KR0162735B1 - Ultrasonic Signal Processing Equipment - Google Patents
Ultrasonic Signal Processing Equipment Download PDFInfo
- Publication number
- KR0162735B1 KR0162735B1 KR1019960048219A KR19960048219A KR0162735B1 KR 0162735 B1 KR0162735 B1 KR 0162735B1 KR 1019960048219 A KR1019960048219 A KR 1019960048219A KR 19960048219 A KR19960048219 A KR 19960048219A KR 0162735 B1 KR0162735 B1 KR 0162735B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- ultrasonic
- signal
- delay
- output
- received signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 106
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 68
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 18
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 12
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 4
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 9
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 5
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 4
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 4
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 4
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
- G01N29/0609—Display arrangements, e.g. colour displays
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/36—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/4409—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison
- G01N29/4436—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison with a reference signal
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
본 발명은 초음파 신호처리장치에서는 수신 처리수단에 의해 얻어진 각각의 수신신호를 해당 수신신호의 대역 최고주파수에 대해서 나이퀴스트 주파수보다 충분한 고주파수의 샘플링클럭에서 샘플링해서 디지탈화 하고, 이 디지탈화된 수신신호와 수정 주파수의 참조신호를 곱하는 것에 의해 디지탈 수신신호 파형의 주파수를 이동시켜 변환된 수신신호를 상기 샘플링 주기보다 긴 시간길이에 관하여 누적 처리하고, 이 누적 처리된 신호를 하나의 방향의 초음파 빔에 대해서 상기 샘플링클럭에 의해 낮은 클럭의 주파수에서 처리하고, 복수회로를 사용하지 않고, 1회의 초음파 송파 후, 각 초음파 진동자에 의해 얻어진 상기 수신신호로부터 복수의 상기 초음파 수신 빔을 형성한다.In the ultrasonic signal processing apparatus, each received signal obtained by the receiving processing means is digitalized by sampling at a sampling clock with a frequency higher than the Nyquist frequency with respect to the highest frequency of the band of the received signal. The frequency of the digital received signal waveform is shifted by multiplying the reference signal of the corrected frequency to accumulate the converted received signal over a longer time period than the sampling period, and the accumulated signal is subjected to the ultrasonic beam in one direction. The sampling clock is processed at a low clock frequency, and a plurality of ultrasonic receiving beams are formed from the received signals obtained by each ultrasonic vibrator after one ultrasonic wave transmission without using a plurality of circuits.
Description
제1도는 제1실시예에 관한 초음파 신호처리장치의 주요부 구성을 나타내는 도면.1 is a diagram showing the configuration of main parts of the ultrasonic signal processing apparatus according to the first embodiment.
제2도는 제2실시예에 관한 초음파 신호처리장치의 주요부 구성을 나타내는 도면.2 is a diagram showing the configuration of main parts of the ultrasonic signal processing apparatus according to the second embodiment.
제3도는 제2실시예의 타임시퀸스 챠트.3 is a time sequence chart of a second embodiment.
제4도는 제1파형 변환수단의 구성예를 나타내는 도면.4 is a diagram showing an example of the configuration of the first waveform converting means.
제5도는 누적수단의 구성예를 나타내는 도면.5 is a diagram showing an example of the configuration of the accumulating means.
제6도는 제2파형 변환수단의 구성예를 나타내는 도면.6 is a diagram showing an example of the configuration of the second waveform converting means.
제7도는 제3실시예에 관한 초음파 신호처리장치의 주요부 구성을 나타내는 도면.7 is a diagram showing the configuration of main parts of the ultrasonic signal processing apparatus according to the third embodiment.
제8도는 제4실시예에 관한 초음파 신호처리장치의 주요부 구성을 나타내는 도면.8 is a diagram showing the configuration of main parts of the ultrasonic signal processing apparatus according to the fourth embodiment.
제9도는 제5실시예에 관한 초음파 신호처리장치의 주요부 구성을 나타내는 도면.9 is a diagram showing the configuration of main parts of the ultrasonic signal processing apparatus according to the fifth embodiment.
제10도는 누적파형도의 예를 나타내는 도면.10 shows an example of a cumulative waveform diagram.
제11도는 제6실시예 대한 구성도.11 is a block diagram of a sixth embodiment.
제12도는 종래예에 대한 초음파 신호처리장치의 주요부 구성을 나타내는 도면.Fig. 12 is a diagram showing the configuration of main parts of an ultrasonic signal processing apparatus according to the prior art.
제13도는 종래예에 관한 초음파 신호처리장치의 복수의 수신 빔 형성 예의 설명도.13 is an explanatory diagram of a plurality of reception beam forming examples of the ultrasonic signal processing apparatus according to the conventional example.
제14도는 제3실시예에 타임시퀸스 챠트이다.14 is a time sequence chart in the third embodiment.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
100 : ADC 101 : 제1파형 변환수단100: ADC 101: first waveform conversion means
102 : 누적수단 103 : 복수방향지연처리수단102: cumulative means 103: multi-directional delay processing means
104 : 초음파진동자 105 : 가산수단104: ultrasonic vibrator 105: addition means
106 : 포락선 변환수단 107 : DSC106: envelope conversion means 107: DSC
108 : 표시수단 109 : 샘플링신호발생수단108: display means 109: sampling signal generating means
110 : 디지탈 참조신호 발생수단 112,113 : 디지탈 승산기110: digital reference signal generating means 112,113: digital multiplier
114 : 래치 119 : 지연수단114: latch 119: delay means
121 : 위상보정신호 발생부 122 : 지연제어수단121: phase correction signal generator 122: delay control means
126 : CFM 처리수단 127 : 도플러(DP) 처리수단126: CFM processing means 127: Doppler (DP) processing means
Sck : 샘플링 클럭Sck: Sampling Clock
본 발명은 초음파로 물체를 비파괴 검사하는 장치 또는 의료 진단에 사용하는 초음파장치 등의 신호처리방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 디지탈화에 적합한 초음파신호 처리장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal processing method and apparatus, such as an apparatus for nondestructive inspection of an object by ultrasonic waves or an ultrasonic apparatus for use in medical diagnosis, and more particularly, to an ultrasonic signal processing apparatus suitable for digitalization.
종래의 초음파 수신장치는, 아날로그 지연수단, 가산기 등으로 구성되어 있고, 초음파를 검사대상으로 송파(送波)한 후, 제12도에 나타낸 바와 같이, 검사대상으로부터의 반사파가, 배열된 복수의 초음파 진동자(104)로 수신되어, 각각의 수신신호가 수신 처리수단(132)으로 입력되고, 각 초음파 진동자가 수신한 수신신호의 상호 지연시간차가 조절되어, 수신 처리수단(132)의 출력이 가산수단(105)에 의해 가산되고, 수신 빔을 형성하는 수신 빔 형성수단(129)에 의해 수신 빔(131)이 형성되어, 수신 빔을 전기적으로 주사하여 검사대상의 단층상을 얻고 있다.A conventional ultrasonic receiver is composed of analog delay means, an adder, and the like, and after transmitting ultrasonic waves to an inspection object, as shown in FIG. 12, a plurality of reflected waves from the inspection object are arranged. Received by the ultrasonic vibrator 104, each received signal is input to the receiving processing means 132, the mutual delay time difference of the received signal received by each ultrasonic vibrator is adjusted, the output of the receiving processing means 132 is added The receiving beam 131 is formed by the receiving beam forming means 129 which is added by the means 105 and forms the receiving beam, and electrically scans the receiving beam to obtain a tomogram of the inspection object.
이 수신 빔의 형성과정에 있어서, 양호한 수신 빔을 형성하기 위해, 수신 처리수단(132)의 지연 정밀도를 높일 필요가 있고, 이 때문에, 디지탈화에 의해 아날로그회로의 문제점(부품편차, 온도 드리프트(drift), 포화 등)을 해소하려는 시도가 여러가지로 이루어지고 있다. 그러나, 단순히 디지탈화 하는 경우, 1㎒∼20㎒정도 주파수의 초음파를 사용하는 의료용 초음파장치에서는 100㎒ 이상의 고속 ADC(아날로그-디지탈 변환기)가 필요하며, 저속의 ADC로 실현하는 방법이 고안되고 있다.In the process of forming the reception beam, in order to form a good reception beam, it is necessary to increase the delay accuracy of the reception processing means 132. Therefore, the problem of the analog circuit due to digitalization (component deviation, temperature drift) ), There are various attempts to solve the problem. However, in the case of simply digitizing, a medical ultrasound apparatus using ultrasonic waves having a frequency of about 1 MHz to 20 MHz requires a high speed ADC (analog-to-digital converter) of 100 MHz or more, and a method of realizing a low speed ADC has been devised.
그 예로서, 본 출원인이 일본공개특허 평6-313764호 「초음파 신호처리장치」에서 제안한 장치가 있다. 이 장치는, 수신신호를 디지탈화 하고, 디지탈화된 수신신호와 수신신호의 중심주파수를 가지면서 90°위상차를 가지는 2개의 참조신호를 곱하여, 수신신호를 복소신호로 변환해서 저주파 성분을 꺼내고, 인접하는 소자(초음파 진동자)에서 얻어지는 신호 사이의 위상차를 위상 회전에 의해 보정하고, 또한 시간을 지연하고 있다.As an example, there is an apparatus proposed by the present applicant in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-313764, "Ultrasonic Signal Processing Device." The apparatus digitalizes a received signal, multiplies the digitalized received signal by two reference signals having a 90 ° phase difference while having a center frequency of the received signal, converts the received signal into a complex signal, and extracts a low frequency component, The phase difference between the signals obtained by the element (ultrasound vibrator) is corrected by phase rotation, and the time is delayed.
또한, 일본공개특허 평 4-223289호 공보(USP 4,983,970)의 대응 일본출원)에는 수신신호를 디지탈화하고, 이 디지탈화된 수신신호와 수신신호의 중심주파수를 가지면서 90°위상차를 가지는 2개의 참조신호를 곱하여, 복소신호로 변환해서 저주파 성분을 꺼내고, 인접하는 소자에서 얻어지는 신호 사이의 시간차를 시간지연에 의해 지연시키고, 또 위상 회전하는 방법이 기재되어 있다. 일본공개특허 평 2-4355호 공보(USP 4,886,069의 대응 일본출원)에는 수신신호를 병렬로 설치한 ADC로 디지탈화 하고, 디지탈화된 신호를 복조기로 저주파화 하며, 복수의 병렬로 배치한 각 위상 회전회로에 의해 각각의 위상을 저주파화된 신호에 주어 다른 방향으로의 수신 빔을 동시에 형성하는, 소위 복수의 수신 빔을 형성하는 방법이 기재되어 있다. 또, 여기서 복수의 수신 빔으로는 제13도에 나타낸 바와 같이, 어떤 방향으로의 송파 빔(130)을 형성하고, 동시에 다른 a 방향과 b 방향에서 수신 빔(131a,131b)을 형성하는 것을 말한다. 여기서, 복수는 2개로 한정하지 않는다.In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-223289 (corresponding Japanese application of USP 4,983,970) digitizes a received signal, and has two reference signals having a 90 ° phase difference while having a center frequency of the digitized received signal and the received signal. The method of multiplying and converting into a complex signal to extract low frequency components, delaying the time difference between signals obtained from adjacent elements by time delay, and rotating the phase is described. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-4355 (corresponding to Japanese Patent Application No. 4,886,069) in which a digital signal is received by an ADC installed in parallel, low-frequency digitalized signals by a demodulator, and a plurality of phase rotation circuits arranged in parallel A method of forming a so-called plurality of receive beams is described in which each phase is given to a low-frequency signal to simultaneously form receive beams in different directions. In this case, as shown in FIG. 13, the plurality of reception beams refers to the formation of the wave beams 130 in one direction and the reception beams 131a and 131b in the other a and b directions at the same time. . Here, the plurality is not limited to two.
종래의 기술에서는, 복수의 수신 빔을 형성하기 위해 제13도에 나타낸 바와 같이, 수파빔 형성수단(129)이 복수개 병렬로 필요하였다. 또한, 방식에 따라서는 수파 처리수단의 중간에서 지연 처리수단이 복수의 회로를 필요로 하였다.In the prior art, in order to form a plurality of receive beams, as shown in FIG. 13, a plurality of wave beam forming means 129 is required in parallel. Further, depending on the system, the delay processing means required a plurality of circuits in the middle of the water receiving processing means.
이 때문에, 상기 종래의 기술에서는 복수의 수신 빔을 형성하기 위해 복수의 회로를 필요로 하여 회로규모가 증대해버린다는 문제가 있었다.For this reason, the conventional technique requires a plurality of circuits in order to form a plurality of receive beams, resulting in a problem that the circuit scale increases.
본 발명의 목적은, 종래의 기술에서 상술한 바와 같은 문제를 해소하고, 디지탈방식에서 복수의 수신 빔 형성에 적합한 초음파 신호처리방법 및 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems described above in the prior art and to provide an ultrasonic signal processing method and apparatus suitable for forming a plurality of receive beams in a digital method.
본 발명이 다른 목적은, 초음파 진동자(소자)에서 수신된 수신신호를 처리하기 위해 복수의 신호처리회로를 사용하지 않고 복수의 수신 빔을 형성할 수 있도록 초음파 신호처리방법 및 장치를 제공하여 회로규모를 감소시키는데 있다.Another object of the present invention is to provide an ultrasonic signal processing method and apparatus for forming a plurality of receiving beams without using a plurality of signal processing circuits to process received signals received by an ultrasonic vibrator (element). To reduce.
본 발명의 초음파 신호처리장치는, 반사초음파 신호를 수신하는 복수의 초음파 진동자와, 상기 각 초음파 진동자에 의해 얻어진 수신신호를 상기 수신신호의 대역 최고주파수의 나이퀴스트(Nyquist) 주파수보다 충분히 높은 샘플링 클럭에 의해 샘플링 주기를 설정하고, 상기 수신신호를 샘플링하여 디지탈화 하는 디지탈화 수단과, 상기 디지탈화 수단에 의해 얻어진 디지탈 수신신호와 소정 주파수의 참조신호를 곱하여 상기 디지탈 수신신호를 복소화 하고, 상기 디지탈 수신신호의 주파수를 이동시키는, 상기 각 디지탈화 수단에 1대 1로 접속되는 제1파형 변환수단과, 상기 제1파형 변환수단에 의해 변환된 수신신호를 상기 샘플링 주기보다 충분히 긴 시간에 대해서 누적 처리하여 누적신호를 얻는, 상기 각 제1파형 변환수단에 1대1로 접속되는 누적 처리수단과, 상기 누적신호를 한 방향의 초음파 빔에 대해서 상기 샘플링 클럭보다 낮은 클럭주파수에서 상기 누적신호를 처리하여 복수 방향의 수신 초음파 빔을 시분할 처리에 의해 형성하기 위한 지연 처리를 행하는, 상기 각 누적수단에 1대1로 접속되는 복수방향 지연 처리수단과, 상기 각 복수방향 지연 처리수단의 출력을 가산하는 가산수단을 구비하고, 1회의 초음파 송파 후, 상기 초음파 진동자에 의해 얻어진 상기 수신신호로부터 복수의 상기 초음파 수신 빔을 형성하는 처리를 행하는, 것에 특징으로 가진다.The ultrasonic signal processing apparatus of the present invention comprises sampling a plurality of ultrasonic vibrators for receiving a reflected ultrasonic signal and a received signal obtained by each of the ultrasonic vibrators sufficiently higher than a Nyquist frequency of the highest frequency band of the received signal. A sampling period is set by a clock, and digitalization means for sampling and digitalizing the received signal, and multiplies the digital reception signal obtained by the digitalization means with a reference signal of a predetermined frequency to complex the digital reception signal, and to perform the digital reception. Accumulating the first waveform conversion means connected to each of the digitalization means one-to-one to shift the frequency of the signal, and the received signal converted by the first waveform conversion means for a time longer than the sampling period. Accumulated one-to-one connected to each of said first waveform converting means for obtaining a cumulative signal And a reprocessing means for processing the accumulated signal at a clock frequency lower than the sampling clock for the ultrasonic beam in one direction, and performing a delay process for forming the received ultrasonic beam in multiple directions by time division processing. A multi-directional delay processing means connected to the accumulating means one-to-one and an adding means for adding the output of each of the multi-directional delay processing means, and after one ultrasonic wave transmission, from the received signal obtained by the ultrasonic vibrator A process of forming a plurality of said ultrasonic wave reception beams is characterized by the above-mentioned.
상기 초음파 신호처리장치에 있어서, 인접하는 상기 초음파 진동자에 1대1로 대응하는 상기 복수방향 지연 처리수단의 출력 사이의 위상차를 검출하는 수단을 구비하고, 상기 각 복수방향 지연 처리수단을 제어하여 상기 위상차를 거의 영으로 하는 수신 초음파 빔을 형성하는 빔형성 제어수단을 가지는 것에 특징이 있다.The ultrasonic signal processing apparatus comprising: means for detecting a phase difference between outputs of the plural directional delay processing means corresponding one-to-one to the adjacent ultrasonic vibrator, and controlling the plural directional delay processing means to It is characterized by having beam forming control means for forming a receiving ultrasonic beam having a phase difference of about zero.
본 발명의 초음파 신호처리장치는, 반사초음파 신호를 수신하는 복수의 초음파 진동자와, 상기 각 초음파 진동자에 의해 얻어진 수신신호를 상기 수신신호의 대역 최고주파수의 나이퀴스트 주파수보다 충분히 높은 샘플링 클럭에 의해 샘플링 주기를 설정하고, 상기 수신신호를 샘플링하여 디지탈화 하는 디지탈화 수단과, 상기 디지탈화 수단에 의해 얻어진 디지탈 수신 신호와 소정 주파수의 90° 위상차를 가지는 2개의 참조신호를 곱하여 상기 디지탈 수신신호를 복소화 하고, 상기 디지탈 수신신호의 주파수를 이동시키는, 상기 각 디지탈화 수단에 1대 1로 접속되는 제1파형 변환수단과, 상기 제1파형 변환수단에 의해 변환된 수신신호를 상기 샘플링 주기보다 충분히 긴 시간 길이에 대해서 누적 처리하여 누적신호를 얻는, 상기 각 제1파형 변환수단에 1대 1로 접속되는 누적 처리수단과, 상기 누적신호를 일시적으로 기억하는, 상기 각 누적 처리수단에 1대 1로 접속되는 일시 기억수단과, 상기 일시 기억수단으로부터 상기 누적신호의 출력을 제어하는 일시기억 제어수단과, 상기 일시기억 수단으로부터 출력된 상기 누적 신호에 위상 회전을 부여하는, 상기 일시 기억수단과 1대 1로 접속되는 제2파형 변환수단과, 상기 각 초음파 진동자와 목적포커스 위치 사이의 거리차에 의한 초음파의 전파 시간차를 보정하기 위해 상기 제2파형 변환수단의 출력에 지연수단을 부여하는, 상기 각 제2파형 변환수단에 1대 1로 접속도는 지연수단과, 상기 각 지연수단의 출력을 가산하는 가산수단과, 상기 가산수단의 출력을 포락선 신호로 변환하는 수단을 구비하고, 상기 일시 기억제이수단은 1회의 초음파 송파에 대응해서 복수의 다른 방향의 수신 초음파 빔을 형성하기 위해 상기 일시 기억수단에서의 상기 누적신호의 출력을 제어하여 상기 수단 초음파 빔을 형성하는 처리를 시분할 처리에 의해 행하여, 복수 방향의 초음파 빔을 형성하는 처리를 행하는 것에 특징을 가진다.The ultrasonic signal processing apparatus according to the present invention comprises a plurality of ultrasonic vibrators for receiving a reflected ultrasonic signal and a sampling clock sufficiently high than the Nyquist frequency of the highest frequency band of the received signal. Set a sampling period, and multiply the digital reception signal by multiplying the digital reception means by sampling the received signal and digitally multiplying the digital reception signal obtained by the digitalization means with two reference signals having a 90 ° phase difference of a predetermined frequency; A first waveform conversion means connected one to one to each of the digitalization means for shifting the frequency of the digital reception signal, and a length of time longer than the sampling period of the received signal converted by the first waveform conversion means; The first waveform converting means for accumulating and obtaining a cumulative signal A one-to-one accumulation processing means connected to each other, a temporary storage means connected one-to-one to each of the accumulation processing means for temporarily storing the accumulated signal, and controlling the output of the accumulated signal from the temporary storage means. Temporary storage control means, second waveform conversion means connected to the temporary storage means in a one-to-one manner to impart phase rotation to the accumulated signal output from the temporary storage means, and each of the ultrasonic vibrators and the target focus position A one-to-one connection diagram to each of the second waveform conversion means for providing a delay means to the output of the second waveform conversion means to correct the propagation time difference of the ultrasonic waves by the distance difference between Adding means for adding an output of the delay means, and means for converting the output of the adding means into an envelope signal, wherein the temporary storage means is provided in one ultrasonic wave wave. In order to form a plurality of receiving ultrasonic beams in different directions, a process of controlling the output of the cumulative signal in the temporary storage means to form the means ultrasonic beam is performed by time division processing to form ultrasonic beams in the plurality of directions. It is characterized by performing a process.
상기 초음파 신호처리장치에 있어서, 인접하는 상기 초음파 진동자에 1대 1로 대응하는 상기 지연수단의 출력 사이의 위상차를 검출하는 수단을 구비하고, 상기 각 일시 기억수단, 상기 각 제2파형 변환수단 및 상기 각 지연수단을 제어하여 상기 위상차를 거의 영으로 하는 수신 초음파 빔을 형성하는 빔 형성 제어수단을 가지는 것에 특징이 있다.The ultrasonic signal processing apparatus comprising: means for detecting a phase difference between outputs of the delay means corresponding one-to-one to the adjacent ultrasonic vibrator, wherein the temporary storage means, the second waveform converting means, and And a beam forming control means for controlling the respective delay means to form a receiving ultrasonic beam having the phase difference almost zero.
더우기, 본 발명의 초음파 신호처리장치는, 반사초음파 신호를 수신하는 복수의 초음파 진동자와, 상기 각 초음파 진동자에 의해 얻어진 수신신호를 상기 수신신호의 대역 최고주파수의 나이퀴스트 주파수보다 충분히 높은 주파수의 샘플링 클럭에 의해 샘플링 주기를 설정하고, 상기 수신신호를 샘플링하여 디지탈화 하는 디지탈화 수단과, 상기 디지탈화 수단에 의해 얻어진 디지탈 수신신호와 소정 주파수의 90°위사차를 가지는 2개의 참조신호를 곱하여 상기 디지탈 수신신호를 복소화하고, 상기 디지탈 수신신호의 주파수를 이동시키는, 상기 각 디지탈화 수단에 1대 1로 접속되는 제1파형 변환수단과, 상기 제1파형 변환수단에 의해 변환된 수신신호를 상기 샘플링 주기보다 충분히 긴 시간 길이에 대해서 누적 처리하여 누적신호를 얻는, 상기 각 제1파형 변환수단에 1대 1로 접속된 누적 처리수단과, 1회의 초음파 송파에 대한 복수의 다른 방향의 수신 초음파 빔을 형성하기 위해 상기 초음파 진동자와 목적포커스 위치 사이의 거리차에 의한 초음파의 전파 시간차를 보정하고, 시분할 처리에 의해 다른 방향의 수신 초음파 빔을 형성하기 위해 지연시간을 상기 누적신호에 부여하는, 상기 누적 처리수단에 1대 1로 접속되는 지연수단과, 상기 지연수단의 출력에 위상 회전을 부여하는, 상기 각 지연수단에 1대 1로 접속되는 제2파형 변환수단과, 상기 각 제2파형 변환수단의 출력을 가산 하는 가산수단과, 상기 가산수단의 출력을 포락선 신호로 변환하는 수단을 구비하고, 1회으 초음파 송파 후, 상기 각 초음파 진동자에 의해 얻어진 상기 수신신호로부터 복수의 상기 초음파 수신 빔을 형성하는 처리를 행하는 것에 특징을 가진다.Moreover, the ultrasonic signal processing apparatus of the present invention includes a plurality of ultrasonic vibrators for receiving the reflected ultrasonic signal, and the received signals obtained by the respective ultrasonic vibrators at frequencies sufficiently higher than the Nyquist frequency of the highest frequency band of the received signal. A digital signal is obtained by setting a sampling period by a sampling clock, multiplying the received signal by digitizing the received signal, and multiplying the digital received signal obtained by the digitizing means with two reference signals having a 90 ° disparity between a predetermined frequency; A first waveform conversion means connected to each of the digitalization means one-to-one, and the received signal converted by the first waveform conversion means to complex the signal and shift the frequency of the digital reception signal; The above-mentioned angles which accumulate for a sufficiently long time length to obtain a cumulative signal Accumulation processing means connected one-to-one to one waveform converting means, and propagation of ultrasonic waves by the distance difference between the ultrasonic vibrator and the target focus position to form a plurality of different receiving ultrasonic beams for one ultrasonic wave wave. Delay means connected one to one to the cumulative processing means for correcting the time difference and giving a delay time to the cumulative signal to form a receiving ultrasonic beam in the other direction by time division processing, and an output of the delay means. Second waveform converting means connected one-to-one to each delay means for imparting phase rotation, adding means for adding the output of each second waveform converting means, and converting the output of the adding means into an envelope signal. And a plurality of ultrasonic receiving beams from the received signals obtained by the respective ultrasonic vibrators after the ultrasonic wave is transmitted once. It has a characteristic that does.
상기 초음파 신호처리장치에 있어서, 상기 각 제2파형 변환수단의 출력에 진폭을 중첩시키는 수단을 가지는 것과, 인접하는 상기 초음파 진동자에 1대1로 대응하는 상기 각 제2파형 변환수단의 출력 사이의 위상차를 검출하는 수단을 구비하고, 상기 각 제2파형 변환수단 및 상기 각 지연수단을 제어하여 상기 위상차를 거의 영으로 하는 수신 초음파 빔을 형성하는 빔 형성 제어수단을 가지는 것에 특징이 있다.In the ultrasonic signal processing apparatus, between the output of each of the second waveform converting means and having an amplitude, and between the outputs of the second waveform converting means corresponding one-to-one to the adjacent ultrasonic vibrator. And means for detecting the phase difference, and having beam forming control means for controlling the respective second waveform converting means and the delay means to form a receiving ultrasonic beam having the phase difference almost zero.
또, 『각각 수신신호의 대역 최고주파수에 대해서 나이퀴스트 샘플링 주파수보다 충분한 고주파수의 샘플링 클럭에 의해 샘플링 주기를 설정하는』예를 다음에 나타낸다. 예를들면, 충분한 고주파수의 샘플링 클럭은, 초음파의 중심주파수 5㎒, 대역의 상한을 7.5㎒로 하면, 대역의 상한 주파수 7.5㎒에 대한 나이퀴스트 샘플링 주파수 15㎒에 대해서 충분히 높은 주파수이고, 예를들면 25㎒이다.The following example shows that "the sampling period is set by a sampling clock of a high frequency sufficient for each of the band maximum frequencies of the received signal than the Nyquist sampling frequency". For example, a sampling clock of sufficient high frequency is a frequency sufficiently high with respect to the Nyquist sampling frequency with respect to the upper limit frequency of the band of 7.5 MHz when the center frequency of the ultrasonic wave is 5 MHz and the upper limit of the band is 7.5 MHz. For example, 25 MHz.
『샘플링 주기보다 충분히 긴 시간 길이에 대해서 누적 처리하는』예를 다음에 나타낸다. 샘플링 주기보다 충분히 긴 시간 길이는 상기 25㎒에서는 샘플링 주기는 40ns이고, 2회 이상 누적(가산)하면 80ns 이상의 시간에서 누적 처리하는 것으로 된다.An example of "accumulating over a length of time longer than the sampling period" is as follows. For a length of time longer than the sampling period, the sampling period is 40 ns at 25 MHz, and the cumulative processing is performed at a time of 80 ns or more when accumulating (adding) two or more times.
『누적신호를 하나의 초음파 빔에 대해서 샘플링 클럭보다 낮은 주파수 클럭에서 수신신호를 처리하는』예를 다음에 나타낸다. 하나의 초음파 빔에 대해서 40ns 마다 수신신호를 신호 처리하고, 시분할에 의해 2개의 초음파 빔을 형성하는 처리를 행하는 경우, 1개의 초음파 빔을 형성하는 처리에서 신호 처리하는 수신신호의 시간간격은 80ns(12.5㎒)의 주파수로 되고, 25㎒의 절반의 주파수 클럭에서 신호 처리되는 것을 된다.An example of "processing a received signal at a frequency clock lower than a sampling clock for a single ultrasonic beam" is shown next. In the case where the received signal is signal-processed every 40 ns for one ultrasonic beam, and the two ultrasonic beams are formed by time division, the time interval of the received signal signaled in the process of forming one ultrasonic beam is 80 ns ( 12.5 MHz), and signal processing is performed at a frequency clock of half of 25 MHz.
『베이스밴드 신호가 최초 수신신호의 중심주파수에 비해서 충분히 낮은 주파수를 떨어지고 있는』예를 다음에 나타낸다. 예를들면, 수신신호의 중심주파수 5㎒, 대역 상한의 신호 성분을 7.5㎒로 하면, 중심주파수 5㎒의 참조신호를 사용하여 믹싱(mixing)을 행한 후에 얻어지는 베이스밴드 신호에서는 수신신호의 5㎒ 성분은 0㎒로, 7.5㎒ 성분은 2.5㎒로 각각 저주파측으로 이동하여 최초 수신신호의 중심주파수에 비해서 충분히 낮은 주파수로 떨어지고 있다.The following example shows that the baseband signal is dropping at a frequency sufficiently lower than the center frequency of the first received signal. For example, if the center frequency of the received signal is 5 MHz and the band upper limit signal component is 7.5 MHz, the baseband signal obtained after mixing using the reference signal of the center frequency 5 MHz is 5 MHz of the received signal. The component is shifted to the low frequency side at 0 MHz and the 7.5 MHz component at 2.5 MHz, respectively, and is falling to a sufficiently low frequency compared to the center frequency of the first received signal.
본 발명에 의하면, 디지탈방식에서 복수의 수신 빔 형성에 적합한 초음파신호 처리장치, 특히 복수의 신호처리회로를 사용하지 않고 복수의 수신 빔을 형성할 수 있는 초음파신호 처리장치를 실현할 수 있다는 현저한 효과가 있다.According to the present invention, there is a remarkable effect that it is possible to realize an ultrasonic signal processing apparatus suitable for forming a plurality of receiving beams in a digital system, particularly an ultrasonic signal processing apparatus capable of forming a plurality of receiving beams without using a plurality of signal processing circuits. have.
본 발명의 초음파 신호처리장치에서의 수신신호 처리회로에서는, 베이스밴드로 떨어진 수신신호의 나이퀴스트 샘플링 주파수는 저주파로 떨어지기 때문에, 하나의 수신 빔에 대한 데이타 발생의 시간간격은 길어지게 되고, 이 데이타 발생을 위한 샘플링 주파수가 낮아질 수 있다. 이 샘플링 주파수가 실제로 ADC에 부여하는 샘플링 주파수의 1/m인 경우, 하나의 수신신호 처리회로에서 시간 방향으로 처리하는 데이타의 순서를 변경하고, 시분할로 m개의 빔 데이타를 처리할 수 있다. 따라서, 복수방향 지연 처리수단에서는 하나의 수신신호 처리회로에서 시분할 처리에 의해 복수의 수신 빔을 형성하기 위한 신호처리를 할 수 있고, 수신 빔 형성수단의 회로규모를 증대하지 않고 복수의 수신 빔을 형성할 수 있다.In the received signal processing circuit in the ultrasonic signal processing apparatus of the present invention, since the Nyquist sampling frequency of the received signal dropped to the baseband falls at a low frequency, the time interval of data generation for one receive beam becomes long. The sampling frequency for this data generation can be lowered. When this sampling frequency is actually 1 / m of the sampling frequency applied to the ADC, the order of data processed in the time direction in one received signal processing circuit can be changed, and m beam data can be processed by time division. Therefore, in the multi-directional delay processing means, signal processing for forming a plurality of receive beams by time division processing in one receive signal processing circuit can be performed, and a plurality of receive beams can be obtained without increasing the circuit size of the receive beam forming means. Can be formed.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초해서 보다 상세히 설명한다.Best Mode for Carrying Out the Invention Embodiments of the present invention will be described in more detail below with reference to the drawings.
제1도는 본 발명의 제1실시예에 관한 초음파 신호처리장치의 주요부 구성을 나타내는 블록도이다. 복수의 초음파 진동자(104)에 의해 수신된 각각의 수신신호는, 증폭기 또는 가변증폭기, 아날로그 필터 또는 대역폭 가변의 아날로그 필터 등에 의해 처리되어 수신 처리 수단으로 입력된다. 여기서는, 수신 처리수단은 ADC(100), 제1파형 변환수단(Digital Mixer)(101), 누적수단(102) 및 복수방향 지연 처리수단(103)으로 구성되어 있다. 또, 제1도, 제2도, 제7도, 제8도, 제9도, 제11도에서는 설명을 간단히 하기 위해 4개 채널의 예를 나타내고 있다.1 is a block diagram showing the configuration of main parts of the ultrasonic signal processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. Each received signal received by the plurality of ultrasonic vibrators 104 is processed by an amplifier or a variable amplifier, an analog filter, an analog filter of variable bandwidth, or the like, and is input to the reception processing means. Here, the reception processing means is composed of an ADC 100, a first waveform conversion means (Digital Mixer) 101, an accumulation means 102, and a multi-directional delay processing means 103. 1, 2, 7, 8, 9, and 11 show examples of four channels for the sake of simplicity.
제1도와 같이 구성된 수신 처리 수단으로 입력된 각 수신신호는, 수신 처리수단을 구성하는 ADC(100)에 의해 디지탈 변환된다. ADC 로 설정되는 샘플링 클럭(Sck)은, 샘플링 신호발생수단(109)에 의해 발생되고, 각 채널의 ADC 샘플링 클럭 입력단에 공통으로 입력된다. 당연하지만, 실장의 문제로부터 기판(이 기판에는, 예를들면, 20개 채널의 수신 처리회로가 각 채널마다 LSI 화되어 탑재되어 있다)마다 샘플링 신호 발생수단이 있어도 된다. 단, 샘플링 클럭은 전 채널에서 동기되어 있다.Each received signal input to the reception processing means configured as shown in FIG. 1 is digitally converted by the ADC 100 constituting the reception processing means. The sampling clock Sck set by the ADC is generated by the sampling signal generating means 109 and is commonly input to the ADC sampling clock input terminal of each channel. As a matter of course, a sampling signal generating means may be provided for each substrate (for example, 20 channels of receiving processing circuits are LSI-equipped for each channel). However, the sampling clock is synchronized on all channels.
또, 당연한 것이지만, 수신 처리회로가 LSI 화 되어각 채널의 LSI에서 샘플링 클럭을 출력하여도 문제는 없다. 여기서, 채널로는 동일한 수신 처리회로가 다수 병렬로 배치되고, 각 초음파 진동자로부터 각 수신신호가 입력되어 신호 처리되지만, 하나의 수신신호가 입력되는 수신 처리회로를 채널이라 한다.In addition, there is no problem even if the receiving processing circuit is LSIized and outputs the sampling clock from the LSI of each channel. Here, a plurality of identical reception processing circuits are arranged in parallel in the channel, and each reception signal is input and signal processed from each ultrasonic vibrator, but a reception processing circuit in which one reception signal is input is called a channel.
ADC의 샘플링 주파수는 수신신호의 대역 최고주파수의 2배 이상이면 수신신호를 재현할 수 있는 것이 알려져 있다. 다음에, 샘플링된 수신신호는 제1파형 변환수단 있는 것이 알려져 있다. 본 발명에서는, 더욱 충분히 높은 주파수에서 각 초음파 진동자로부터의 신호를 샘플링한다. 다음에, 샘플링된 수신신호는 제1파형 변환수단(101)으로 입력되어 , 다지탈 참조신호 발생수단(110)에서의 디지탈 참조신호(중심주파수 ωs)와 곱해져 수신신호의 파형이 차 주파수 성분과 합 주파수 성분으로 이루어지는 복소신호로 변환된다.It is known that the sampling frequency of the ADC can be reproduced if the sampling frequency is more than twice the maximum frequency of the band of the received signal. Next, it is known that the sampled received signal has a first waveform converting means. In the present invention, the signal from each ultrasonic vibrator is sampled at a sufficiently high frequency. Next, the sampled received signal is input to the first waveform converting means 101, and multiplied by the digital reference signal (center frequency ωs) in the digital reference signal generating means 110 so that the waveform of the received signal is a difference frequency component. The signal is converted into a complex signal consisting of a sum frequency component.
디지탈 참조신호 발생수단(110)에서 디지탈 참조신호도, 각 채널에 공통으로 입력된다. 제1파형 변환수단(101)(Digital Mixer)의 구체예를 제4도에 나타낸다.In the digital reference signal generating means 110, the digital reference signal is also input to each channel in common. 4 shows a specific example of the first waveform converting means 101 (Digital Mixer).
제4도에 나타낸 예에서는 ADC(100)에서 m비트로 변환된 수신신호를 2개로 나누어 디지탈 승산기(112)에 의해 한 방향으로 cos(ωst)를, 디지탈 승산기(113)에 의해 다른 방향으로 sin(ωst)를 곱한다. 여기서, ωs는 수신신호의 중심주파수이다. 제4도에 나타낸 신호에 의해 수신신호는 복소신호로 변환되고, 이 복소신호는 차 주파수 성분(차 주파수 ωs - ωs = 0)인 베이스밴드의 신호 성분과, 합 주파수 성분(합 주파수 ωs + ωs =2ωs)으로 이루어진다. 제4도에 나타내는 출력신호(허수부 및 실수부 신호)를 누적수단(102)으로 입력한다. 제10도에 나타낸 바와 같이, 베이스밴드의 신호 성분은 최초 수신신호의 중심주파수에 비해서 충분히 낮은 주파수로 떨어져 있기 때문에, ADC 의 샘플링 주파수와 동일한 샘플링 주파수라도 베이스밴드에 대해서 나이퀴스트 샘플링 주파수를 충분히 만족한 샘플링(오버 샘플링)으로 되고, 시계열로 샘플링된 수신신호를 가산(누적)할 수 있다. 누적수다의 구체예를 제5도에 나타낸다.In the example shown in FIG. 4, the received signal converted into m-bits in the ADC 100 is divided into two, and cos (ωs t ) is shifted in one direction by the digital multiplier 112, and sin in the other direction by the digital multiplier 113. Multiply by (ωs t ) Ωs is the center frequency of the received signal. The received signal is converted into a complex signal by the signal shown in FIG. 4, and the complex signal is a signal component of a baseband having a difference frequency component (difference frequency ωs-ωs = 0), and a sum frequency component (sum frequency ωs + ωs). = 2ωs). The output signals (imaginary part and real part signal) shown in FIG. 4 are input to the accumulation means 102. As shown in FIG. As shown in FIG. 10, since the signal components of the baseband are separated at a sufficiently low frequency compared to the center frequency of the first received signal, even if the sampling frequency is the same as the sampling frequency of the ADC, the Nyquist sampling frequency is sufficient for the baseband. It becomes satisfactory sampling (oversampling) and can add (accumulate) the received signals sampled in time series. A specific example of cumulative chatter is shown in FIG.
(m + 4)비트로 입력한 복소의 수신신호를 각각의 래치(114)에서 순차로 유지하고, 가산기(115)에 의해 제4도에 나타낸 회로 출력신호의 순차로 연속하는 3개 데이타를 가산한다. ADC에 최대진폭이 입력하고 있으면 당연히 비트수가 증가하여 (m + 6)비트로 된다. 수신신호의 가산에 의해 양자화 잡음이나 입력잡음의 백색잡음은 상쇄되고, 신호는 거의 3배로 되어 잡음은 ∨(3)배로 되므로 S/N은 3dB 향상한다. 누저수단에서 가산의 횟수(COUNT)는 샘플링 주파수(fs)와 수신주파수의 대역폭(BW)에 의해 정해지고,The complex received signals inputted by (m + 4) bits are held in sequence at each latch 114, and the adder 115 adds three consecutive data in sequence of the circuit output signal shown in FIG. . If the maximum amplitude is input to the ADC, the number of bits naturally increases to become (m + 6) bits. The addition of the received signal cancels the quantization noise and the white noise of the input noise, and the signal is almost tripled and the noise is multiplied by three times, so that the S / N is improved by 3 dB. The number of additions (COUNT) in the leakage means is determined by the sampling frequency (f s ) and the bandwidth (BW) of the receiving frequency.
으로 된다. (수식 1)의 조건을 만족하면 수신신호의 포락선이 재현된다.Becomes If the condition of Equation 1 is satisfied, the envelope of the received signal is reproduced.
제5도에 나타내는 구성은, 연속하는 3개의 수신신호를 순차로 가산하여 출력하기 위해 장방형 중첩 필터특성을 가지는 누적수단의 구성이다. 합 주파수 성분의 불필요한 주파수 성분을 저감하기 위해 제5도의 구성을 직렬로 2단 설치하고, 수신신호의 가산(누적)에 있어서 3각중첩을 부여하는 것과, 가산횟수를 전단, 후단으로 조정하여 프레임형태의 중첩으로 하는 것 등의 여러가지 방법이 생각된다. 어느 방법이라도 가산기만의 구성에 의해 각종 중첩의 부여를 실현할 수 있다. 제2도의 제1파형 변환수단(디지탈 승산기)(101)의 출력데이타를 Di(i는 샘플링 클럭신호의 번호)로 나타내면, (D1+D2+D3+D2+D3+D4+D3+D4+D5) = (D1+2D2+3D3+2D4+D5)로 된다. Di의 계수는 1,2,3,2,1로 3각 중첩을 나타내고 있다.The structure shown in FIG. 5 is a structure of the accumulating means which has a rectangular superposition filter characteristic in order to add and output three successive received signals sequentially. In order to reduce unnecessary frequency components of the sum frequency components, two stages of the configuration of FIG. 5 are provided in series, a triangular overlap is added in addition (cumulative) of the received signal, and the number of additions is adjusted to the front and rear stages. Various methods are conceivable, such as form superposition. In either method, the provision of various adders can be realized. When the output data of the first waveform converting means (digital multiplier) 101 of FIG. 2 is represented by Di (i is the number of the sampling clock signal), (D1 + D2 + D3 + D2 + D3 + D4 + D3 + D4 + D5). ) = (D1 + 2D2 + 3D3 + 2D4 + D5). The coefficient of Di is 1, 2, 3, 2, 1 showing triangular overlap.
제5도 구성의 누적수단에 의해 수신신호의 베이스밴드 신호가 얻어진다. 이 베이스밴드 신호를 사용해서 여러가지의 지연 처리를 행한다. 여기서는 복수방향 지연 처리수단(103)에 의해 목적포커스 위치와 각 초음파 진동자 사이의 거리차를 초음파가 전파하는 시간차를 시간, 위상 등으로 보정하고, 반사초음파의 파면을 맞추어 가산수단(105)에 의해 각 초음파 진동자에 의한 수신신호를 가산해서 포락선 변환수단(106)에 의해 수신신호의 포락선을 구해 수신 빔을 형성하는 신호로서 수신 빔 방향을 변화시켜 수신 빔을 형성하는 신호처리를 순차로 반복하여 수신 빔을 주사하고, DSC(디지탈 스캔 컨버터)(107)에 의해 표시수단(108)에 표시한다.The baseband signal of the received signal is obtained by the accumulating means of FIG. Various delay processing is performed using this baseband signal. Here, the multi-directional delay processing means 103 corrects the time difference in which the ultrasonic wave propagates the distance difference between the target focus position and each ultrasonic vibrator by time, phase, or the like, and adds it by the adding means 105 to fit the wavefront of the reflected ultrasonic wave. A signal is formed by adding the received signals by each ultrasonic vibrator to obtain an envelope of the received signal by the envelope converting means 106 to form a receive beam. The beam is scanned and displayed on the display means 108 by the DSC (digital scan converter) 107.
제2도에 복수방향 지연 처리수단(103)의 구성예를 나타낸다. 본 구성예는, 누적수단(102)에 의해 처리된 수신신호를, 일단, 일시 기억수단(117)에 기억하고, 일시 기억제어수단(120)에 의해 동일한 수신신호(Ri)를 복수의 수신 빔 형성에 사용하기 위해 보존해 두고, 수신 빔 형성에 필요한 수신신호(Ri)를 일시 기억수단에서 출력하여, 복수의 수신 빔을 시계열로 형성 처리하는 예이다.2 shows an example of the configuration of the multi-directional delay processing means 103. In this configuration example, the reception signal processed by the accumulation means 102 is once stored in the temporary storage means 117, and the same reception signal Ri is received by the temporary storage control means 120 in a plurality of reception beams. This is an example in which the reception signal Ri necessary for formation of the reception beam is stored for output for use in the formation, and is output from the temporary storage means to form a plurality of reception beams in time series.
다음에, 본 발명의 제2실시에에 관한 복수빔 형성의 시퀸스를 설명한다. 제3도에 1회의 초음파 전송 후, 수신파 구경을 형성하는 각 포음파 진동자에 의해 얻어지는 수신신호로 부터 복수의 초음파 수신 빔을 형성하는 처리를 행하고, 다른 2 방향으로 수신 빔을 형성하는 시퀸스 예를 나타낸다. 제3도에서는, 제4채널을 예로 들어 각 처리수단의 출력타이밍을 나타내고 있지만, 다른 채널에 대해서도 같은 형태이다. 제2도의 H 점(ADC의 샘플링 클럭)에 샘플링 클럭(Sck)신호가 출력된다. 샘플링 클럭(Sck)의 상승(화살표) 시점에서 ADC는 샘플링 동작한다. 전체의 시스템은 샘플링 클럭(Sck)과 동기한 시스템 클럭으로 동작한다. 화살표의 시점에서 수신신호가 ADC에 의해 샘플링 되고, 제1파형 변환수단(Digital Mixer)(101)에 의해 베이스밴드와 합 주파수 성분으로 변환된 신호를 D1, D2, D3,...(각각은 진폭이 샘플링 클럭신호의 상승마다 양자화된 수신신호이고, 제4도의 예에서는 베이스밴드와 합 주파수 성분으로 변환된 신호 Di는 (m + 4)비트의 진폭이다)으로 나타내면, 누적수단(102)에 의해, 예를들면 제5도 구성의 경우는 누적수단(102)의 출력(B)은 (D1+D2+D3) = R1(D2+D3+D4) = R2,..로 되어, 샘플링 클럭신호 3개에서 가산되는 수신신호(Di)가 갖추어져 가산되는 가산결과가 출력된다.Next, a sequence of multiple beam formation according to the second embodiment of the present invention will be described. Example of a sequence of forming a plurality of ultrasonic receiving beams from the received signals obtained by the respective acoustic wave vibrators forming the receiving wave aperture after one ultrasonic transmission in FIG. 3 and forming the receiving beams in two different directions. Indicates. In FIG. 3, the output timing of each processing means is shown by taking the fourth channel as an example, but the same applies to the other channels. The sampling clock Sck signal is output to the H point (sampling clock of ADC) of FIG. The ADC operates sampling at the time of rising (arrow) of the sampling clock Sck. The whole system operates at the system clock synchronized with the sampling clock Sck. At the time of the arrow, the received signal is sampled by the ADC, and the signals converted into baseband and sum frequency components by the first waveform converting unit 101 are converted into D1, D2, D3, ... (each If the amplitude is a received signal quantized for each rise of the sampling clock signal, and the signal Di converted into the baseband and sum frequency components in the example of FIG. 4 is represented by (m + 4) amplitude, the accumulation means 102 For example, in the case of the configuration of FIG. 5, the output B of the accumulating means 102 becomes (D1 + D2 + D3) = R1 (D2 + D3 + D4) = R2, ... and the sampling clock signal. The reception result Di added in three is prepared and the addition result added is output.
누적 처리수단의 출력(R1,R2,R3,...Ri)은, 합 주파수 성분이 필터링에 의해 억제되는 결과, 실질적으로 베이스밴드 신호로 되어 있다. 이 베이스밴드 신호는 일시 기억수단(117)에 기억된다. 여기서, 시스템 클럭신호 1개걸러 다른 방향으로 각각 수신빔을 형성하는 것을 생각한다. 예를들면, 우수번째에서 a방향의 수신 빔(a 빔)을, 기수번째에서 b방향의 수신 빔(b 빔)을 각각 형성한다. 기준채널(여기서는 기준채널을 수파 구경을 구성하는 복수 채널중 중심채널)의 a 빔의 1번째 수신신호와 가산해야할 수신신호가 R2, 기준채널의 다음 수신신호가 b 빔용의 1번째 수신신호이고, 이 b빔용의 1번째 수신신호에 가산해야할 수신신호가 R1이라 한다. 여기서, 누적수단(102)출력의 수신신호의 줄에 대해서 빔 형성에 사용하는 수신신호의 순서가 R2, R1으로 역전한다. 그 때문에, 일시 기억수단(117)에 일단누적수단의 출력신호를 기억하고, 예를들면 4번째 시스템 클럭신호에서 일시 기억수단(117)으로부터 R2의 수신신호를 판독하고, 다음 시스템 클럭신호에서 R1의 수신신호를 판독하는 것에 의해 수신 빔을 형성하기 위해 필요한 수신신호를 필요한 순서로 일시 기억수단에서 꺼낸다. 일시 기억수단에서 출력된 수신신호에 위상보정신호 발생수단(121)에 의해 데이타(R2)에는 포커스단째의 a 빔 형성용의 위상보정 데이타(aF1)를 부여한다. 이렇게 각 방향의 수신 빔 형성에 필요한 신호 처리를 행하고, 데이타(Ri)를 일시 기억수단에서 순차로 출력하여 각 채널 신호의 순서, 신호의 지연을 보정한 순서를 유지하여 가산수단(105)에 의해 가산하고, 포락선 변환수단(106)에 의해 포락선을 구하고, 최후로 DSC(107)에 의해 시분할로 얻어진 복수 수신 빔을 동시에 표시부(108)에 화상 표시한다.The outputs R1, R2, R3, ... Ri of the accumulating processing means become a baseband signal substantially as a result of the sum frequency component being suppressed by the filtering. This baseband signal is stored in the temporary storage means 117. In this case, it is conceivable to form reception beams in different directions for every one system clock signal. For example, a reception beam (a beam) in the even-numbered a direction and a reception beam (b-beam) in the odd-numbered direction b are respectively formed. The first received signal of beam a of the reference channel (here, the center channel among the plurality of channels constituting the receiving aperture) is R2, the next received signal of the reference channel is the first received signal for the b beam, The received signal to be added to the first received signal for this b-beam is called R1. Here, the order of the reception signal used for beam formation is reversed to R2 and R1 with respect to the row of the reception signal of the accumulation means 102 output. Therefore, the output signal of the cumulative means is stored in the temporary storage means 117, for example, the received signal of R2 is read from the temporary storage means 117 in the fourth system clock signal, and R1 in the next system clock signal. By reading the received signal, the received signal necessary for forming the received beam is taken out from the temporary storage means in the required order. The phase correction signal generation means 121 adds the phase correction data aF1 for forming the a beam at the focus stage to the received signal output from the temporary storage means. In this way, the signal processing necessary for shaping the reception beams in each direction is performed, and the data Ri is sequentially output from the temporary storage means to maintain the order of the respective channel signals and the order of correcting the delay of the signals, by the adding means 105. In addition, an envelope is obtained by the envelope converting means 106, and the plurality of reception beams finally obtained by time division by the DSC 107 are displayed on the display unit 108 simultaneously.
제2도, 제3도에 나타낸 바와 같이, 누적 처리수단(102)의 출력(C)의 출력순서에 대해서 일시 기억수단의 출력이 R2,R1,R4...으로 출력순서가 변경되어 출력되고, 위상보정신호 발생수단(121)에 의해 R2에는 포커스 1단째의 a빔 형성용의 위상보정 데이타(aF1)를 준다.2 and 3, the output order of the temporary storage means is changed to the output order of R2, R1, R4 ... with respect to the output order of the output C of the cumulative processing means 102, and is outputted. The phase correction signal generating unit 121 gives R2 phase correction data aF1 for forming the a-beam of the first stage of focus.
다음의 R1에는 포커스 1단째의 B빔의 위상보정 데이타(bF1)를 준다. 제2파형 변환수단(118)에 의해 위상 회전이 처리되고, a 빔의 1번째 수신신호(a1), b 빔의 1번째 수신신호(b1), a 빔의 2번째 수신신호(a2)로,이하 순서대로 출력된다. 이 출력된 수신신호는 순서대로 메모리 같은 지연수단(119)에 기록된다. 지연시간처리를 행할 때 기준이 되는 채널 지연수단의 수신신호 출력에 맞추어 a1,b1,a2,...의 수신신호를 지연수단(119)에서 판독하는 것에 의해 시간지연을 부여할 수 있다. 예를들면, 제3도에서는 시스템 클럭 2개분의 시간지연을 수신신호에 부여한 예이고, 지연수단(119)의 출력은, 기준채널(제2채널)의 a 빔을 형성하는 수신신호 1번째인 a1이 6번째의 샘플링 클럭신호의 출력 시점에서 출력되어 있으므로, 지금까지 설명해온 본 채널(제4채널)에서는 a 빔을 형성하는 수신신호의 1번째인 a1도 6번째의 샘플링 클럭신호의 출력 시점에서 출력되고, 기준채널(제2채널)의 출력(a1)도 가산된다.Next to R1, phase correction data bF1 of the B beam of the first stage of focus is given. Phase rotation is processed by the second waveform converting means 118, and the first received signal a1 of the a beam, the first received signal b1 of the b beam, and the second received signal a2 of the a beam, It is output in the following order. The output signal is output in order to the delay means 119 such as a memory. In performing the delay time processing, the delay means 119 reads the received signals of a1, b1, a2, ... in accordance with the output of the received signal of the channel delay means, which is a reference, to impart a time delay. For example, in FIG. 3, the time delay for two system clocks is given to the received signal, and the output of the delay means 119 is the first received signal forming a beam of the reference channel (second channel). Since a1 is output at the time of outputting the sixth sampling clock signal, in this channel (fourth channel) described so far, a1, which is the first of the received signals forming the a beam, is also output at the sixth sampling clock signal. The output a1 of the reference channel (second channel) is also added.
따라서, 2클럭 늦추어 지연수단으로부터 출력하는 것으로, 2클럭으로 시간지연을 실현할 수 있는 것을 알 수 있다. 여기에서, 포커스단으로는, 포커스거리를 다이나믹하게 바꾸어 전체 심도(深度)에서 양호한 포커스를 얻기 위해 시간과 함께 포커스 데이타(지연수단(메모리)에서 판독한 데이타, 위상 회전 데이타)를 바꾸어 두고, 동일한 포커스 데이타의 구간을 『단』으로 정의한다. 이렇게, 복수방향 지연 처리수단(103)은 샘플링된 수신신호를 시분할로 처리하고, 복수의 수신 빔을 형성하기 위한 수신신호를 출력한다. 출력된 데이타를 가산수단(105)에 의해 수파 구경을 구성하는 전 채널에 대해서 가산하고, 이하, 상기와 같은 신호처리내용을 반복한다. 이렇게 해서 얻어진 복수 수신 빔을 나타내는 신호는 DSC(Digital Scan Converter)에 일단 기억해 두고, 이것을 복수 수신 빔으로서 표시수단에 동시에 나타낸다.Therefore, it can be seen that the time delay can be realized by two clocks by outputting from the delay means by delaying two clocks. Here, in the focus stage, the focus data (data read from the delay means (memory) and phase rotation data) are changed with time in order to dynamically change the focus distance and obtain a good focus at the entire depth. The interval of the focus data is defined as "stage". In this way, the multi-directional delay processing means 103 processes the sampled received signal by time division, and outputs a received signal for forming a plurality of receive beams. The added data is added to all the channels constituting the water wave aperture by the adding means 105, and the above-described signal processing contents are repeated. The signal indicative of the multiple reception beams thus obtained is once stored in the DSC (Digital Scan Converter) and simultaneously displayed on the display means as the multiple reception beams.
또한, 퍼스널컴퓨터에 의해 신호제어처리, 신호처리를 행하는 초음파 신호처리장치에서는 수신 빔의 처리를 행하는 처리, DSC의 처리내용을 디지탈 처리한다. 또한, 제3도에 나타내는 시퀸스는 LSI의 회로동작속의 제한으로부터 래치 등에 의해 타이밍 조정을 보통은 행하지만, 원리의 설명을 위해 이상동작으로 나타내고 있다.Further, in the ultrasonic signal processing apparatus which performs signal control processing and signal processing by a personal computer, digital processing is performed for processing for receiving beams and processing for DSC. In addition, the sequence shown in FIG. 3 normally performs timing adjustment by a latch or the like due to the limitation of the circuit operation speed of the LSI. However, the sequence is shown as an abnormal operation for explanation of the principle.
여기서, 하나의 수신 빔을 형성하는 수신신호의 데이타 형성주기를 보면, 예를들면 a 빔의 데이타는 a1,a2,a3이지만, 데이타의 형성주기는 Sck 의 2클럭이고, ADC 샘플링 주기의 2배로 되어 있고, 하나의 수신 빔을 형성하는 신호처리속도가 낮은 주파수로 되어 있는 것을 알 수 있다.Here, looking at the data formation period of the received signal forming one reception beam, for example, the data of the a beam is a1, a2, a3, but the data formation period is 2 clocks of Sck, twice the ADC sampling period. It can be seen that the signal processing speed forming one reception beam is at a low frequency.
제6도에 제2파형 변환수단(118)의 구성예를 나타낸다. 입력신호(실수부, 허수부)에 대해서 위상 회전량(Øn)이 90°어긋난 위상신호(cosØn,sinØn)를 승산기(116)에 의해 입력 복소신호의 각각에 곱하고, 가산기(115)에 의해 2개의 승산기의 출력을 가산하여 위상 회전을 행한다. 이때, 위상 회전량의 데이타는 제2도의 위상보정신호 발생부(121)에서 위상 회전량이 각 채널마다 입력된다. 제3도에서 설명하면 상술한 바와 같이,하나의 수신 빔을 다아니막하게 포커스되지만, 4개의 샘플링 클럭신호의 출력시점바다 포커스 위치를 교체하는 것으로 하고, 포커스 단을 F1,F2,...으로 한다 .6 shows an example of the configuration of the second waveform converting means 118. Input signal phase rotation for the (real part, imaginary part) (Ø n) is a 90 ° phase signal (cosØ n, sinØ n) shifted by multiplying each of the input complex signal by the multiplier 116, the adder 115 Adds the outputs of the two multipliers to perform phase rotation. At this time, the phase rotation amount data is input to each channel by the phase correction signal generator 121 of FIG. As illustrated in FIG. 3, as described above, one receiving beam is focused indefinitely, but the focus positions of the four sampling clock signals are replaced at the output time points of the four sampling clock signals. Shall be.
aF1으로는 a 빔의 포커스 1단째의 데이타를 의미한다. 4개째의 샘플링 클럭신호의 출력시점에서는 위상 회전 데이타는 aF1, 5개째의 샘플링 클럭신호의 출력시점에서는 b 빔의 포커스 1단째에서는 bF1, 6개째의 샘플링 클럭신호의 출력시점에서는 a 빔의 포커스 1단째에서는 aF1, 7개째의 샘플링 클럭신호의 출력시점에서는 b빔의 포커스 1단계에서 bF1, 8개째의 샘플링 클럭신호의 출력시점에서는 포커스 위치를 교체하고, a 빔의 포커스 2단째에서 aF2와 같이 위상 회전에 사용되는 포커스 데이타가 변경 제어된다.aF1 means data of the first stage of focus of the a beam. The phase rotation data is aF1 at the output point of the fourth sampling clock signal, the b beam is focused at the output point of the fifth sampling clock signal, bF1 is focused at the first stage, and the beam is focused at the output point of the sixth sampling clock signal. At the output stage of the aF1 and the seventh sampling clock signals, the focus positions are switched at the output stage of the bF1 and eighth sampling clock signals at the first stage of the b beam, and the phase is the same as the aF2 at the second stage of the focus of the a beam. The focus data used for rotation is changed and controlled.
다음에, 본 발명의 제3실시예에 대해서 설명한다.Next, a third embodiment of the present invention will be described.
제7도는 복수방향 지연 처리수단(103)의 다른 구성예를 나타내고, 지연수단(119)을 제2파형 변환수단(118)에 전단에 설치한 예이다. 제14도는 제7도에 나타낸 구성에 의해 1회의 초음파 송파 후, 수신 구경을 형성하는 각 초음파 진동자에 의해 얻어지는 수신신호로부터 복수의 초음파 수신 빔을 형성하는 처리를 행하고, 다른 방향으로 수신 빔을 형성하기 위한 시퀸스를 나타낸다(표기의 방법은 제3도와 같다). 제14도에서는 제4채널을 예로 들어 각 처리수단의 출력타이밍을 나타내고 있지만, 다른 채널에 대해서도 같다. 제14도에 나타낸 바와 같이, 누적수단의 출력수단을 지연시켜 수신 복수빔을 형성하는 수신신호의 선택을 행하여, 제2파형 변환수단으로 출력한다.7 shows another configuration example of the multi-directional delay processing means 103, and is an example in which the delay means 119 is provided at the front end of the second waveform conversion means 118. As shown in FIG. FIG. 14 shows a process of forming a plurality of ultrasonic receiving beams from received signals obtained by each ultrasonic vibrator forming a receiving aperture after one ultrasonic wave transmission by the configuration shown in FIG. 7, and forming receiving beams in different directions. The sequence for doing so is shown (the method of notation is the same as FIG. 3). In FIG. 14, the output timing of each processing means is shown using the fourth channel as an example, but the same applies to the other channels. As shown in Fig. 14, the output means of the accumulating means is delayed to select the received signal to form the received multiple beams and output to the second waveform converting means.
누적 처리수단의 출력(R1,R2,R3,...Ri,...)은 지연수단(메모리)(119)에 기억된다. 지연 수단(119)에서 데이타의 판독시에 기준채널(제2채널)과의 지연시간을 보정하고, 또 시스템 클럭(Sck)의 우서번째에서 a 방향의 수신 빔(a 빔)을, 기수번째에서 b 방향의 수신 빔(b 빔)을 형성한다. 기준채널(제2채널)에 대해서 a 빔에는 2개의 시스템 클럭분의 시간지연, b 빔에서는 4개의 시스템 클럭분의 시간지연이 각각 필요한 경우, 제14도와 같이, a 빔에는 R2를 2개 시스템 클럭분의 시간만큼 지연시켜 판독하고, b 빔에서는 R1을 4개 시스템 클럭분의 시간만큼 지연시켜 판독하며, 각각의 수신 빔마다 지연을 실현한다. 지연된 신호에 위사보정 데이타를 곱하여 위상보정(위상 회전)하고, 정밀도가 양호한 지연 처리가 이루어진 결과가 순차로 출력된다. 지연수단(메모리)(119)에서 순차로 출력된 수신신호는 각 채널의 수신 빔의 형성 순서, 가산해야할 지연 보정된 각 채널의 수신신호의 순서를 유지하여 가산수단(105)에 의해 가산하고, 포락선 변환수단(106)에 의해 포락선을 구하고, 최후에 DSC(107)에 의해 시분할로 얻어진 복수의 수신 빔을 동시에 표시부(108)에 화상 표시한다. 이렇게 해서 1회의 초음파 송파 후, 수신 구경을 형성하는 각 초음파 진동자에 의해 얻어지는 수신신호로부터 복수의 초음파 수신 빔을 형성하는 처리를 행하고, 하나의 채널에서 복수의 수신 빔을 시분할로 형성할 수 있다. 이 조작을 반복하고, 빔을 주사하여 화상을 얻는다. 또, 지연수단(메모리)으로부터의 데이타의 판독타이밍은 지연제어수단(122)에 의해 제어된다.The outputs R1, R2, R3, ... Ri, ... of the accumulating processing means are stored in the delay means (memory) 119. The delay means 119 corrects the delay time with the reference channel (the second channel) when reading data, and then receives the reception beam (a beam) in the right-most to a-direction of the system clock Sck in the odd order. A reception beam (b beam) in the b direction is formed. If a time delay of two system clocks is required for a reference beam (a second channel) and four system clocks are required for a b beam for a reference channel (second channel), as shown in FIG. The delay is read by the clock time, the b beam is read by delaying the R1 by the time of four system clocks, and a delay is realized for each received beam. The result is obtained by multiplying the delayed signal by the weft correction data and performing phase correction (phase rotation), and performing a delay processing with good precision. The received signals sequentially output from the delay means (memory) 119 are added by the adding means 105 while maintaining the order of formation of the reception beams of each channel, the order of the received signals of the delay-corrected channels to be added, An envelope is obtained by the envelope converting means 106, and a plurality of reception beams obtained by time division by the DSC 107 are displayed on the display unit 108 simultaneously. In this way, after one ultrasonic wave transmission, a process of forming a plurality of ultrasonic receiving beams from the received signals obtained by the respective ultrasonic vibrators forming the receiving aperture can be performed, and a plurality of receiving beams can be formed by time division in one channel. This operation is repeated and an image is obtained by scanning a beam. In addition, the read timing of data from the delay means (memory) is controlled by the delay control means 122.
제8도는 참조하여 수신신호에 중첩하여 초음파 빔의 불필요한 응답을 감소하는, 제4실시예의 구성을 설명한다. 복수방향 지연 처리수단(103)의 출력에 중첩승산기(124)를 각 채널에 배치하고 있다. 중첩데이타 발생수단(123)에 의해 중첩 데이타가 각 채널에 입력되어, 불필요한 응답이 작은 양호한 수신빔이 형성된다.8 illustrates the configuration of the fourth embodiment in which the unnecessary response of the ultrasonic beam is reduced by superimposing on the received signal with reference. An overlap multiplier 124 is arranged in each channel at the output of the multi-directional delay processing means 103. The superimposition data is input to each channel by the superimposition data generating means 123, so that a good reception beam with a small unnecessary response is formed.
제9도는 제5실시에의 구성을 나타낸다. 본 실시예에서는 미리 설정한 초점 데이타에 대해서 생체내의 음속분포의 불균일에 의해 발생하는 초점의 흐림을, 각 채널의 지연 처리된 복소 수신신호로부터 각 채널 사이에서의 위상오차를 위상 곱셈 또는 상호상관에 의해 위상차를 검출하는 위상오차 검출수단(125)에 의해 구하고, 수신 빔 형성제어수단(111)으로 위상차 및 위상차에 의해 변환된 시간차를 피드백하여 수신 빔 형성제어조건을 수정하여 상기의 초점 흐림을 보정한다.9 shows the configuration of the fifth embodiment. In this embodiment, the focal blur caused by the unevenness of sound velocity distribution in the living body with respect to the preset focus data is compared to the phase multiplication or cross-correlation between the delayed complex received signals of each channel and the respective channels. Obtained by the phase error detecting means 125 for detecting the phase difference, and feeding back the time difference converted by the phase difference and the phase difference to the receiving beam forming control means 111, correcting the reception beam forming control conditions to correct the focal blur. do.
제11도는 제6실시예의 구성을 나타낸다. 도플러(doppler)처리, 혈류의 2차원 칼라 표시인 CFM(칼라 플로우 매핑)처리에서는 통상 수신신호를 베이스밴드로 떨어뜨려 처리한다. 본 발명의 신호처리방법에서는 수신신호를 베이스밴드로 떨어뜨리고 있으므로, 그대로 MTI(고정물제거필터 : 호흡, 심장의 움직임 등에 의한 혈류 이외의 장기 등의 움직임은 0 주파수 부근의 저주파이고 아티팩트(artifact)로 되므로 하이패스 필터에 의해 수신신호와 저주파 성분을 제거한다)(128)를 통해서 CFM 처리수단(126), 도플러(DP) 처리수단(127)에 의해 혈류를 검출할 수 있다.11 shows the configuration of the sixth embodiment. In the Doppler process and the CFM (color flow mapping) process, which is a two-dimensional color display of blood flow, the received signal is dropped to the baseband and processed. In the signal processing method of the present invention, since the received signal is dropped to the baseband, the movement of organs other than the blood flow due to MTI (fixed material removal filter: respiration, movement of the heart, etc.) is low frequency near zero frequency and artifacts. Therefore, the blood flow can be detected by the CFM processing means 126 and the Doppler (DP) processing means 127 through the high pass filter to remove the received signal and the low frequency component.
이상 복수의 수신 빔 형성에 대해서 설명하였지만, 단일 수신 빔을 형성하는 경우, 누적 처리후의 신호처리를 1/m의 시스템 클럭으로 처리하여도 되고, ADC 샘플링 클럭과 동일한 속도의 시스템 클럭 그대로 처리하여도 상관없다. 이 누적 처리후 신호처리 속도의 변경은 빔 형성제어수단의 제어데이타의 변경에 의해 실현할 수 있다.Although the formation of a plurality of receive beams has been described above, in the case of forming a single receive beam, the signal processing after the cumulative processing may be processed by a system clock of 1 / m or may be processed as it is by the system clock of the same speed as the ADC sampling clock. Does not matter. The change of the signal processing speed after this cumulative processing can be realized by changing the control data of the beam forming control means.
또, 상기 실시예는 간단히 하기 위해 초음파 진동자에 1대 1로 수신 처리회로(수신채널)가 접속되는 섹터주사(섹터주사에서는 송수파 구경은 전 초음파 진동자에 의해 형성된다)를 본 발명의 일예로서 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 물론 아니다. 섹터주사 이외에, 예를들면 리니어, 콘벡스 등의 초음파 탐지기로서 송수파를 행하는 소자(초음파 진동자)를 선택하는 기능(송수파 구경선택)을 필요로 하는 구성의 초음파 장치에도 상기 각 실시예는 마찬가지로 적용 가능하다. 본 발명에서는 수신 처리회로의 수는 수신 구경을 형성하는 초음파 진동자의 수이면, 1회의 초음파 송파 후, 수신 구경을 형성하는 각 초음파 진동자에 의해 얻어지는 수신신호로부터 복수의 초음파 수신 빔을 형성하는 처리를 행할 수 있다.Incidentally, in the above embodiment, for the sake of simplicity, a sector scan in which a reception processing circuit (receive channel) is connected to the ultrasonic vibrator one-to-one (in sector scan, the water wave diameter is formed by all ultrasonic vibrators) is one example of the present invention. Although demonstrated, this invention is not limited to this of course. In addition to the sector scanning, for example, an ultrasonic detector such as linear or convex, the above-described embodiments are similarly applied to an ultrasonic apparatus that requires a function of selecting a device (ultrasound vibrator) that performs the wave (wavelength selection). Applicable In the present invention, if the number of the receiving processing circuits is the number of the ultrasonic vibrators forming the receiving aperture, the process of forming a plurality of ultrasonic receiving beams from the received signals obtained by each ultrasonic vibrator forming the receiving aperture after one ultrasonic wave transmission. I can do it.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28143795 | 1995-10-30 | ||
JP95-281437 | 1995-10-30 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR970022308A KR970022308A (en) | 1997-05-28 |
KR0162735B1 true KR0162735B1 (en) | 1999-05-01 |
Family
ID=17639164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019960048219A Expired - Fee Related KR0162735B1 (en) | 1995-10-30 | 1996-10-25 | Ultrasonic Signal Processing Equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR0162735B1 (en) |
-
1996
- 1996-10-25 KR KR1019960048219A patent/KR0162735B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR970022308A (en) | 1997-05-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5844139A (en) | Method and apparatus for providing dynamically variable time delays for ultrasound beamformer | |
US7508737B1 (en) | Ultrasound receive beamformer | |
US5203335A (en) | Phased array ultrasonic beam forming using oversampled A/D converters | |
US6494842B2 (en) | Ultrasound receive beamforming apparatus using multi stage delay devices | |
US5345426A (en) | Delay interpolator for digital phased array ultrasound beamformers | |
US7583214B2 (en) | Dynamic receive beamformer with oversampling for medical diagnostic ultrasound | |
EP0388215A2 (en) | Dynamically variable digital delay | |
JPS62280650A (en) | Ultrasonic signal delay method and device | |
JPH0856944A (en) | Ultrasonic wave beam former | |
JP2770391B2 (en) | Ultrasound imaging device | |
US5831168A (en) | Ultrasound signal processor | |
JPS6151560A (en) | Phase adjustment array device | |
US5477859A (en) | Ultrasound imaging system having spatial filtering preprocessor | |
JP4039642B2 (en) | Ultrasonic beam forming device | |
JP4825625B2 (en) | Ultrasonic diagnostic equipment | |
Song et al. | Ultrasonic dynamic focusing using an analog FIFO and asynchronous sampling | |
JPH03123879A (en) | Ultrasonic echo graph apparatus | |
EP1042985A1 (en) | Ultrasonic diagnosis device | |
JP2575603B2 (en) | Scanning device | |
US5515727A (en) | Ultrasound signal processor | |
KR0162735B1 (en) | Ultrasonic Signal Processing Equipment | |
JP3600994B2 (en) | Ultrasound diagnostic equipment | |
JP3498862B2 (en) | Receiving phasing circuit of ultrasonic equipment | |
JP3276503B2 (en) | Ultrasound diagnostic equipment | |
JP3253287B2 (en) | Ultrasound diagnostic equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 19961025 |
|
PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 19961025 Comment text: Request for Examination of Application |
|
PG1501 | Laying open of application | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 19980720 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 19980901 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 19980901 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration | ||
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20010827 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20020820 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20030820 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20040826 Start annual number: 7 End annual number: 7 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20050829 Start annual number: 8 End annual number: 8 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20060830 Start annual number: 9 End annual number: 9 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20070823 Start annual number: 10 End annual number: 10 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20080522 Start annual number: 11 End annual number: 11 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20090528 Start annual number: 12 End annual number: 12 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20100827 Start annual number: 13 End annual number: 13 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20110830 Start annual number: 14 End annual number: 14 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20120830 Start annual number: 15 End annual number: 15 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130830 Year of fee payment: 16 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20130830 Start annual number: 16 End annual number: 16 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140828 Year of fee payment: 17 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20140828 Start annual number: 17 End annual number: 17 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee | ||
PC1903 | Unpaid annual fee |