the scanning direction and the depth direction, respectively. Each address can store 8 bits of data.

出カバ、ファメモリ13はコンピュータ11における演
算の結果得られた生体内組織に関する合成画像の画像デ
ータをストアするためのものであシ、その構成は画像メ
モリ12と同じく第3図に示したようになっている。出
力バッファメモリ13は、タイミングコントローラ14
からのクロックに同期して常時読み出されている。その
読み出しはテレビモニタ16における走査に合わせて行
なわれる。タイミングコントローラ14は出力バッファ
メモリ13にストアされている画像データをテレビモニ
タ16に表示するためのr−夕読出しコントロールとテ
レビ同期信号の発生を行なっている。
The output memory 13 is for storing image data of a composite image of in-vivo tissues obtained as a result of calculations in the computer 11, and its configuration is the same as that of the image memory 12, as shown in FIG. It has become. The output buffer memory 13 is connected to the timing controller 14
It is constantly read out in synchronization with the clock from The reading is performed in accordance with the scanning on the television monitor 16. The timing controller 14 performs r-event readout control for displaying the image data stored in the output buffer memory 13 on the television monitor 16 and generates a television synchronization signal.

出力バックアメモリ13からの画像データは、D / 
A変換器15によりアナログ画像信号に変換されるとと
もに、タイミングコントローラ14からの同期信号と混
合される。そしてこの混合出力であるコンポジットビデ
オ信号がテレビモニタ16に入力され、合成画像が表示
される。
The image data from the output backup memory 13 is D/
The signal is converted into an analog image signal by the A converter 15 and mixed with a synchronization signal from the timing controller 14 . The composite video signal, which is the mixed output, is then input to the television monitor 16, and a composite image is displayed.

コンピュータ1ノの機能は次の3つである。The computer 1 has the following three functions.

(1)スキャンコントローラ10のコントロール ゛(
2)ディジタル化直交成分データの転送(3)画像合成
処理 1回の超音波の発射で得られるμs成分X(t)および
比成分y(t)は、前述のように一旦C−人力パッファ
メモリ8 + 8−人力バッファメモリ9にストアされ
る。コンピュータ11はこれらのデータを順次大カッ々
ツファメモリ8,9から読出し、それらを画像メモリ1
2内の駆動された振動子の位置と深さによって決まるア
ドレスに順次ストアしていく。
(1) Control of scan controller 10 ゛(
2) Transfer of digitized orthogonal component data (3) Image synthesis processing The μs component 8+8-stored in the manual buffer memory 9. The computer 11 sequentially reads out these data from the large-capacity memories 8 and 9 and stores them in the image memory 1.
The information is sequentially stored at an address determined by the position and depth of the driven vibrator in 2.

コンピュータ11がスキャンコントローラ10に与える
指示のうち本発明の特徴に関連していて特に重要なのは
、超音波による走査に関するものである。これについて
以下で説明する。
Of the instructions given by the computer 11 to the scan controller 10, the instructions relating to ultrasonic scanning are particularly important and are related to the features of the present invention. This will be explained below.

超音波による走査は第1.第2の走査の2回に分けて行
なわれる。第1の走査時と第2の走査時とと異なるのは
、受信位置の設定である。
Ultrasonic scanning is the first step. The second scan is performed in two parts. The difference between the first scan and the second scan is the setting of the reception position.

すなわち、コンピュータ11は第1の走査においては、
受信位置が送信位置から振動子1個分離れた位置に設定
されるようにスキャンコントローラ10に命令を与える
。クー17、振動子の^−5+I J −、凋−ム J
−L →ト ス ふ コ(−/# Itヤ畳 ふ 81
1t々ν優の間隔をjXとして送信位置をΔχづつ移動
させて走査を行なうよう指示する。受信位置と送信位置
の間隔は一例としてここではjXとしたが、これは必ず
しもjXである必要はなく2ΔX。
That is, in the first scan, the computer 11
A command is given to the scan controller 10 so that the receiving position is set at a position one transducer away from the transmitting position. Ku 17, vibrator ^-5 + I J -, 凋-mu J
-L → Toss Fu Ko (-/# Itya Tatami Fu 81
The transmission position is instructed to be scanned by moving the transmission position by Δχ with an interval of 1tttvmin as jX. As an example, the interval between the receiving position and the transmitting position is jX here, but it does not necessarily have to be jX, but is 2ΔX.

3ΔXとしてもよく、さらには間隔を01つまシ同一の
振動子で送受信を行なってもよい。一方、第2の走査に
おいては送受信位置の間隔は第1の走査における間隔に
jXを加えたもの、つまF)21xとなるように命令が
与えられる。
It may be set to 3ΔX, and furthermore, the interval may be set to 01 and the same transducer may be used for transmission and reception. On the other hand, in the second scan, a command is given so that the interval between the transmitting and receiving positions is equal to the interval in the first scan plus jX, or F)21x.

以下の説明では便宜上、第1の走査で得られるデータ(
als成分と自成分)を第1データ、第2の走査で得ら
れるデータを第2データと呼ぶことにする。
In the following explanation, for convenience, the data obtained in the first scan (
als component and self-component) will be referred to as first data, and the data obtained in the second scan will be referred to as second data.

第1および第2の各走査において、スキャンコントロー
′″)10はコンビー−りからの指示があると直ちに/
41ルサ2とレシーバ3をコントロールして、指定され
た振動子で送受信が行なわれるようにする。
In each of the first and second scans, the scan controller''') 10 immediately scans the
Controls the 41 Lusa 2 and receiver 3 so that transmission and reception are performed using the designated transducer.

画像合成処理はこれら第1および第2の走査が完了した
後、開始する。以下これについて詳細を説明する。
The image composition process starts after these first and second scans are completed. This will be explained in detail below.

画像合成処理の基本は第1データおよび第2データと所
定の関数のデータ(以後これをカーネルと呼ぶ)とのコ
ンデリュージョン和の計算である。所定の関数とは第(
2)式によ)表わされるもので、これは超音波の波長、
送受信振動子の間隔および画像を合成しようとする位置
の深さ、つま、6トランスデユーサからの距離によって
決まる。最終的な合成tIli像は第1データとカーネ
ルデータとのコンデリュージョン和に第2データとカー
ネルデータとのコンがリュージョン和をガロえ、その絶
対1直をとることによって得られる。このような画像合
成処理を行なったとき、点反射体の渾はメインロープか
ら第1グレーテイングローfまでの距離が従来に比べ2
倍となシ、振動子の配列ピッチを従来の2倍としても虚
像は生じなくなる。この点を以下に説明する。
The basis of image synthesis processing is calculation of a condelusion sum of first data, second data, and data of a predetermined function (hereinafter referred to as a kernel). The predetermined function is
2)), which is the wavelength of the ultrasonic wave,
It is determined by the distance between the transmitting and receiving transducers, the depth of the position where images are to be synthesized, and the distance from the transducer. The final composite tIli image is obtained by adding the condelus sum of the first data and kernel data to the condelus sum of the second data and kernel data, and taking the absolute unity. When such image synthesis processing is performed, the distance from the main rope to the first grating glow f at the edge of the point reflector is 2 compared to the conventional one.
In other words, even if the arrangement pitch of the transducers is twice that of the conventional one, no virtual image will occur. This point will be explained below.

第1図に示したような座標系において、点反射体のホロ
グラムは5(1)のようになる。このホログラムとカー
ネルデー夕とのコンデリューシ四ン和の結果U(X)は
第(3)式で懺わされる。
In the coordinate system shown in FIG. 1, the hologram of the point reflector becomes 5(1). The result U(X) of the confluence of this hologram and the kernel data is expressed by equation (3).

ここでΔXを振動子の配列ピッチとし、さらにX6=Δ
Xとすると、これは上述の第1データとカーネルデータ
とのコンゴリーーション和の計Jl果とな2゜一方、X
、=2ΔXとするとこれは第27′−夕とカーネルデー
タとのコンデリー−シ、ン和の計無結果となる。これら
をそれぞれJ(X) Hu2←)とすると、最終的な合
成像U (X)は次のようになる。
Here, ΔX is the arrangement pitch of the vibrator, and X6=Δ
Assuming that
, = 2ΔX, this results in the total sum of the 27'-th data and the kernel data. Assuming that these are respectively J(X) Hu2←), the final composite image U (X) will be as follows.

Uo(X) = l u、(x) −112(X) 1
十exp [−JA(X −x 0)Δス 〕ける指数
関数部の1良を計算すると、Δスが通常そうであるよう
に小さい場合には、はぼ−1に寺しくなる。
Uo(X) = l u, (x) −112(X) 1
If we calculate the value of the exponential part of 10exp[-JA(X-x0)Δs], if Δs is small, as is usually the case, it will be less than -1.

一方、第1項のグレーティングローブの位置が小さい場
合には第2項のグレーティングローブの位置にはほぼ一
致する。従って、u+(x)と、2(、)を加えること
によってそれらの第1グレーテイングローブは打ち消し
合うことになる。
On the other hand, when the position of the grating lobe of the first term is small, it almost coincides with the position of the grating lobe of the second term. Therefore, by adding u+(x) and 2(,), their first grating globes cancel each other out.

よりて、本発明におけるような超音波の走査および合成
処理を行なうと、従来の場合に相当する第1グレーテイ
ングローブが消え、従来の場合における第2グレーテイ
ングローブが新たな第1グレーテイングローブとなるの
で、振動子の配列ピッチを従来の2倍としても虚像が生
じないことになる。 ・ 上述のような画像合成処理は具体的には、コンピュータ
11の制御により次のようにして行なわれる。第4図は
この画像合成処理のアルゴリズムを示すフローチャート
である。
Therefore, when ultrasound scanning and synthesis processing is performed as in the present invention, the first grating globe corresponding to the conventional case disappears, and the second grating globe corresponding to the conventional case replaces the new first grating globe. Therefore, even if the arrangement pitch of the vibrators is twice that of the conventional one, no virtual image will occur. - Specifically, the above-described image composition processing is performed under the control of the computer 11 as follows. FIG. 4 is a flowchart showing the algorithm of this image composition processing.

すなわち、コンピュータ11は1ず画1象メモリ12か
ら第17′−夕のトランスデユーサに最も近い部分のデ
ータ、つま夛第1のr−夕A11(1=1〜511 )
のうちの第1行目のデータAllを読み出す。予めコン
ピュータ1ノ内のメモリにストアされている、このデー
タAllに対応したカーネルデータBllを仄に読み出
し、これらのデータAllとBllとのコンデリュージ
ョン和を計算する。次にコンピータ11は画像メモリ1
2から第2データの第1行目のr−夕A21を読み出し
、同様にカーネルf−IB21.!:のコンぎリュージ
ョン和を計xする。そして先の計算結果と加え合せ、さ
らに絶対値をとる。これによって兎1行目の画像合成処
理が完了する。この結果は、出力バッファメモリ13に
ストアされる。次にコンピュータ12は第1および第2
7′−夕の第2行目に対して同様の処理を行ない、結果
をやはシ出力/々ツファメモリ13にストアする。この
ような処理を第511行まで、つま夛1=1〜511ま
で繰返し実行し、−画像分の画像合成処理を完了する。
That is, the computer 11 first stores data from the image memory 12 in the portion closest to the 17'-th transducer, including the first r-side A11 (1=1 to 511).
The first row of data All is read out. The kernel data Bll corresponding to this data All, stored in advance in the memory of the computer 1, is read out, and the condelusion sum of these data All and Bll is calculated. Next, the computer 11 uses the image memory 1
From kernel f-IB21. ! : Calculate the convolution sum of x. Then, add it to the previous calculation result and take the absolute value. This completes the image synthesis process for the first row of rabbits. This result is stored in the output buffer memory 13. Computer 12 then connects the first and second
Similar processing is performed on the second line of 7'-1, and the result is stored in the output/data memory 13. Such processing is repeatedly executed up to the 511th line, from 1 to 511, and the image synthesis processing for -images is completed.

なお、本発明はその他要旨を逸脱しない範囲で種々変形
実施が、可能であシ、例えば上記実施例では電子走査型
の装置に本発明を適用した例について述べたが、本発明
は単一振動子による機械的な走貸方式の装置にも適用が
可能である。
It should be noted that the present invention may be modified in various ways without departing from the scope thereof.For example, in the above embodiment, an example in which the present invention is applied to an electronic scanning type device is described, but the present invention is applicable to a single vibration type device. It can also be applied to devices that use a mechanical rental system.

また、走査に超音波を用いたが、生体内等の画像化を目
的としない場合は、可聴周波の音波を用いてもよいこと
は勿論である。
Although ultrasonic waves are used for scanning, it goes without saying that audio frequency sound waves may be used if the purpose is not to image inside a living body.

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

第1図は開口合成法の原理を説明するための図、第2図
は不発明の一実施例の構成を示すブロック図、第3図は
同実施例における画像メモリおよび出力バッファメモリ
の構成を説明するだめの図、第4図は同実施例に゛おけ
る画像合成処理のアルゴリズムを示すフローチャートで
ある。 1・・・超音波フローツ、4,5・・・位相検波器、6
.7・・・A/D変換器、8.9・・・入カパッファメ
モリ、10・・・スキャンコントローラ、1ノ・・・コ
ンピュータ、12・・・画像メモリ、13・・・出力バ
ッファメモリ、15・・・A/D変換器、16・・・テ
レビモニタ。
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the aperture synthesis method, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the invention, and FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the image memory and output buffer memory in the same embodiment. FIG. 4, which is for illustration purposes only, is a flowchart showing an algorithm for image composition processing in the same embodiment. 1... Ultrasonic floats, 4, 5... Phase detector, 6
.. 7... A/D converter, 8.9... Input buffer memory, 10... Scan controller, 1... Computer, 12... Image memory, 13... Output buffer memory, 15...A/D converter, 16...TV monitor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 音波を画像化しようとする領域に送信する手段と、この
手段にzb送信された音波の前記領域からの反射波を受
信し、この反射波に対応した受信信号を得る手段と、こ
れらの手段における送信および受信位置を順次変化させ
る走査手段と、前記受信信号の直交成分を取シ出す手段
と、前記直交成分をもとに開口合成法によって画像を合
成する画像合成手段とを有し、前記走査手段は第1の走
査と第2の走査とで送信位置と受信位置との間の距離を
送信位置の移動ピ。 チ分だけ変化させるように構成され、画像合成手段は第
1の走査によって得られる前記直交成分トカーネルとの
コンゴリューシ四ン和と、第2の走゛査によって得られ
る前記直交成分とカーネルとのコンプリ、−シ、ン和と
を加算して画像情報を得るように構成されていることを
特徴とする開口合成画像装置。
[Scope of Claims] Means for transmitting sound waves to a region to be imaged, and means for receiving reflected waves from the region of the sound waves transmitted to this means and obtaining received signals corresponding to the reflected waves. scanning means for sequentially changing transmission and reception positions in these means; means for extracting orthogonal components of the received signal; and image synthesis means for synthesizing images by an aperture synthesis method based on the orthogonal components. The scanning means measures the distance between the transmitting position and the receiving position in the first scan and the second scan by changing the distance between the transmitting position and the receiving position. The image synthesizing means is configured to change the sum of the orthogonal components and the kernel obtained by the first scan, and the orthogonal component and the kernel obtained by the second scan. 1. An aperture synthetic image device characterized in that it is configured to obtain image information by adding complete, -s, and sums.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6279045A (en) * 1985-10-03 1987-04-11 アロカ株式会社 Ultrasonic diagnostic apparatus using synthetic method
JPH04193270A (en) * 1990-11-27 1992-07-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ultrasonic diagnosis apparatus
WO1997036175A1 (en) * 1996-03-28 1997-10-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Ultrasonic flaw detector and ultrasonic flaw-detecting method

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