JPS62129036A - デイジタルスキヤンコンバ−タ - Google Patents

デイジタルスキヤンコンバ−タ

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JPS62129036A
JPS62129036A JP60269020A JP26902085A JPS62129036A JP S62129036 A JPS62129036 A JP S62129036A JP 60269020 A JP60269020 A JP 60269020A JP 26902085 A JP26902085 A JP 26902085A JP S62129036 A JPS62129036 A JP S62129036A
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JP
Japan
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image memory
image
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Pending
Application number
JP60269020A
Other languages
English (en)
Inventor
坂本 知貞
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.)
GE Healthcare Japan Corp
Original Assignee
Yokogawa Medical Systems Ltd
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Publication date
Application filed by Yokogawa Medical Systems Ltd filed Critical Yokogawa Medical Systems Ltd
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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、セクタ式超音波診断装置の画像処理Hfff
であるディジタルスキャンコンバータ(以下DSGとい
う)の方式に関する。
[従来の技術] 超音波診断装置には、本来ベクトル走査である超音波ビ
ーム(以下音線という。)が使用され、これにより得ら
れるビデオ信号フォーマットを標準方式テレビジョンの
ラスク走査に適合したフォーマットに変換するためにD
SGが使用される。
そしてセクタ式超音波診断装置においては、音響的走査
は第2図に示すようにセクタプローブの表面を原点とす
る極座標表面で行なわれる。このように音響的走査で得
られた超音波断層像はDSCの画像メモリに書込むとき
に極座標系から直交座標系へ座標変換が施される。上記
のように扇形状に音線を走査しているセクタ走査状態で
はその中心位置にパルス信号の送信及び反射波の受信を
行う装置が置かれる。この扇形の中心の近傍では画像は
密になるが中心から遠くなると画像は疎になり、空のピ
クセルが多発する。この空のピクセルとは隣接する音線
の間に発生するデータの書込まれないピクセルのことで
ある。この空のピクセルを適切に補間することによって
、ラスク走査による画像を良質にすることができる。こ
のようにして画像メモリに書き込まれたセクタ画像は標
準テレビジョン方式のラスタースキャン様式で読み出さ
れ、第3図に示すようにCRTモニタに表示される。こ
の場合CRTモニタは直交座標系としてとらえてよい。
[発明が解決しようとする問題点] 前述のDSCはCRTモニタに表示できる扇の形や大き
さに一定の制約があった。即ち半径400ピクセル程度
、中心角90°程度のものまでしか表示できなかった。
特に半径をより大きくづることは困難だった。そのため
第4図に示すようにA/D変換のクロック周波数を上げ
て拡大像を得ようとすると視野深度が浅くなってしまう
という欠点があった。第4図(イ)は1倍の場合で(0
)は2倍に拡大した場合を示している。その原因は画像
メモリの書込み速度の遅さにある。即ち従来のDSCの
画像メモリの書込み時間は凡そ次式で表わされる。
書込み時間− 4T(−4X63.555μS)/ (πr  2  xφ/360”  xi/ (n  
−1>)但し、王は水平走査期間 φは中心角 nはf線数 上式において分子は超音波で生体内を深さ15cm位ま
で見るために必要な繰返し周期で、分母は上記繰返し周
期内に画像メモリに書き込まねばならないピクセル数で
ある。これを半径400ピクセル、中心角90°、音線
数128本のものにあてはめると、 書込み時間 257ns となり、従来DSCは経済性の良いダイナミックRAM
で実現できた。この例で中心角と音線数をそのままにし
て半径を800 1200 1600ピクセルと次第に
大きくづると書込速度は64ns、 29ns、 16
nsと半径の自乗に反比例して短かくなって行ぎスタテ
ィックRAMをもってしても実現は益々困難になる。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、その目
的は、DSCの画像メモリの書込み速度を著しく上げる
ことなくOSCの走査変換の対象とする扇形の半径を従
来型のものより大きくし、体内深部の画像の拡大表示を
可能にすることである。
[問題点を解決するための手段] 前記の問題点を解決するための本発明は、超音波診断5
A置の音線のアナログビデオ信号をディジタル変換し、
補間器により補間音線を作って眞の音線と共に極座標の
まま画像メモリに書込み、直交座標で設定した読出しア
ドレスを極座標に変換して前記画像メモリから読み出す
ようにして、信号を極座標で処理したことを特徴とする
ものである。
[作用] 超音波診断装置より19だアナログビデオ信号をディジ
タル信号に変換し、ラインバッファに1音線づつ逐次書
込み、読み出しを行い、−次補間器でg′a間を補間し
て画像メモリに格納し、プリセットした直交座標データ
を極座標に座標変換して、読出しアドレスとして画像メ
モリから読み出し、アナログ信号に変換してCRTモニ
タに表示する。
拡大画像に関してはROIを設定してROIに応じて直
交座標でプリセットする。画像メモリの小さい場合は画
像メモリのサイズに応じて入れることの出来るように極
座標をずらせて読み出し、CRTモニタに表示する。
[実施例] 以下に図面を参照して本発明の実施例につき詳細に説明
する。
第1図は本発明の実施例のブロック図である。
1はA/D変換器、2は△/D変換クロりク発振器で図
示しない超音波受信器からのアナログビデオ信号はA/
D変換器1でディジタル信号に変換される。A/D変換
クロック発振器2ではCRT表示画像の拡大率に応じて
A/D変換クロックの周波数を決定する。例えば拡大率
1倍においては400ピクセルで深さ15CIl1分の
アナログビデオ信号をディジタル化するので1/(15
cmx1’3μs/400ピクセル)”=2.05M)
(zである。
ここで13μsは生体内の1CI11に相当する時間で
ある。3はラインバッファ書込みアドレス発生器で4及
び5はラインバッファである。△/D変換クロック発振
器2の出力信号をラインバッファ書込みアドレス発生器
3に与えてラインバッファ書込みアドレス信号を発生さ
せる。ラインバッファ4及び5はデータセレクタ21及
び22の動作によって2m構成になっている。ラインバ
ッファは1音線づつ田込み、之を読み出しているときに
もう一つのラインバッファが次の音線のデータを書込む
ようになっている。例えばラインバッファ4にA/D変
換器1の出力を書き込んでいるときはラインバッファ5
は読み出しモードになっていて一次補間器6や画像メモ
リ7にデータを送り出している。これはどの超音波送受
信サイクルにおいてもラインバッファ4及び5が児掛上
占込みと読み出しを同時に行えるようにするためである
。ラインバック14及び5に書込んだデータを読み出す
ためのラインバッファ読出しアドレス信号は転送りロッ
ク発振器8からの転送りロック信号をラインバッファ続
出しアドレス発生器9に与えて作る。ラインバッファ4
及び5の出力は一次補間器6に入り3本の補間音線を作
る。これは第5図に示すように隣接する畠・線A及びB
の間に補間音線c、d、eを作るものである。この眞の
音線A。
Bと補間音線c、d、eのデータはそれぞれが持ってい
るθアドレスに暴づき、画像メモリ7に隙間なく書き込
まれる。このθアドレスは図示しないシステムコントロ
ーラから来る音線番号データと1対1の対応をしている
。上記のように画像メモリ7の入力端子を4個設け、各
々を例えば眞の音線△のデータ及び補間音線c、d、e
のデータ専用として同時に4木の音線の書込みが進行す
るように構成する。こう覆ることで画像メモリ7への書
込み時間は以下のように抑えられる。
4x21.7uS/400=217ns従来分子はテレ
ビジョンの掃引時間が規定していたがスタティックRA
Mの発達で処理速度が早くなったので読出し、書込を同
時に行なう必要から帰線時間の21.7μs基準とした
。書込時間の217nsは現在の水準では妥当な値であ
る。分母は4本の音線を同時に書き込むため、4本分の
ピクセル数1600でなく400でよい。
画像メモリ7の読出しクロック信号はフェーズコンパレ
ータ10、低域濾波器11、電圧制御マルチバイブレー
ク12及び1/N分周器13から成るPししくフェーズ
ロックドループ)回路で、水平同期信号(以下1−ID
と記す)に基づきHDのN倍の周波数を持ち且つHDと
位相の合った信号である。この信号はX、y読出しアド
レス発生器14に入る。x、yl出しアドレス発生器1
4にはHD及び垂直同期信号(以下VDという)が入力
されていて、CRTモニタのラスク方向(水平方向)を
x!ll1wL方向をy軸とする読出しアドレスが作ら
れる。Xアドレスは前記PLL回路の出力である読出し
クロックをカウントして1壮られ、yアドレスは1−(
Dをカウントして得られる。前記のVDはyアドレスの
カウンタのプリセットのために用いられ、1−10は×
アドレスカウンタのプリセットのためにも用いられる。
このようにして1qられたX、y浸出しアドレス信号は
座標変換器15で遅滞なく極座標系に変換され、γ、θ
読出しアドレス信号として出力される。この座標変換器
15には数表が格納されていて、入力のx、y座標から
の数値によってγ、θの極座標を読み取るようになって
いる。このγ、θ読出しアドレス信号はデータセレクタ
16を経て画像メモリ7に与えられる。一方転送りロッ
ク発振器8の出力信号と、音線番号データは画像メモリ
書込みアドレス発生器17に入り、γ、θ書込アドレス
信号を作って前記のγ、θ読出しアドレス信号と共にデ
ータセレクタ16に入る。このγ、θm込アドレアドレ
ス信号図に示した眞の音線Aと補間音線c、d。
eを画像メモリ7に規則正しく隙間なく書き込むための
ものである。データセレクタ16はCRTモニタ18の
画像表示期間にはγ、θ続出しアドレス信号を選択し、
画像非表示期間には、γ、θ書込アドレス信号を選択す
るように制御される。
データセレクタ16は読出しアドレス信号と書込みアド
レス信号を切替えて画像メモリ7に供給覆るのであるが
、何れにしてもviA座標で行なっている。こうして読
み出された画像メモリ出力は、D/A変換器19でアナ
ログ信号に戻され、同期付加器20で同期信号とブラン
キング信号を何カUされ、複合ビデオ信号となってCR
Tモニタ18に入り、CRTモニタ18の管面にセクタ
画像を表示する。以上が第1図の回路の動作であるが、
次にこのDSCを用いて画像拡大を実行する方法。
手順について述べる。これからはセクタの中心角90°
、拡大率1倍の時の視野深度15cm、それに対応する
ピクセル数400ピクセル、θ方向の分解能512ピク
セル(眞の音線と補間音線の総数が512本)について
考える。
拡大率1倍、即ち拡大を行なわない実寸表示の場合に第
6図(イ)に示づようなセクタ画像がCRTモニタ18
に表示されたとする。この場合画像メ七り7上では第6
図(ロ)のような状態で画像が格納されている。このと
きのセクタ画像(第6図(イ))は縦400ピクセル横
566ピクセルで標準テレビジョン方式のCRTモニタ
18の画面に十分収まる。横566ピクセルは2γsi
nθ=800sin45’→566から求められる。
ここで拡大率を2倍即ち第6図(イ)の画像を2倍に拡
大したとすると、セクタ画像は第7図(イ)に示すよう
になる。またこのとぎ画像メモリ7上では第7図(ロ)
に示すような状態で画像が格納されている。第7図(イ
)に示したセクタ画像は架空のものであって、縦800
ピクセル、横1131ピクセルもあってCRTモニタ1
8の画像には収まらない。従って実際には拡大率を2倍
にする時は第7図(イ)の画像のうち、どの部分をCR
T′F:ニタ18に表示したいかを予め設定する必要が
ある。この走査をROI(ロイ)  (Regiono
f  f nterest関心領域)の設定と称づる。
ROIの設定はX、y読出しアドレス発生器14にX。
yプリセット値を設定して行なわれる。こうするとX、
y読出しアドレス発生器14はこれ以後RO【に対応し
たX、y続出しアドレス信号を発生するようになる。座
標変換器15の変換可能なX。
yアドレスの値の範囲は第7図(イ)のセクタ画像を過
不足なく含むように構成されていて、座標変換器15か
らはRotに応じたγ、θ読出しアドレスが出力される
。この状態を第8図に示す。
第8図(イ)はセクタのROI設定部分で音線のγ1か
らγ2までを設定していてCRTモニタ18にはこの部
分が表示される。この時の画像メモリ7上の像は第8図
(ロ)の通りで画像メモリのサイズは512ピクセル×
800ピクセルあるため、拡大像は全部画像メモリの中
に収まっている。
この画像メモリ7への書込速度は4X21.7μs /
800−108.5nsであってスタティックRAMに
とっては十分遅い。この21.7μsは既に述べたよう
にCRTモニタ18上の非表示期間である。次に他の實
流例について説明する。第8図(イ)のようにROIを
設定した場合を考える。このROIのサイズは横512
ピクセル縦400ピクセルであり、極めて常識的なサイ
ズである。このとき画像メモリ7上で実際に必要なデー
タは第8図(ロ)に示すようにγ軸ではγ1からγ2ま
でに過ぎない。従って画像メモリ7は先の例のように大
きなものは必要ない。第9図にこの実論例のブロック図
を示す。第1図と同じ部分に同じ符号が付しである。第
1図と異なるのはラインバッファ読出しアドレス発生器
9にγのプリセット値を入れるようにしたこと、゛座標
変換器15の後にALU (3術演算器)23を入れで
あること、及び画像メモリのサイズを節約して小さなも
のを使用していることである。先の実施例では512×
400ピクセルの2倍の512x800t’クセルまで
入るサイズであったが、この実施例では512X640
ピクセルのサイズにしたことである。この装置において
、ラインバッファ読出しアドレス発生器9にγのプリセ
ット値を入れ、ROIの設定に応じてγアドレスのレン
ジを変えてROIのγアドレスの読出しを可能にする。
第8図(イ)の例ではγ1からγ2を読出しアドレスと
する。又画像メモリ書込みアドレス発生器17はγアド
レスとしては、O〜639のアドレスを発生ずる。前述
のラインバッファ4又は5から読み出したγ1〜γ2の
データを画像メモリ7のγアドレスOから順次画像メモ
リ7に書込む。又座標変換器15の後段にALU23を
入れて座標変換器15の出力のうらγアドレスだけはR
ot設定に応じてオフセット値を減するようにする(こ
の例ではγ1をオフセット値とづる。)。これは先に述
べたように画像メモリ7のサイズが小さく、次表のよう
に画像メモリ書込アドレスはO〜(γ2−γ1)であり
、座標変換器15の出力はγ1〜γ2なのでγ1を減じ
て画像メモリ7に書込まれているO〜(γ2−γ1)を
読出すものである。
各部のγの値をまとめると次表の通りである。
表 以上のようにこの実施例では画像メモリのサイズを減す
ることができる。
[発明の効渠コ 以上詳細に説明゛したように、本発明によれば、セクタ
式超音波診断装置において体内深部の拡大画像を1qる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例のブロック図、第2図は超音波
診断装置における音響的走査の説明図、第3図は標準テ
レビジョン方式のラスタースキャンの図、第4図は従来
の装置での画像拡大の説明図、第5図は音ねと補間音線
の関係図、第6図は拡大率1倍のときの画像で、(イ)
はCRTモニタ18上の表示画像、(ロ)は画像メモリ
7上の像、第7図は拡大率2倍のときの画像で、(イ)
は0r(Tモニタ18上に表示される筈の画像(現実に
は入り切らない〉、(ロ)は画像メモリ7上の像(これ
は実際に全部入っている)、第8図はROf設定の説明
図、第9図は本発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。 1・・・A/D変換器 2・・・A/Dクロック発振器 3・・・ラインバッファ書込アドレス発生:冴4.5・
・・ラインバッファ 6・・・−次補間器   7・・・画像メモリ8・・・
転送りロック発振器 9・・・ラインバッファ読出しアドレス発生器10・・
・フェーズコンパレータ 11・・・低域濾波器 12・・・電圧制御マルチバイブレータ13・・・1/
N分周器 14・・−x、y続出しアドレス発生器15・・・座標
変換器

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)超音波診断装置の音線のアナログビデオ信号をデ
    ィジタル変換し、補間器により補間音線を作って眞の音
    線と共に極座標のまま画像メモリに書込み、直交座標で
    設定した読出しアドレスを極座標に変換して前記画像メ
    モリから読み出すようにして、信号を極座標で処理した
    ことを特徴とするディジタルスキャンコンバータ。
  2. (2)画像メモリは横軸をθ座標、縦軸をγ座標とした
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のディジ
    タルスキャンコンバータ。
  3. (3)画像メモリは縦方向に沿って音線を書込んだこと
    を特徴とする特許請求の範囲第2項記載のディジタルス
    キャンコンバータ。
  4. (4)補間器の補間方式は一次補間とし、補間音線を眞
    の音線間に幾何学的に等間隔に配置したことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のディジタルスキャンコン
    バータ。
  5. (5)座標変換はLook up Tableを用いて
    行うことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のディ
    ジタルスキャンコンバータ。
  6. (6)画像メモリは音線の深さ方向のピクセル数を少な
    くとも体内深部の画像の拡大を考慮したメモリサイズを
    持つことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のディ
    ジタルスキャンコンバータ。
  7. (7)画像メモリはCRT画像の最大サイズに適合した
    メモリサイズを持つことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載のディジタルスキャンコンバータ。
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