WO1985002682A1 - Apparatus for measuring ultrasonic characteristic values of a medium - Google Patents

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Yutaka Igarashi
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Description

明 細 . 書
発明の名称
超音波媒体特性値測定装置
技術分野
本発明は、 超音波パルスを人体等の媒体中に送信 し、 各深さから順次反射されて帰ってく る反射波去 受信し、 その受信信号を処理して媒体の特性値を定 量的に測定する装置に係わり、 該超音波ビームの集 束度 (発散度) が媒体深さの函数として一様でない ことに起因する誤差を、 F F T等でスペク トル形状 を求めることなく全て時間領域上で実時間的に捕正 を可能とする信号処理方式に閬する。
背景技術
まず、 超音波ビームの媒体の深さによる集束度の 変化を説明する。 第 1図 (a)において、 1 は P Z T等 の圧電素子よりなる超音波 ト ラ ンスジユーザ、 2 は 人体等の媒体である。 1 により送信された一次の超 音波パルスは媒体の深さ方向 (図示の z軸方向) に 進行し、 各深さの媒体から反射波を二次的に創成し つつ媒体中を進行し、 やがて透過消失する。 各深さ からめ—反射波は一次パルス と逆の方向に進行し、 1 の ト ラ ンスジユーザで再び受信される。 z の小なる 浅い所からの反射波は早く到達し、 2 の犬なる深い 所からの反射波は遅れて到達するので受信波は連続 した波形となる。 この受信波を信号処理することに よって生体組織の超音波減衰係数等の媒体の特性値 が求められる。 滅衰係数は生体組織等では周波数に 比例することが知られており、 この比例係数を減衰 係数傾斜と呼び、 媒体の特性値として用いられるこ とが多い。
この様に媒体の周波数特性を調べるためには、 使 用している一次超音波パルスがある.深さで同一反射 体で反射し帰ってく る時、 もし媒体の伝達函数の減 衰がなく周波数依存性をもたない時は常にそのスぺ ク トル形状及び強度深さに抱らずに一定である必要 がある。
所が実際には超音波パルスの送受感度で形成され る超音波ビームの形状は、 ある周波数成分について みると深さの函数として一定でなく、 第 1図 (a)の実 線のようになる。 又中心軸上の音圧強度分布は第 1 図 (このようになる。 又これ等は他の成分周波数では 第 1図 (a)の破線のようになり、 対応する中心軸上の 音圧強度分布も第 1図 ft)とは異なったものとなる。 これ等はビームが 3次元的に集束度 (即ち換言すれ ば発散度 1_が異なるためで幾何学的なものである。 もしこの効果を無視すれば、 測定された媒体特性値 の深さ方向分布に大きな誤差を導入することとなる この誤差を補正するために、 先に我々は下記の方 式を考案した ( * 1三輪他、 特開昭 5 8 — 5 5 8 5 0号) 。 すなわち、 予め水の様な減衰が無視できる程小さ な基準媒体 (音響イ ンビーダンスや音速がなるべく 被測定媒体のそれに近いことが望ましい。 但し差が あっても補正することができる。 ) を用い、 同一の ト ラ ンスジユーザで送信し、 基準反射体 (平滑, 又 は表面を粗にした固体平板, ボール等) を氇々の深 さ 2 ( ト ラ ンスジユーザのビーム線上で ト ラ ンスジ ユーザと反射体の距離を深さ 2 とする。 ) に置き、 夫々 ^らの反射波を受信しスぺク トル S Z (f)を求め る《 f は周波数である。 基準深さとして、 例えば焦 点に近い第 1図に示した 2。 を用い、 2。 における 反射波のスぺク トルを S 2 。 (f)とする。 ハ 'ヮー · ス ぺク トル域で考えて I S 2 。 (f) I 2 で i S 2 (f) I 2 を規格化した値 G z (f)を求め、
I S z (f) I 2
G z (f) (1)
I S (f)
幾何学的因子 ( Gファ クタ) となづける。 今捕正さ れたパワー ' スぺク トルと して I S ' z(f) I 2
I S z (f) I 2
S ' z(f) (2)
G 2 {i)
と定義すると、 S ' 2(f)は全ての深さに対して同一 のスぺク トル形状と強度即わち S 2 。 (f)を有するこ となる。 この S ' が被測定媒体で如何に変化す るかを調べて媒体特性値を測定処理するこ とによつ て幾何学的因子による誤差を補正することができる , この様な概念はその後の出願 ( * 2三輪, 特願昭
5 7 - 5 7 5 7 3 ) に用いられ、 ここではバヮ一に 着目しているので、 (1)式の代りに
J I S z (f) I 2 d f
G z (3)
J" I S 2。 (f) d f
を用いている。
更にその後 ( * 3三輪, 上田, 特願昭 5 7 — 1 2
9 9 0 2号) , ( *三輪, 他, 米国出願第 4 7 7
9 3 5号, 1 9 8 3年) にもこの概念が適用され更 に 1 9 8 3年 6月になって、 Eighth International
Symposium on Ultrasonic Imaging and Tissue
Characterization, June 5 — 8 , 1 9 8 3 ;
Ultrasonic Imaging 5 , P . 1 8 6 〜 : 1 8 7にお いて、 下記の 3件の発表の中で回折効果とその補正 の概念として発表された。
* 5 (D. W. Pettibone, etal , Diffraction
effects on the measured spectrum of a focused
Acoustic transducer )
* 6 (Cloos termans, J . M . Thi j sen etal,
IN VITRO absolute attenuation measurement with diffraction correction)
* 7 (M. Fink et a 1 , Influence of diffraction effects on the estimation of the tissue
attenuation by spectral analysis of A- 1 ines )
しかし、 * 3 , * 4 , * 5 , * 6 , * 7 は全て周
CMPI 波数領域での信号処理と、 その時の周波数領域での 回折効果の捕正を述べている。 又、 * 7ではパワー • スぺク トルから求めた中心周波数の補正に、 正 51 には G z (f)で除したスぺク トルから中心周波数を求 めるべき所を無滅衰媒体として水を用い、 各深さか らの反射信号スぺク トル S z (f)の中心周波数が基準 深さ 2 。 のスペク トル S z 。 (f)の中心周波数からい く ら偏移しているかを求め、 被測定媒体で得られた 各深さの中心周波数にその偏移を加算して補正する 簡易化した近似方式を報告している。 これは乗算を 加箕で近似したことと同等であり誤差が多く なるこ とは止むを得ない。
又、 * 2 は広帯域パルスの帯域を n分割 ( n 3 ) 又はその中のある n種の周波数成分のバヮ一に着目 しているので, パワーとしての幾何学的因子を考慮 しているが、 全体のスぺク トル形状 ( nが +分大な る場合〉 を積極的に利用していない。 ηが十分大な る場合を積極的に利用する場合は、 やはり F F T等 による周波数領域への変換が必要となる。 これは周 波数領域法と後述する時間領域法との中間的な手法 である。 一 一
以上が従来技術の全てであるが、 * 3 〜 * 7及び * 2において nが大なる場合は何れも周波数領域上 での信号処理に際し、 周波数領域で幾何学的因子 ( Gファ クタ) 或いは回折効果の補正を行う もので これは必然的に時間軸上の波彤をある時点 (音速 C で深さ 2 に対応する。 t = 2 z / Cである) を中心 とした時間窓 (窓幅 T) で切り出し、 その波形をフ' 一リエ変換し周波数領壊情報に変換し、 更に幾何学 因子の補正, 滅衰係数傾斜抽出の信号処理を行わね ばならない事を意味ずる。 この事は F F T (高速フ 一リエ変換) 回路、 その他を用いても有限な処理時 間を必要とし、 受信信号を実時間処理することに適 しない。 又、 F F T , その他の回路は複雑で大型と なり高価格となる欠点を有する。
周波数領域に変換しないで時間領域で受信信号か ら媒体特性値を抽出する信号処理方式が我々によつ て考案された ( * 2 , * 8 , * 9 ) 。
* 8 (三輪他, 特開昭 5 7 - 5 5 0号) は、 受信 反射波パワーに着目し、 その時間領域での信号処理 を行い、 反射率が周波数特性を持たない時の媒体減 衰傾斜も求めている。 パワーは周波数領域ではバヮ 一 · スぺク トルの 0次モーメ ン トであるから当然幾 何学的因子による誤差を受ける。 しかしこの因子は 考慮されていない。
* 2 はすでに説明したが、 IIが 3の場合は時間領 域でのみ信号処理を行う ことができる。 又、 幾何学 因子による捕正を考慮しているが、 * 8 と同様バヮ 一にのみ着目しているので幾何学的因子は (1)ではな く(3)の形となっている。 この様に箒域全体での積分 値についてのみの補正量を用いることは、 * 2 , * 8の用途には十分であるが、 * 2 , * 8では所謂ス ぺク トル . スカロ ップによる誤差が補正できない。 スカロ ップ誤差の補正には次の * 9が時間領域方式 として可能性を持っている。
* 9 (司波他, 特願昭 5 8 - 7 7 2 2 6 ) は、 直 交検波器出力の同相成分 I , 直交成分 Qからフーリ ェ交換を行う ことなくパワー · スぺク トルの 0次, 1次, 次, 3次 等のモーメ ン トを求めるも ので, 更にこれ等のモーメ ン トから媒体特性値の抽 出を行う もので, 簡単で, 小型で, 安価で, 実時間 処理を可能とするものである。
しかしながら、 * 9 といえども幾何学的因子に対 する補正が必要なことは言うまでもないが、 その補 正は報告されていない。
発明の開示
本発明の目的は、 超音波ビーム集束度が 3次元的 に深さと共 変動していることに起因する幾何学的 因子の捕正に於いて、 受信信号を周波数領域に変換 することなく 時間領域で、 且つスカロ ップ補正の可 能な形で補正する方式を提供することにより、 高速 実時間の補正が可能となり、 簡単, 小型, 高精度, 安価な媒体特性値測定装置を提供するにある。
本発明は、 受信反射信号を媒体深さに対応する時 間 t の函数として、 夫々の時間 (深さ) に対応した 幾何学的因子補正係数を持つように時間的にその周 波数特性を変化するフィルタに入力し、 その出力と して捕正ずみ時間信号を得るものである。
図面の簡単な説明
第 1図は超音波ビームの媒体中の形状と強度の 3 次元的変動状況を示す図、
第 2図は本発明の一実施例の主要部プロック図、 第 3図は幾何学的因子の深さをパラメ ータとした 周波数特性を示す図、
第 4図は幾何学的因子捕正項の周波数特性部分
U z (f)の周波数特性を示す図、
第 5図 (a)、 (b)は畳み込み積分型フ ィルタを用いた 本発明の一実施例のブロ ック図、 である。
発明を実施するための最良の形態
第 2図は本発明を実施した超音波媒体特性値測定 装置の主要部を示す一実施例ブ α ック図である。 図 示以外に超音波ビームの 2次元走査や、 その結果得 られた媒体特性値の 2次元分布像を表示する回路等 を附加することができることは言うまでもない。
2 は人体等の被測定体で、 1 は Ρ Ζ Τ等で作られ 圧電変換ト ラ ンスジユーザである。. 3 は超音波バル スを発生するため-に 1を躯動する電圧バルスを発生 する回路で、 通常中心周波数が 2〜 5 M Hzの数波を 含む超音波圧カバルスが発生される。 4は送受切り 換え回路で, ト ラ ンスジユーサ 1を超音波バルスの 送信時は駆動回路 3 に接繞し、 送信が終ると増幅器 5 に接続し、 媒体からの反射波を受信する。 5 は広 帯域の増幅器で受信パルスの帯域例えば送信中心周 波数を 3 M Hzとすると一般にパルスの帯域は 2 〜 4 MHzとなるが、 この 2 〜 4 MHzの蒂域を十分余裕を もってカバーする帯域を有する。 6 は時間的に增幅 度を制御する広帯域の増幅器で T G C (Time-Gain- Control ) 回路とか S T C (Sensitivity-Time- Control ) 回路等と呼ばれるもので、 媒体中深い所 からの反射波ほど往復の通路における缄衰をうけそ の受信信号が滅少するので送信直後は最低の利得と し、 以後時間経過と共にその利得を上昇する様に制 御される。 その上昇度合は手動より、 又は自動によ り設定され、 6 の出力が常に以後の捕正フ ィ ルタ処 理に最適なレベルに維持される。 これは補正フ ィ ル タの最大入力信号と、 自らのもつ雑音信号との比で あるダイ ナ ミ フ ク レンジが十分出ない場合に系の信 号ノ雑音比を最適にするために必要であり、 必ず 6 が補正フ ィ ルタ 7の前段にある必要がある。 7 1 , 7 2 , 7 3 は補正フ ィ ルタ 7を構成している。 8 は 補正された信号をう けて信号処理を行い、 生体組織 の減衰係数傾斜等の媒体特性値を抽出する信号処理 部 (マイ ク ロ · コ ンピュータ等によるプログラム処 理を舍む。 ) である。 9 は此等の動作を行うための ク ロ ック発生とタイ ミ ング信号を創成し、 全系の制 御を行うクロ ック制御部である。 1 0 は表示, 記録 等人間に情報を伝えるための部分である。
信号処理部 8 としては前逑の * 9 に示された処理 を実行すれば良く、 周波数領域に変換しないで時間 領域のみで実時間で媒体特性値を深さの函数として 求めることができる。
但し、 8 'として F F Tの如き周波数領域への変換 を行い、 周波数領域で信号処理を行う回路を用いて も良く、 この場合は幾何学的因子の補正のみが時間 領域で実時間的に行われたこととなり、 処理時簡の 短縮は得られるが、 その後の処理時間に比べると短 縮の効果は少ない。
次に補正フィ ルタ 7 について詳細に説明する。
まず幾何学的因子 G Z (f)の形状を第 3図に図示する。
(1)式の定義から、 0 2。 《) = 1 でぁる。 又、 第 1図 (b)に示した様に基準深さ 2 。 を中心軸上音圧の最大 位置に選んだとすると、 その他のより深い 2 , , z z 等でもより浅い 2 < 2 。 でもそのスペク トルの絶対 値より小さい。 このため G 2 (f)は z = z t , z = z 2 について示してある様に τ の函数としてその形状を 変える。 G z (f)は十分な信号のスペク トルが存在す ' る帯域幅 (例えば 2 〜 4 M Hz ) の中のみ規定するこ とができ、 その他ではノ イズから G zば)を求めるこ とになるので、 求めてはならないことは勿論である。
G 2 (f)の逆数の平方根がスぺク トルでの捕正係数 を与える。 平方根を求めるのは G z (f)がバヮ一で定 義されているからである。 今この補正係数の、 ある 基準周波数 f 。 での値 a z で G z (f) -1/2 を規格 化したものを U 2 (f)とすると、
1
Figure imgf000013_0001
と表現できる。 a 2 は深さ 2 のみで定まる常数で周 波数特性を持たない利得である。 U z (f)は周波数特 性のみを代表する。
フ ィ ルタ 7 は (4)式の特性を持たねばならないが、 a z は上述の T G C 6 に併合して制御し、 周波数特 性のみをフィルタ 7で担当させると便利である。 こ の場合は a z は z即ち時間の函数として予め測定さ れている G 2 (f)から求め記憶しておく ことができる ので、 T G C 6の利得を時間の函数として測定すれ ば、 T G C利得と補正係数利得 a 3 の差が減衰補正 に必要な利得であるので、 必要に応じて減衰情報と して用いることができる。
以下補正フ ィ ルタ 7 は、 周波数特性のみの補正 U 2 (f)を実行するものとする。 2 = Z。 , z い z z に対する U 2 (f)を第 4図に示す。
今、 7 1 の可変フ ィ ルタを電圧又は電流で可変し う るイ ンダクタ ンス L , キャパシタ ンス C , 抵抗 R 等を固定の L , C , R等と組み合せた回路で実現さ れたものとする。 この様な素子の例として直流を重 畳することで可変できる不飽和リ アクター, 可 容
量ダイオー ド, M O S ト ラ ンジスタ等が実在する。
今この様な電圧制御パラメータ素子 (可変 L , C,
R) が nケ使用されたとする。 第 4図の如き時簡的
に'変化するフ ィ ルタの周波数特性はこの nケのバラ
メ ータ制御端子に、 プログラムされた時間的に変化
する電圧を印加することで実現される。
7 3 は各深さ、 即ち時間に対応してその U z (f)を
実現するために予め計算された nケのパラメ ータ電
圧を時間函数として記憶している捕正計数一パラメ
ータ変換記憶部で、 電圧.値をディ ジタル化しておけ
ばマイ ク ロ ' コ ンピュータと R O M, R AM等で実
¾される。
7 2 は 9からのタイ ミ ング信号に応じて順次対応
する時刻のパラメ ータ制御電圧のティ ジタル値を 7
3から読出し、 D Z A変換して n ケのバラメ ータ制
御電圧を発生するパラメ ータ読出し回路である。
以上の様にして 7 1 , 7 2 , 7 3 の組み合せであ
る捕正フィルタ 7 は時間的に変化する U 2 (f)の特性
を実現する。
補正係数 (又はパテメ ータ) を時間の連続函数と
して記億することは 7 3 の記億容量を膨大なものと
し、 装置の大型化, 高価格化を招く。 このため U Z
(f)の時間による変化を階段的とし、 急な変動をする
時間の範囲に対しては細かな時間ステップで、 緩や
OMPI
^WIPO かな変動をする時間の範囲に対しては粗い時間ステ ッブで U z (f)を切り換えることで代行することがで きる。 この場合は記憶容量の大幅な節約を図ること ができる。
もし、 U z (f)の時間による切換にある長い時間を 必要とする様なフ ィ ルタの場合は、 複数のフ ィ ルタ を設け一つを使用中に他のフ ィ ルタを切り換えてお き、 交互又は順次に使用すればよい。 この場合入力 は共通としておき出力を切り換えても良いし、 出力 を共通としておき入力を切り換えても良い。
上記の実施例ではフィルタは L, C, R等のアナ ログ素子を用いたアナログフィルタであった。 しか し A/ D変換, デジタル処理, D ZA変換によって 作られるデジタルフィルタであってもよい。 アナ口 グフィルタでは周波数領域上の位相を自由に設計す ることが函難で、 ノ、 'ヮー · スぺク トルのモーメ ン ト に着目する * 7の方式に使用した場合は誤差を生じ ないが、 位相に着目する * 8の方式では誤差を生じ る。 この場合デジタルフ ィ ノレ夕であれば、 フイ ノレタ におけ j立相回転を生じない様にすることができる ので有用である。
次にフ ィ ルタ 7 の他の実施例として畳み込み積分 ( Convolution) 型フ ィ ルタを第 5図 (a)を用いて説 明する。 これは第 2図の 7 1 , 7 2 , 7 3よりなる 補正フィルタ 7に置換して用いられる。 D Lは遅延 素子で、 超音波パルスの中.心周波数が 3 M Hzの場合 運延量 3は 5 0〜 : I 0 0 ns程度でよい。 Mはアナ口 グの乗算回路である。 D Z Aはデジタルからアナ口 グへの変換回路、 Rはレジスタである。 M E Mはデ ジタルのメ モ リ部、 R Cは必要な時刻にメ モリ M E Mから一組の捕正情報を読み出してレジスタ Rの全 てに情報をセ ッ トする読み出し制櫛部である。 R C をさらに第 5図 ( )で詳しく説明する。 これはクロ ッ ク制御部 9 (第 2図) からクロ ックを受けて歩進す るア ドレスカウ ンタ 7 3 a とア ドレスカウンタ 7 3 aの出力を受けてフィルタの時間変化の緩やかさを 決定するァ ドレスコ ンバータ 7 3 bから成る。 第 5 図 (a)に戻り説明する。 ∑は加算器である。 次に動作 を説明する。
フィルタに入力する信号 i (t)のスぺク トルを I (f) とすると、 フ ィルタの出力 0 (t)は I (f)と U z (f)の積 のフーリ エ逆変換で与えられる。 これは数学の定理 により U z (f)のフーリ エ逆変換を u 2 (f)とする と 0 (t)は i (t)と u z (f)との畳み込み積分で与えられる。
したがって各 2即ち時刻に対する u z ば)の波形を
<5の時刻刻みで、 かつ必要なステップの 2 に対して M E Mの中に記憶しておき、 2 に対応する時刻の波 形 u z (t)を一群として読み出しレジスタ Rにセ ッ ト する。 このセッ トされたデジタル量は D / A変換さ れてアナログ量となり、 各 D Lで δづっ遅延された 入力信号と乗算され、 全ての乗算出力は∑の加算器 で加算される。 以上の動作は入力 i (幻と、 捕正係数
U 2 (f)のフーリェ変換した時間波形 U (t)との畳み込 み積分に他ならない。 U Z (f)は数 M Hz程度の帯域を もつので u (t)は数マイ ク ロ秒程度の波形となり、 D L , M , Dノ A , R等は数十〜 1 0 0 ケ程度必要と なる。 最近 D L , M , D A, R等を、 1 2 8 ケ程度 集積した大規模集積回路が市販されたおり、 小型化 低価格化が可能となっている。 但し、 この場合レジ スタ R群には並列に入力できず直列に入力するため セ ッ ト し終る時間、 即ち 2 の切換時間が長い。 この 場合、 前記の如く複数組のフ ィ ルタを順次切り換え る方法を併用することで解決できる。
送信パルスが中心周波数 f 。 , 分散 のガウス分 布スぺク トル S。 (f)の場合で、 且つ被測定媒体が人 体の如き生体組織で、 減衰係数が α (ζ) - (z) f ( β は比例定数) である場合は、 ある深さ 2からの反射 波のスぺク トルは中心周波数 f 2 が )式の量ずれる のみで、 スぺク トルの形状 S z (f)は同じ分散びのガ ウス分布となる こ とが知られている。
ί 0 — ί z = 4 f β (z) d z (5) ノ
これは深さに対応する時間と中心周波数 f z とが 函数関係にあることを示している。 これは U 2 (f)の 捕正を行った場合に成立し、 補正を行わない実際の スぺク トル S 2 (f)はガウス分布から歪んだ形となり、 - そのために中心周波数がさらに△ f 2ずれている。
このズレ量は 2及び ί Ζ の函数として計箕すること
ができる。 f 2 は * 9の方式では Ζ即ち時刻の函数
として実測される。 したがって、 Z の函数として実
測される f 2が求まれば、 その捕正量 Δ f zを予め
計箕し記憶している表から補正することにより z の' 函数としての補正後の f zが求まり、 こ-れから正し
ぃ (Z)の分布を求めることができる。
このよう な手法は、 スペク トルのある一つの代表
パラメ ータが定まるとそのスぺク トルの形状が定ま
る場合に適用できる。 上例では代表パラメ ータとし
て中心周波数 f = J f · I S (f) I 2df /j I S (f) I 2
d f 自身が用いられているが、 代表バラメ ータとし
ては帯域幅、 その他であってもよい。 上例ではスぺ
ク トル形状は中心周波数がズレるだけで変らなかつ
たが、 代表パラメ ータに 1 : 1 で対応する関係があ
れば変化してよいことは次の説明から理解できるで
あろう。 実測により深さの函数としてこの代表バラ
メ ータが測定されれば、 ある深さに対応する代表バ
ラメ ータに対応するスぺク トル形状と幾何学的因子
捕正 から補正済スぺク トルが求められ、 この捕
正済スぺク トルから中心周波数, 各次モーメ ン ト等
の捕正量が代表パラメ 一夕の函数として、 更には実
測された代表パラメ ータと深さの関係から深さの函
数として求められ、 これ等から減衰係数傾斜等の正
OMPI し く補正された媒体特性値の深さ方向分布を求める こ とができる。
これは * 7に示された中心周波数補正が乗算を加 算で近似しているのに対し、 正しい乗算による補正 を同程度の簡易 処理で行う ことを可能にしたもの で、 より正確な媒体 性値を与えるものである。 本発明によれば、 超音波ビームの集束度の 3次元 的不均一に起因するスぺク トルの歪である幾何学的 因子の補正を受信信号をフーリ ヱ変換することなく 時間領域で、 且つスぺク トル ' スカロ ップ捕正をも 行う ことができる形で補正することができるので、 高精度で高速実時間で測定でき、 且つ簡単で小型で 安価な超音波による媒体特性値測定装置を提供する こ とができる。

Claims

請 求 の 範 囲
(1) 超音波パルスを媒体中に送出し、 該媒体の各深 さからの反射波を時間函数として受信して信号処理 することにより、 媒体特性値を定量的に測定する装 置において、
減衰が無視できるか、 周波数特性を有しない基準 媒体中で各深さに置かれた基準反射体からの反射波 のスぺク トルを用いて、 超音波ビームの集束性が深 さの函数として.3次元的 変化することに起因する 受信反射波のスぺク ト リ形状及びその強さの変動を 捕正するスぺク トル捕正情報、 又はスぺク トルから 2次的に求められる関連量の捕正情報を求め、 該ス ぺク トル捕正情報又は該閼連量の補正情報を深さに 対応する時間の函数として記億する手段と、 時間の 函数として受信される被測定媒体からの反射波信号. 又は該反射波信号から時間の函数として 2次的に求 められる閩連量を、 上記記憶手段から順次読出され る捕正情報によって時間領域で捕正する手段とを有 することを特徴とする超音波媒体特性値測定装置。
(2) 上記捕正す-る手段は、 上記受信した反射波信号 を入力される補正フ ィ ルタを舍み、 該補正フ ィ ルタ の周波数特性が上記記億する手段から順次読出され る補正情報によって制御されることを特徴とする特 許請求の範囲第 1項記載の超音波媒体特性値測定装
(3) 上記補正フィ ルタは複数のフ ィ ルタを有し、 1 つのフ ィ ルタの使用中に他のフ ィ ルタの周波数特性 を調整しておき、 順次使用フ ィ ルタを切換えてい く よう制御されることを特徴とする特許請求の範囲第 2項記載の超音波媒体特性値測定装置。
(4) 上記補正フ ィルタは、 イ ンダクタ ンス, キャパ シタ ンス,' 及び抵抗を含むアナログフィ ルタである ことを特徴とする特許請求の範囲第 2項又は第 3項 記載の超音波媒体特性値測定装置。
ほ) 上記補正フィ ルタは、 A / D変換器, ディ タル 処理回路及び D Z A変換器を舍むデジタルフィ ルタ であることを特徴とする特許請求の範囲第 2項又は 第 3項記載の超音波媒体特性値測定装置。
(6) 上記記億する手段には、 上記補正フ ィ ルタが持 つべき周波数特性をスぺク トルで表わしたとき、 該 スぺク トルのフーリエ逆変換で得られる時間波形情 報が補正情報として記憶され、 上記補正フ ィ ルタは 入力される受信反射波信号と上記時間波形情報との 畳み込み積分を行なう手段を舍むことを特徴とする 特許請求の範囲第 2項又は第 3項記載の超音波媒体 特性値測定装置。 -
(7) 上記補正フ ィ ルタは、 利得のみを捕正する時間 利得制御回路と周波数特性のみを補正するフ ィ ルタ との縦繞接繞であることを特徴とする特許請求の範 囲第 2項ないし第 6項のいずれかに記載の超音波媒 体特性値測定装置。
(8) 上記補正する手段は、 上記時間の函数としての 関連量に対して上記記憶する手段から順次読出され る捕正情報を加滅箕又は乗除算する手段を舍むこと を特徴とする特許請求の範囲第 1項の超音波媒体特 徴値測定装置。
(9) 上記闋連量は、 各深さにおけるスぺク トルの平 均周波数又は中心周波数であり、 上記捕正情報は該 平均周波数又は中心周波数の捕正量であり、 上記補 正する手段は受信反射波信号から得られる平均周波 数又は中心周波数に対して上記記憶する手段から読 出される補正量を加える加箕器を舍むことを特徴と する特許請求の範囲第 8項記載の超音波媒体特性値 測定装置。
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