KR890000634B1 - 초음파 영상장치 - Google Patents

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KR890000634B1
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다께시 사또오
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가부시끼가이샤 도시바
와다리 스기이찌로오
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Abstract

내용 없음.

Description

초음파 영상장치
제1도는 본 발명의 한 실시예에 따른 초음파 영상장치의 블럭회로도.
제2도는 단층스캔을 나타내는 도면.
제3도는 초음파의 음장(音場)을 나타내는 도면.
제4a도는 내지 제4c도는 제3도의 세방향에서의 음장 프로파일(Profile)을 나타내는 도면.
제5도는 화상데이타의 보간(補間)을 설명하기 위한 도면.
제6도는 보간 데이타를 기억한 프레임 메모리를 나타내는 도면.
제7도는 다른 실시예에 따른 초음파 영상 장치의 블럭 회로도.
제8a도 내지 제8d도는 제7도의 실시예를 설명하기 위한 방사스캔 패턴을 각각 나타내는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 초음파 변환기 12 : A/D변환기
13 : 버퍼 메모리 회로부 13A-13N : 고속버퍼 메모리
14 : 프레임 메모리 15 : 필터 연산 단층
15A-15N : 필터연산회로 15-1 : 필터 인수 결정회로
15-2 : 멀티플라이어 16 : 가산회로
17 : 클럭 제너레이터 18, 22 : 카운터
19, 20 : 누적 가산회로 23 : 감산기
21, 25, 28 : 가산기 24 : 비교기
26 : ＸY-Ｒθ변환기 31 : 벡터 데이타 발생회로
32 : 기본 어드레스 발생회로 33 : 좌표변환회로
34 : 바이어스 가산회로 35 : 어드레스판별회로
40 : 기입 어드레스 지정회로
본 발명은 초음파의 송수신에 의해 피검체의 단층상을 얻는 초음파 영상장치에 관한 것이다. 초음파 영상장치는 인체에 초음파를 방사하여 인체로부터의 에코(echo)파를 전기신호로 변환하여 이 전기 신호를 신호처리하여 화상신호로 변환하고, 이 화상신호를 단층상으로서 모니터에 비추어 내어 이 단층상에 의해 진단을 하는 초음파 진단장치에 사용된다. 이 초음파 진단장치에서는 인체에 초음파 변환기가 밀착되어 초음파 비임에 의해 인체를 단층스캔하도록 구동된다.
단층 스캔에서 초음파 스티어링(steering)의해 얻어지는 에코 신호는 A/D변환기를 통하여 버퍼 메모리에 입력되고 이 버퍼메모리의 화상 데이타가 프레임 메모리로 전송(轉送)된다. 프레임 메모리의 화상데이타는 순차로 읽어 내어지며 A/D변화기를 통하여 모니터에 입력되고 단층상으로서 모니터에 표시된다. 전술한 종래의 초음파 영상장치에서는 거리(깊이)방향으로 1화소 단위로 화상신호가 샘플되어 프레임 메모리의 대응하는 위치의 메모리 소자에 기억된다. 이때 샘플링 신호와 메모리 소자가 위치적으로 어긋나, 예를들어 백(白)소자와 흑(黑)소자가 어긋나면 프레임 메모리에 기억되는 프레임 화상은 오리지널 화상으로부터 거리방향으로 어긋난 화상이 된다. 또한 방위(方位)방향으로 영상 데이타를 보건하는 경우 완전히 수평 방향으로 보간이 되어져 있다. 이와같은 수평 보간에 따르면 되돌림 현상이 발생하여 보간 처리에 의해 얻어진 화상 데이타는 희미한 화상을 포함한 데이타가 된다.
본 발명의 목적은 거리방향의 위치 정밀도의 저하를 해소하여 희미한 화상을 제거한 초음파 영상 장치를 제공하는데 있다. 본 발명에 따르면 거리방향에 대한 에코 신호가 화소 피치보다 매우 작은 단위로 샘플된다. 각 스캐닝 라인(scanning line)에 의해 얻어지는 샘플데이타는 A/D변환된 뒤에 프레임 메모리에 화상 데이타로서 기억된다. 이 프레임 메모리에로의 샘플 데이타의 기억에 있어서 화상 데이타는 보간처리되어 보간데이타에 의해 스캐닝 라인 사이의 화소 메모리 소자가 파묻혀진다. 이 보간처리에서 적어도 두개의 스캐닝 라인에 각각 대응하여 초음파 방사점으로부터 등거리에 위치하는 화소 데이타가 보간을 위하여 화상데이타로서 사용되어 비스듬한 방향으로 보간처리된다. 제1도에 나타낸 실시예에 따르면 초음파 변환기(11)의 출력단자는 에코신호를 디지털 변환하는 A/D변환기(12)에 접속된다. A/D변환기(12)의 출력단자는 디지탈 스위치(SW1)에 의해 버퍼 메모리 회로부(13)의 고속 버퍼 메모리(13A)-(13N)에 순차 접속된다. 이들 버퍼메모리는 주사선에 대응하여 설치되어 대응하는 주산선의 화상 데이타를 저장한다. 고속 버퍼 메모리(13A)-(13N)의 출력단자는 디지탈 스위치 (S W2)에 의해 필터 연산단층(15)의 필터 연산회로(15A)-(15N)에 선택적으로 접속된다.
필터연산회로(15A)-(15N)의 각각은 필터 인수 결정 회로(15-1) 및 멀티플라이어(15-2)로 구성된다. 필터연산회로(15A)-(15N)의 출력단자는 가산회로(16)에 접속된다. 가산회로(16)의 출력단자는 프레임메모리(14)에 접속된다. 클럭 제너레이터(17)는 기본 클럭ＣＫ1, ＣＫ2를 발생한다. 클럭 제너레이터(17)의 ＣＫ1-출력단자는 Y어드레스 카운터(8), Ｘ어드레스(n), 누적가산회로(19), Ｘ어드레스(n-1)누적가산회로(20에 접속되는 동시에 +1카운터(22)의 입력단자에 접속된다. Y어드레스 카운터(8)는 클럭 ＣＫ1를 카운트하여 Y방향의 화소에 상당하는 프레임메모리(18)의 어드레스를 결정한다. Ｘ어드레스(n)누적가산회로(19)는 인접하는 두개의 스티어링 라인의 한쪽(BMn)에 대응하는 화소의 Ｘ어드레스를 결정한다.
Ｘ어드레스(n-1)누적가산회로(20)는 다른쪽 스티어링 라인(BMn-1)에 대응하는 화소의 Ｘ어드레스를 결정한다. 클럭 제너레이터(17)의 ＣＫ2-출력단자는 +1카운터(22)의 다른 입력단자에 접속된다. 어드레스 카운터(18)의 출력단자는 프레임메모리(14)에 접속된다. Ｘ어드레스 누적가산회로(19)의 한출력단자는 가산기 21의 한 입력단자 및 감산기(23)의 한 입력단자에 접속되고 다른 출력단자는 가산기(25)에 접속된다. X어드레스 누적가산회로(20)의 출력단자는 감산기(23)의 다른 입력단자에 접속된다. +1카운터(22)의 출력단자가 가산기(21),(25)의 다른 단자 및 비교기(24)의 한 입력단자에 접속된다.
감산기(23)의 출력단자가 비교기(24)의 다른 단자 및 각 필터 연산회로의 필터 인수 결정회로(15-1)에 접속된다. 비교기(24)의 출력단자는 클럭제너레이터(17)에 접속된다. 가산기(25)의 출력단자는 필터인수 결정회로(15-1) 및 ＸＹ-Ｒθ변환기 (26)의 한 입력단자에 접속된다. 이 ＸＹ-Ｒθ변환기(26)의 다른 입력단자에는 각도정보 θ가 입력된다. ＸＹ-Ｒθ변환기(26)의 출력단자는 가산기(28)의 한 입력단자에 접속된다. 가산기(28)의 다른 입력단자는 고속버퍼 어드레스 선택용 누적가산회로 (27)의 출력 단자에 접속된다. 고속 버퍼어드레스 선택용 누적 가산회로(27)의 입력단자는 ＣＫ2-출력 단자 및 Δr출력회로(도시하지 않음)에 접속된다.
가산기(28)의 출력단자는 고속버퍼 메모리(13A)-(13N)의 타이밍 단자에 접속된다. 전술한 실시예의 동작을 설명하기에 앞서 본 발명의 기본적인 원리를 설명한다. 제2도에는 단층 스캔에서의 스캐닝 라인이 나타나 있다. 각 스캐닝 라인에 의해 얻어지는 에코 신호는 화소 간격보다 짧은 간격으로 샘플링 된다. 즉, 스캐닝 라인의 거리방향에는 샘플링이 조밀하게 되어진다. 이 조밀한 샘플링에 의해 거리 방향에 대한 화소의 어긋남을 방지할 수 있다. 왜냐하면 프레임 메모리에 샘플링 데이타를 기억하는 경우 화소에 대응하는 메모리 소자의 중심에 가장 근접하는 샘플링 데이타가 자유로이 얻어지기 때문이다. 또한 본 발명에서는 근접하는 스캐닝 라인 사이에서 보간은 초음파 비임의 방사점으로부터 등간격의 위치에 있는 샘플링 데이타를 사용하여 행한다. 즉, 발사점으로부터의 원호에 따른 샘플링 데이타에 대하여 보간이 행하여진다.
이와같은 보간 방법을 취하는 이유를 아래에 설명하기로 한다. 초음파 변환기 (11)로부터 초음파 비임이 예를들어 40°의 각도의 방향으로 진행하면 제3도에 나타낸 바와같은 음장특성이 생긴다. 이 음장 특성에서 40°방향으로 직교하는 방향의 음장프로파일은 제 4a도에 나타내며, 수평방향의 음장 프로파일은 제 4b도에 나타낸다. 40°방향의 프로파일은 제4c도에 나타낸다. 제4b도 내지 제4c도에 나타내는 음장프로파일에서 명확한 바와같이 비임 방사방향에서는 음장 프로파일이 특히 급준(急峻)하며, 수평방향으로도 어느정도 급준한 음장프로파일을 나타내고 있다. 비임방향으로 직교하는 방향에서의 음장 파일은 제법 완만한다.
완만한 음장 프로파일을 가진 방향으로 샘플링을 하면 프로파일에 따른 정확한 샘플링에 데이타가 얻어진다. 이에 대하여 급준한 음장파일을 나타내는 방향으로 샘플링을 한 경우에는 샘플링 포인트가 적어서 음장프로파일에 따른 샘플링을 할 수 없다. 이 때문에 에코 신호의 유효한 신호성분이 효과가 없어진다.
이와같은 이유로 초음파 비임의 스티어링 방향에 직교하는 방향 즉, 가장 완만한 음장 파일을 나타내는 방향의 샘플링 데이타가 보간에 이용된다. 제5도와 제6도를 참조하여 데이타 보간이 본 발명에서 행해지는 방법을 설명하면 다음과 같다. 초기 좌표는 YO, Xon, Xon-1, θ=(θn+θn-1)/2, Xn, Xn-1, r0=
Figure kpo00001
및
Figure kpo00002
이다.
이러한 초기값은 Y=Y0, r'=r0, Xn=Xon, 그리고 Xn-1=Xon-1로 세트되어진다. 초음파 비임 BMn과 BMn-1의 방사각도가 θ1(=θn)과 θ2(=θn-1)로 될때
Figure kpo00003
은 다음과 같다.
Xn=Y tan θ1 ……………………………………………………………(1)
rn=Y/sin θ1 ……………………………………………………………(2)
Xn-1=Y tan θ2 …‥………………………………………………………(3)
rn-1=Y/sin θ2 ‥…………………………………………………………(3)
전술한 바와같이 Y는 단층사진을 형성하는 화소 즉, 픽셀(pixel)의 피치이다. ΔXn'가 누적가산됨에 따라 값 Xn이 얻어지고 Δrn'이 누적가산됨에 따라 값 r이 얻어지게 된다.
X와 Y는 샘플점 S0의 좌표를 결정한다. 비임 BMn과 BMn-1의 사이의 간격은 L이다. 프레임 메모리(14)에 기록될 픽셀 즉 화소 P(=P3)의 중심은 O(=O3)이다. 다른 샘플점 Sn(=S3)은 중심에서부터 뻗어있고 직각으로 비임 BMn을 가로지르는 선과 비임 BMn의 교점에 위치한다. 샘플점 S0와 S3사이의 거리 rB은 다음과 같다.
rB=XB sinθ‥…………………………………………………‥………(5)
상기에서, θ=(θ1+θ2)이고, XB는 샘플점 S0와 중심 O3사이의 수평 거리이다. 거리 r은 r'+rB에 의해 계산되어진다. 샘플점 S3의 위치는 rB와 r을 더함에 의해 정해질 수 있고, 다른 샘플점 S'n-1(=S3')의 위치도 같은 방법으로 정해질 수 있다. 계수 dθ는 XB/(Xn-Xn-1)로부터 얻어진다. C1과 C2는 공식 C1=f(dθ)와 공식 C2 =1-f(dθ)로 부터 계산되어진다. 보간 작업은 점 S3, S3', C1 그리고 C3에서 샘플된 데이타에 따라 수행되어지고, 이러한 것에 의해 화소 P3에 대응하는 데이타 α가 얻어지게된다.
이 데이타 α는 화소 P3의 중심 O3에 기입되어진다. 즉 데이타 보간은 제2도에 도시된 호를 따라 행해진다. 초음파 비임 BMn과 BMn-1사이의 화소 메모리 앨리먼트에다 화소 데이타를 기억시키기 위해 다음에 기입될 메모리 앨리먼트의 어드레스가 계산되어진다.
즉 X와 Xb는 한 화소의 폭에 대응하는 1의 증분에 의해 갱신되어진다. X＜Xn-1의 조건이 만족될 경우 새로운 rB, 즉 rB'가 계산되어진다. 비임 BMn과 BMn-1사이에 위치하는 화소의 줄을 나타내는 공화소 데이타의 수는 값 Xn에서부터 값 Xn-1을 뺌에 의해 얻어진다. 점 S0에서 샘플된 데이타는 화소 P1용으로 있는 메모리(14)의 메모리 엘리먼트에 기억되어지고, 상기한 보간에 의해 얻어진 데이타는 상술한 것과 같이 화소P2용으로 있는 프레임 메모리 14의 메모리 엘리먼트에 기억되어진다.
XB는 화소 P2의 중심 O2의 어드레스에다 1(화소폭)을 부가함에 의해 다시 갱신되어진다. 그러므로 공화소 P2는 비임 BMn과 BMn-1사이의 공간에서 형성되어진다. 유사한 과정을 반복하면 보간 데이타를 사용함에 의해 같은 줄의 공화소 P3내지 P5가 형성되어진다. 같은 줄의 모든 화소들이 X방향으로 뻗어 있을때 새로운 초기 어드레스가 다음과 같이 얻어질 수 있다.
Figure kpo00004
이때 데이타 보간은 이러한 새로운 초기 어드레스에 기인하여 행해진다. 결과적으로 보간 데이타는 초음파 비임 BMn과 BMn-1사이의 화상 메모리 엘리먼트를 채우게 된다. 이어서 전술한 보간을 포함하여 제1도의 장치의 동작을 제5도의 플로우챠아트를 참조하여 설명하기로 한다. 초음파 변환기(11)가 초음파 비임에 의해 피검체를 단층 스캔하도록 초음파 비임을 방사한다. 초음파 비임의 단층스캔에 의해 초음파 변환기 (11)로 부터 얻어지는 에코신호는 A/D변환기(12)에 의해 디지탈 이메지 데이타로 변환된다.
이A/D변환에서 각 주사선의 에코 신호를 샘플링하는 경우 에코 신호는 화소 간격보다 미세한 간격으로 샘플링된다. A/D변환기(12)로부터 얻어지는 샘플 데이타는 주사선(A)-(N)에 따라 스위치 SW1에 의해 변환되면서 고속 버퍼 메모리(13A)-(13N)에 순차 기억된다. 클럭제너레이터(17)로부터 발생되는 클럭펄스가 카운터(18)에 입력되면 카운터(18)에 Y어드레스가 설정된다. 누적가산회로(19),(20)에는 X방향의 단위 어드레스 신호 Xn 및 Xn-1이 각각 입력되어 있고, 이들 어드레스가 클럭펄스의 입력에 의한 식(5),(6)에 따라 갱신된다. Xn어드레스는 제5도에 나타내는 샘플점 S0에서의 어드레스에 대응한다. Xn-1의 어드레스는 샘플점 S3에 수평으로 대응하는 샘플점에서의 어드레스에 대응한다.
클럭펄스 CK1은 +1 카운터(22)에 입력되면 이 카운터(22)는 클리어되고 클럭펄스 CK2의 입력에 의해 카운트업 되어 데이타 +α을 출력한다. 이 데이타 +α는 가산기(21) 및 (25)에 입력된다. 가산기(21)는 어드레스 Xn과 데이타 +α를 가산한다. 어드레스 Xn은 통상화소의 중심위치에 위치하고 있지 않으므로 소수(小數)로 나타내어지므로 가산기(21)에서는 어드레스 Xn의 정수분(整數分)과 +α가 가산되어 픽셀의 어드레스가 결정된다. 가산기(25)는 +α와 1로부터 어드레스 X의 소수분을 뺀값을 가산하여 XB를 얻는다.
누적가산회로(19),(20)에서 얻어진 어드레스 Xn 및 Xn-1은 감산기(23)에 입력되어 이들 어드레스의 차(差)로부터 L이 구해진다. 데이타 XB와 각도데이타 θ가 XY-R변환기(26)에 입력되어짐에 따라 rB가 구해진다. 이 rB는 가산기(28)에 입력되어 r와 가산된다. 이 r은 클럭펄스 CK1에 응답하여 B-ADR용 누적가산회로(27)가 Δr을 누적가산하므로써 얻어진다. 가산기(28)의 출력데이타 r+rB는 목적 샘플점 S3에 대응하는 어드레스를 나타낸다. 가산기(28)의 출력에 의해 r+rB에 대응하는 버퍼 메모리(13A)-(13N)의 동일한 어드레스가 지정된다. 따라서 버퍼메모리(13A)-(13 N)으로부터 그 어드레스의 샘플 데이타가 출력되어 스위치SW2의 선택적 전환에 의해 필터연산회로(15A)-(15N)에 입력된다. 각 필터연산회로에는 데이타 XB와 L 및 필터 특성데이타가 공급되어있어 이들의 데이타에 의해 필터계수가 구해진다.
이 필터계수에서 데이타 XB 및 L로부터 목적화소 P3의 중심위치 O3에 대한 샘플데이타 S3와 S3'의 비율을 산출할 수가 있다. 이 비율이 목적화소 P3의 중심위치O3에 기입해야할 화소데이타의 값을 결정한다. 필터계수와 적어도 근접하는 두개의 비임(BMn,BMn-1)에 대응하는 샘플데이타(S3,S3')가 멀티플라이어(15-2)에 입력되므로써 화소 P3에 기입해야할 화소 데이타가 콘볼루션(convolution)연산에 의해 얻어진다. 이 화소 데이타는 가산기(16)를 통하여 프레임 메모리(14)에 입력된다.
화소데이타는 가산기(21)의 X어드레스와 Y카운터(18)의 Y어드레스에 의해 결정되는 프레임 메모리(14)의 메모리 소자에 기억된다. 화소 P3의 중심에 화소 데이타가 파묻혀지면 +1카운터(22)가 1카운트만 카운트업된다. 이에 따라 XB가 갱신된다. 이 갱신 XB와 각도 θ에 의해 새로운 rB, 즉 rB'가 구해진다. 가산기(28)는 r+rB'의 어드레스 데이타를 발생한다. 이 어드레스에 의해 버퍼메모리(13A)-(13N)가 지정되어 S4 및 S4'에 대응하는 샘플 데이타가 읽어내어진다.
이들의 샘플데이타 S4 및 S4'가 필터연산회로에 입력되므로써 화소 P4의 중심위치 O4에 기억되는 화소데이타가 구해진다. 동일하게하여 화소 P5에 기억되는 화소 데이타가 구하여져 이 화소 P5의 중심위치 O5에 기억된다. 화소 P5에 대한 데이타가 기억될때에는 +카운터(22)의 출력 +α가 L에 상당하는 카운트값이 되어있으므로 비교기(24)는 클럭제너레이터(17)에 클리어 신호를 출렬한다. 이에 따라 클럭제너레이터(17)는 클리어 되어 새로이 클럭신호 CK1을 카운터(18) 및 누적가산회로(19), (20)에 입력한다.
카운터(18)는 Y어드레스를 갱신하고, 누적가산회로(19) 및 (20)은 갱신된 Y어드레스에 대응하여 새로이 Xn 및 Xn-1을 결정한다. 갱신된 어드레스 Y는 Xn 및 Xn-1에 의거하여 재차 전술한 동작이 실행되어 새로운 열(列)의 화소가 화소 데이타에 의해 메꾸어진다. 이와같이 하여 비임 BMn과 BMn-1의 사이의 공(空)화소가 제6도에 나타낸 바와같이 순차적으로 메꾸어진다. 제6도에서는 최상열의 왼쪽끝에서 순번으로 1에서 36까지 화소에 번호가 붙어 있는데 실제로는 방사점 XO에 대응하는 공화소부터 순차적으로 화소가 메꾸어진다.
전술한 실시예에서는 단층스캔에 있어서의 화상처리가 행하여지고 있지만 본 발명은 제7도의 실시예에 나타낸 방사스캔 장치에도 적용할 수 있다. 방사 스캔에 있어서는 360°의 주사를 행하므로 초음파 변환기가 회전되어 제8a도에 나타낸 바와같이 원의 중심이 되는 원형의 단층 화상이 얻어진다. 이와같은 원형 단층상에 있어서 스캐닝 라인사이에서 보간을 행하는 경우에는 수평 방향의 스캐닝 라인 사이의 보간에서는 샘플링점 사이의 거리가 커져서 보간의 정밀도가 저하되어 버린다.그래서, 원형단층상이 예를들어 네개의 블럭 A-D로 분할하여 블럭A-D의 각각으로부터 얻어지는 에코신호가 단층스캔의 경우와 동일하도록하여 신호처리되고 이에따라 얻어진 보간 데이타가 프레임 메모리에 기록되어질때에 블럭 A-D의 각각이 원형의 대응하는 위치에 기록되어지도록 프레임 메모리가 어드레스 지정된다.
제7도에 나타낸 방사스캔 장치에 따르면, 방사스캔에 의해 얻어지는 제9a도에 나타내는 바와같은 방사 에코신호가 버퍼메모리(13A)-(13N)에 각 스캐닝 라인마다 기억된다. 한편, X어드레스 누적가산회로(19),(20)에는 예를들어 A블럭에 대해서의 Xn 및 Xn-1어드레스가 입력된다. X어드레스 누적가산회로(19),(20)는 앞의 실시예와 동일하게하여 인접하는 초음파 비임사이에 대한 어드레스를 X계산한다. X어드레스 누적가산회로(19),(20)의 어드레스 데이타에 의거하여 가산기(25)는 XB를 산출한다. XB와 θ가 XY-Rθ변환기(26)에 입력되므로써 rB가 구해진다.
가산기(28)는 XY-Rθ변환기(26)에서 rB를 받아서 rB+r읽어내는 어드레스를 버퍼메모리(13A)-(13N)에 입력한다. 버퍼메모리(13A)-(13N)은 이 읽어내는 어드레스 rB+r에 의해 어드레스 지정되고, 이 어드레스에서 샘플링 데이타가 읽어내어진다. 샘플 데이타가 필터 연산회로(15)에 입력되고, 필터 인수에 의해 콘볼루션 연산된다. 필터연산회로(15)에 의해 얻어진 연산결과의 데이타는 가산기(16)를 통하여 프레임 메모리(6)에 화소 데이타로서 기억된다. 이때 프레임 메모리(14)의 기입 어드레스는 기입 어드레스 지정회로(40)에 의해 계산된다. 기입 어드레스 지정회로 (40)는 제10도에 나타낸 바와같이 구성된다.
즉, 카운터(18) 및 가산기(21)로부터의 어드레스 데이타에 의거하여 블럭 A의 주사선을 지정하는 벡터 데이타 XA,YA를 발생하는 벡터 데이타 발생회로(31) 및 벡터데이타 XA를 YA누적가산하므로써 블럭 A의 기본 어드레스를 발생하는 기본 어드레스 발생회로(32)가 설치된다. 좌표 변환회로(33)는 블럭 A이외의 블럭, 즉 블럭 B,C,D의 어드레스를 90°씩 시계방향으로 회전하기 위하여 설치된다. 블럭 B,C,D의 화소 데이타를 얻기위해서도 신호 처리에 있어서는 블럭B,C,D에서 얻어지는 샘플링데이타는 블럭 A와 동일한 위치에 있는 것으로 신호처리된다.
그러나 이들 블럭 B,C,D는 블럭 A부터 90°씩 시계방향으로 회전된 위치에 존재하고 있다. 이때문에 프레임 메모리(14)에 블럭 B,C,D의 화소 데이타를 기억할때에는 블럭 B,C,D의 위치에 따라서 어드레스를 회전할 필요가 있다. 바이어스 가산회로 (34)는 제9a에 나타낸 바와같이 방사스캔에서의 원점좌표(스캔지역 P의 중심위치)와 프레임 메모리(14)에서의 원점좌표(0번지)의 어긋남을 맞추기 위하여 소정된 바이어스 값α,β를 각 블럭의 어드레스에 가산한다. 어드레스 판별회로(35)는 어드레스 가산에 의해 얻어진 어드레스가 프레임 메모리(14)에 존재하는가를 판정한다. 제9A도에 나타낸 바와같이 주사 범위가 프레임 메모리(14)에 들어가는 어드레스가 어드레스판별회로(35)에 입력되어 어드레스 판별회로(35)는 기억가능으로 판정한다. 또한, 바이어스 가산회로(34)에서 제 9b도에 나타낸 바와같이 방사 스캔범위가 프레임 메모리(14)에서 빠져 나오는 것같은 어드레스를 출력하는 바이어스값 α1,β1을 가산한 경우에는 어드레스 판별회로(35)는 기억불가능으로 판정하여 기억을 금지한다.
전술한 필터 연산회로(15)에 의해 얻어진 블럭 A의 화소데이타를 프레임 메모리(14)에 기억하는 경우에는 기록 어드레스 지정회로(40)의 좌표 변환회로(33)는 어드레스 변환을 하지않고 가산기(21) 및 어드레스 카운터(18)에 의해 얻어지는 X,Y어드레스를 바이어스 가산회로(34)에 입력한다. 바이어스 가산회로(34)는 어드레스XA에 바이어스값 α를 가산하여 YA에 바이어스값 β를 가산한다. 바이어스 가산회로 (34)에 의해 얻어진 어드레스가 프레임 메모리(14)의 어드레스에 상당한다고 판단되면 바이어스 가산회로(34)에 의해 얻어진 어드레스에 의해 프레임 메모리(14)가 어드레스 지정되어 그 어드레스에 필터 연산회로(15)에 의해 얻어진 화소 데이타가 기억된다.
전술한 동작이 반복되게 행하여져 블럭 A의 데이타가 필터 연산회로(15)에 의해 산출되는 보간 데이타와 함께, 전부 기억되면, 블럭 B의 데이타의 기억이 개시된다. 이 경우 좌표변환회로(33)는 블럭 B에 대하여 좌표변환을 한다. 즉, 좌표 변환회로 (33)는 기본 어드레스 발생회로(32)에서 얻어지는 기본 어드레스를 90°회전한 어드레스로 변환한다.
이 좌표변환에 의해 블럭 B의 데이타는 프레임 메모리(14)의 B의 어드레스 위치에 기억된다. 동일하게 하여 블럭 C 및 D의 데이타가 프레임 메모리(14)에 기억되므로써 프레임 메모리(14)에는 공화소가 보간 데이타에 의해 메꾸어진 단층 화상 데이타가 기억된다.
단층 화상 데이타가 기억된 프레임 메모리(14)는 모니터의 주사선에 대응하여 읽어내는 어드레스에 의해 어드레스 지정되므로써 화상 데이타는 모니터에 입력되고, 이 모니터에 초음파 단층상으로서 표시된다. 전술한 실시예에서 주밍 때문에 주사선 간격이 넓어져 보간 해야할 데이타 수가 많아졌을 경우 즉, 공화소가 많은 경우에는 보간은 1화소 또는 2화소이상 건너뛰어 행하여도 좋다. 이 건너뛰는 보간을 행하려면 +1카운터(22)가 건너 뛰는 수에 따른 카운트수로 +α데이타를 출력하도록 하면 좋다. 축소표시를 하는 경우에는 프레임 메모리(14)의 읽어낼때에 뽑아내어 화소 데이타를 읽어 내면 좋다. 보간 처리에 있어서는 두개의 초음파 주사 비임으로 얻어지는 샘플 데이타가 사용되고 있지만 두개 이상의 초음파 비임으로 얻어지는 샘플 데이타가 보간 데이타를 얻기 때문에 콘볼루션 연산되어도 좋다.
전술한 바와같이 본 발명에 따르면 에코 신호가 픽셀 간격보다 미세한 간격으로 샘플되므로 거리방향에 대한 화소의 어긋남을 방지할 수 있다. 또한 보간에 있어서는 비임 발사점으로부터 등거리에서 얻어지는 적어도 두개의 주사선의 샘플데이타를 사용하여 보간계산이 행하여지고 있으므로 하나의 라인상의 샘플점까지의 거리를 산출하면 다른 라인의 샘플점을 간단히 구할 수가 있고 샘플점을 결정하는 계산이 간단하여 고속계산이 가능해진다.

Claims (9)

  1. 초음파 비임을 단층 및 방사의 한쪽에서 방사하여 에코파에 대응하는 에코신호를 출력하는 초음파 변환장치와, 에코신호를 화소의 피치보다 미세한 간격으로 샘플하여 샘플데이타를 출력하는 샘플링장치와, 전술한 샘플링 장치에서 얻어지는 여러개의 스캐닝 라인에 대응하는 샘플 데이타를 저장하는 버퍼 메모리 장치와, 또 다른 버퍼 메모리 장치에서 또 다른 스캐닝 라인의 적어도 두개의 스캐닝 라인의 등거리에서의 적어도 두개의 샘플데이타를 읽어내는 장치와, 전술한 읽어내는 장치에 의해 읽어내어진 전술한 샘플데이타에 의거하여 보간 계산하여 보간 데이타를 출력하는 보간장치와, 여러개의 화소의 배열에 의해 구성되어 또 다른 스캐닝 라인 사이에 존재하는 공화소를 전술한 보간 장치에 의해 얻어지는 보간 데이타에 의해 메꾸기 위하여 전술한 보간 데이타를 기억하는 기억장치로 구성되는 초음파 영상장치.
  2. 제1항에 있어서, 또 다른 버퍼 메모리 장치는 초음파 비임의 방사출발점에서 등거리에 위치하는 샘플데이타를 공통의 어드레스에 기억하여 전수한 읽어내는 장치에 의해 어드레스 지정되는 버퍼 메모리 장치로 구성되는 초음파 영상장치.
  3. 제2항에 있어서, 또 다른 버퍼 메모리 장치는 병렬로 설치되어 등거리 샘플 데이타에 대하여 공통의 어드레스를 가지며 전술할 읽어내는 장치에 의해 어드레스 지정되는 여러개의 버퍼 메모리로 구성되는 초음파 영상장치.
  4. 제1항에 있어서, 전술한 샘플링 장치는 또 다른 초음파 변환장치에서 얻어지는 에코신호를 픽셀 피치보다 미세한 간격으로 A/D변환하여 A/D변환 데이타를 샘플 데이타로서 또 다른 버퍼 메모리 장치에 입력하는 A/D변환 장치로 구성된 초음파 영상장치.
  5. 제1항에 있어서, 전술한 읽어내는 장치는 초음파 비임의 거리방향에 대한 샘플링 점까지의 거리를 산출하여 산출결과, 데이타를 또 다른 버퍼 메모리장치의 어드레스 데이타로서 또 다른 메모리 장치에 입력하는 초음파 영상장치.
  6. 제1항에 있어서, 전술한 보간 장치는 필터 계수를 산출하는 장치와 이 필터 계수 산출장치에 의해 얻어지는 필터계수와 전술한 샘플데이타를 콘볼루션 연산하는 장치로 구성되는 초음파 영상장치.
  7. 제1항에 있어서, 전술한 기억장치는 전술한 보간장치에 의해 얻어진 화소데이타를 기억하는 프레임 메모리와 전술한 프레임 메모리의 기록 어드레스를 계산하는 장치로 구성되는 초음파 영상장치.
  8. 제6항에 있어서, 전술한 어드레스 계산장치는 샘플링점의 좌표를 계산하는 장치와, 이 샘플링점의 좌표에서 보간 데이타의 기록 좌표를 계산하여 이 보간 데이타 기록좌표를 어드레스 데이타로서 출력하는 장치로 구성되는 초음파 영상장치.
  9. 초음파 비임을 방사방향으로 방사하여 에코파에 대응하는 에코신호를 출력하는 초음파 변환장치와, 에코신호를 화소의 피차보다 미세한 간격으로 샘플하여 샘플 데이타를 출력하는 샘플링 장치와, 전술한 샘플링 장치에서 얻어지는 여러개의 스캐닝 라인에 대응하는 샘플데이타를 저장하는 버퍼메모리장치와, 또 다른 버퍼 메모리 장치에 기억된 방사스캔 샘플데이타를 여러개의 단층블럭의 샘플 데이타로서 읽어내어 각 단층 블럭의 또 다른 스캐닝 라인의 적어도 두개의 스캐닝 라인의 등거리에 있어서의 적어도 두개의 샘플 데이타를 읽어내는 장치와, 전술한 샘플데이타에 의거하여 보간 계산하여 보간 데이타를 출력하는 보간장치와, 여러개의 화소의 배열에 의해 구성되어 각 단층 블럭에 있어서의 또 다른 스캐닝 라인 사이에 존재하는 공화소를 전술한 보간 장치에 의해 얻어지는 보간 데이타로써 메꾸기 위하여 전술한 보간 데이타를 기억하는 기억장치와, 각 단층 블럭마다에 얻어지는 보간 데이타를 전술한 기억장치의 소정된 화소에 기억하기 위한 어드레스를 전술한 기억장치에 출력하는 어드레스 장치로 구성되는 초음파 영상장치.
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