JPH0131155B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0131155B2 JPH0131155B2 JP58087997A JP8799783A JPH0131155B2 JP H0131155 B2 JPH0131155 B2 JP H0131155B2 JP 58087997 A JP58087997 A JP 58087997A JP 8799783 A JP8799783 A JP 8799783A JP H0131155 B2 JPH0131155 B2 JP H0131155B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- aperture
- sound speed
- interest
- partial
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 14
- 238000012285 ultrasound imaging Methods 0.000 claims description 3
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 13
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003094 perturbing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、超音波イメージング方式に関し、特
に補正された波面再投影による超音波イメージン
グ方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to ultrasound imaging systems, and more particularly to an ultrasound imaging method using corrected wavefront reprojection.
近年、開口合成と呼ばれる手法は医用超音波に
も応用されるようになつてきた。この手法の根幹
は、エコー波形の一斉受信やA/D変換、一時メ
モリ等もさることながら、再構成時(計算機援用
によると否とを問わず)とにかく再投影面の音響
学的ジオメトリーが元のそれと合致していること
が不可欠である。従来のこの種のイメージング方
法においては、画面に映つたイメージのピント乃
至見え具合が最良になるように再構成(逆投影に
よる)の時の設定音速をパラメータ1つで制御す
るようになつているが、これでは十分実用に耐え
る画像を得るには不十分であるという欠点があ
る。 In recent years, a method called aperture synthesis has come to be applied to medical ultrasound. The basis of this method is not only the simultaneous reception of echo waveforms, A/D conversion, and temporary memory, but also the acoustic geometry of the reprojection surface during reconstruction (whether computer-aided or not). It is essential that the In conventional imaging methods of this type, the set sound speed during reconstruction (by back projection) is controlled with a single parameter to maximize the focus and visibility of the image reflected on the screen. However, this method has the disadvantage that it is insufficient to obtain an image that is suitable for practical use.
問題は、イメージングされる空間の音速の平均
値がいくらであつたのかという点と、局所でそれ
がどのように分布していたのか、故に一方で波面
が合うように制御すると他方では合わないという
現象があるのか否か、又それがどの程度悪影響を
及ぼすかなどという点の2つに大別される。 The problem is what the average value of the sound speed was in the space being imaged, and how it was distributed locally.Therefore, if we controlled the wavefront so that it matched on one side, it would not match on the other. It can be broadly divided into two points: whether a phenomenon exists or not, and the extent to which it has an adverse effect.
しかし、後者の点に対しては現在のところ良い
解決策は見当たらない。それ故、少少なくとも前
者の点を完全に補正する必要があり、又、後者を
含めつつ、特に観察したいある一部でとにかく最
良のピントとなるように、且つこれが出来得れば
自動的に行われることが望まれている。 However, there is currently no good solution to the latter point. Therefore, it is necessary to completely correct at least the former point, and while including the latter, it is necessary to make sure that the part you want to observe in particular has the best focus, and if possible, it should be done automatically. It is hoped that this will be done.
本発明は、このような点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、観察したい部分に自動的にピン
トが合うような開口方式の超音波イメージング方
法を提供することにある。 The present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide an aperture-type ultrasonic imaging method that automatically focuses on a portion to be observed.
この目的を達成する本発明は、注目する小領域
D内におけるイメージのシヤープネスが最大とな
るようにまず全体の音速設定値を決めた後、部分
開口による小領域D内のイメージが最初に得られ
た前記小領域内のイメージと最大の相関値を有す
るように該部分開口にかかわる音速補正値を決定
し、而してかかる注目する部分開口が開口全体を
網羅する如くに移動及び寸法変更せられつつ全体
の開口の各部に対応する音速補正値の決定がなさ
れるようにしたことを特徴とするものである。 In order to achieve this object, the present invention first determines the overall sound velocity setting value so that the sharpness of the image within the small area D of interest is maximized, and then first obtains an image within the small area D using a partial aperture. A sound velocity correction value related to the sub-aperture is determined so as to have the maximum correlation value with the image in the small area, and the sub-aperture of interest is moved and resized so as to cover the entire aperture. The present invention is characterized in that the sound speed correction value corresponding to each part of the entire aperture is determined.
以下、図面を参照し本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.
先ず、本発明の原理的説明を第1図を参照して
行う。 First, the principle of the present invention will be explained with reference to FIG.
(1) まず、注目点TA(D)を横切るラインA―A′に
おける1次元イメージに着目する(第1図)。
ラインA―A′は必ずしもアレイトランスデユ
ーサTDの開口面と平行である必要はないが、
音線に平行となる方向は検出効果に乏しい故好
ましくない。(1) First, focus on the one-dimensional image along the line A-A' that crosses the point of interest TA(D) (Figure 1).
Although the line A-A' is not necessarily parallel to the aperture plane of the array transducer TD,
A direction parallel to the sound ray is not preferred because the detection effect is poor.
(2) ラインA―A′における全体の開口によるイ
メージのピントが最もシヤープになるように音
速設定値に対する補正量を決定する。(2) Determine the amount of correction for the sound speed setting value so that the focus of the image due to the entire aperture on line A-A' becomes sharpest.
ピントが最もシヤープになつたか否かの判別
は次の方式による。 The following method is used to determine whether or not the focus has become sharpest.
(イ) 輝度のピークになる個所のピーク値が最大
となつたか否かを検出して決定する。 (b) Detect and determine whether the peak value at the location where the brightness peaks has reached its maximum.
(ロ) 又は空間周波数の高域対中域の比が最大に
なる点を求めて決定する。 (b) Or, find and determine the point where the ratio of high to mid spatial frequencies is maximum.
(3) 次に、一応収束したイメージ中のラインA―
A′に沿う1次元イメージをテンプレートとし
て、部分開口CA,CB,…,CDの各々について、
その与えるイメージの中の同じ部分(A―A′)
の1次元像との相関値が最大になるように、小
領域Dから部分開口各々に至るまでの扇形の区
間の音速を修正する。(3) Next, line A in the image that has converged
Using the one-dimensional image along A' as a template, for each of the partial apertures C A , C B ,..., C D ,
The same part in the image it gives (A-A')
The sound velocity in the fan-shaped section from the small region D to each partial aperture is corrected so that the correlation value with the one-dimensional image of is maximized.
この修正は計算処理上では部分開口の各エレ
メントからの信号(図示しないメモリ内に格納
されている)の時間軸スケールフアクタを修正
することであり、小領域Dが相対的に開口まで
の距離に比較して余り大きくないものとすれ
ば、注目点TA(D)の前後のエコーが時間軸上の
どこにあるかを探査することと等価である。ス
ケールフアクタの変更に代えて、単に時間軸の
シフトのみを行つても略等価となる。 In calculation processing, this correction is to correct the time axis scale factor of the signal from each element of the partial aperture (stored in a memory not shown), and the distance of the small area D to the aperture is If it is not too large compared to , it is equivalent to searching where the echoes before and after the point of interest TA(D) are on the time axis. Instead of changing the scale factor, it is almost equivalent to simply shift the time axis.
(4) 次には、CA,CB,…,CDについて修正され
た音速若しくは時間軸シフトをもつて全体の開
口Cについてイメージを再度作り直す。(4) Next, recreate the image for the entire aperture C with the sound speed or time axis shift corrected for C A , C B , ..., C D .
この場合、時間軸シフトはエレメントの位置
誤差をも修正したことになつている点に注目し
ておきたい。 It should be noted that in this case, the time axis shift also corrects the element position error.
以上の手順により、シヤープなピントのイメー
ジが得られるが、人体においては、略一様な音速
Cや密度Pが最悪数%止りでわずかに摂動してい
るに過ぎないから、例えば2n個のエレメントから
なる開口であれば、これを2n/2個ずつのサブグル
ープに分割して2n/2回の部分修正をすれば、実質
上実用に耐えるシヤープなピントのイメージが得
られる。 By the above procedure, a sharply focused image can be obtained, but in the human body, the almost uniform sound speed C and density P are only slightly perturbed by a few percent at worst. If the aperture is made up of elements, by dividing it into subgroups of 2 n/2 elements and making partial corrections 2 n/2 times, it is possible to obtain a sharply focused image that is practically usable.
2n/2個以上の細かい分割エレメントによつて同
様に行つたとしても、各グループの各々のなすイ
メージと、全体の開口を寄与させて得られるイメ
ージとがあまりにボケる程度が違いすぎて(即
ち、得られる分解能の差異が大きすぎて)、効果
的にラインA―A′に関するラインイメージの相
関を論ずることができにくくなる。 Even if the same process was performed using 2 n/2 or more finely divided elements, the image formed by each group and the image obtained by contributing the overall aperture would be too different in degree of blur ( That is, the difference in resolution obtained is too large), making it difficult to effectively discuss the correlation of line images regarding line A-A'.
尚、前述したピントが最も良く合つたか否かの
判定方法は、イメージの周波数スペクトラムに注
目する一つの方法として自己相関の原点のピーク
の鋭さに注目して判定するようにしてもよい。即
ち、第2図に示すような自己相関波形の原点のピ
ーク波形に注目し、ピント合せの操作を行い、そ
れが第3図に示すように幅が広いときはピントが
ボケており、ある限界値Wよりも狭くなればピン
トが合つたものと判定してよい。 Note that the above-described method for determining whether or not the image is in focus may be determined by focusing on the sharpness of the peak at the origin of autocorrelation as one method of focusing on the frequency spectrum of the image. In other words, focus on the peak waveform at the origin of the autocorrelation waveform as shown in Figure 2, and perform focusing operations.If it is wide as shown in Figure 3, it is out of focus, and there is a certain limit. If it becomes narrower than the value W, it may be determined that the focus is in focus.
次に、本発明の超音波イメージング方法につい
て説明する。第4図は本発明の超音波イメージン
グ方法を実施するための超音波イメージング装置
の受波系を示す構成図である(送波系は省略され
ている)。第4図において、1は目的物体、21…
2oは目的物体1からのエコー信号を受ける振動
子アレイ、31…3oは個々の振動子からのエコー
信号を増幅する初段アンプアレイ、4は初段アン
プアレイ31…,3oの出力側を選択して次段に接
続するスイツチアレイ、5は補助可変デイレーラ
インアレイ、6はビームフオーマーである。7は
ビームフオーマー6からの信号を対数増幅、アナ
ログ・デイジタル変換等をして出力する信号処理
部、8はピント合わせにおける原始画像データを
記憶する多数の原始画像メモリ、9は画像処理・
比較・演算部、10は入出力ポート、11は画像
データを記憶する表示用画像メモリ、12は
CRT、その周辺回路等からなる表示部、13は
スキヤン動作を制御するコントローラ、14はピ
ント合わせを制御するコントローラ、15はキー
ボードである。コントローラ13は、スキヤン動
作のとき、ビームフオーマ6、画像処理・比較・
演算部9、表示用画像メモリ11等との間で直
接、制御信号の授受を行い(実線の信号ラインで
信号が授受される)、必要に応じてスイツチアレ
イ4、補助可変デイレーラインアレイ5、信号処
理部7、原始画像メモリ8等との間で制御信号の
授受を行うようになつている(点線の信号ライン
で信号が授受される)。コントローラ14は、ピ
ント合わせ動作のとき、コントローラ13の制御
の下で、スイツチアレイ4、補助可変デイレーラ
インアレイ5、ビームフオーマー6、原始画像メ
モリ8、画像処理・比較・演算部9等との間で、
直接、制御信号の授受を行うようになつている
(実線の信号ラインで信号が授受される)。 Next, the ultrasonic imaging method of the present invention will be explained. FIG. 4 is a block diagram showing a receiving system of an ultrasonic imaging apparatus for implementing the ultrasonic imaging method of the present invention (the transmitting system is omitted). In Figure 4, 1 is the target object, 2 1 ...
2 o is a transducer array that receives echo signals from the target object 1, 3 1 ... 3 o is a first-stage amplifier array that amplifies echo signals from individual transducers, and 4 is the output of the first-stage amplifier array 3 1 ..., 3 o. 5 is an auxiliary variable delay line array, and 6 is a beamformer. 7 is a signal processing unit that logarithmically amplifies the signal from the beamformer 6, performs analog-to-digital conversion, etc., and outputs the signal; 8 is a large number of original image memories that store original image data for focusing; 9 is an image processing unit;
10 is an input/output port, 11 is a display image memory for storing image data, and 12 is a comparison/calculation unit.
A display section consisting of a CRT, its peripheral circuits, etc., 13 a controller for controlling scanning operations, 14 a controller for controlling focusing, and 15 a keyboard. During the scan operation, the controller 13 controls the beam former 6, image processing/comparison/
Control signals are directly exchanged with the arithmetic unit 9, the display image memory 11, etc. (signals are exchanged with the solid signal line), and the switch array 4 and the auxiliary variable delay line array 5 are used as necessary. , the signal processing unit 7, the original image memory 8, etc. (signals are exchanged via dotted signal lines). During the focusing operation, the controller 14 controls the switch array 4, the auxiliary variable delay line array 5, the beamformer 6, the original image memory 8, the image processing/comparison/calculation unit 9, etc. under the control of the controller 13. Between the
Control signals are directly sent and received (signals are sent and received through the solid signal line).
以上の構成において、コントローラ13からの
制御信号に従つてスキヤンが行なわれる(スキヤ
ンそのものは公知の手法による)。スキヤンによ
つて得られたイメージデータは表示用画像メモリ
11に取り込まれた後、表示部12に送出され
る。これによりCRT上で画像表示が行なわれる。
一方、ピント合わせモードでは、コントローラ1
4からの制御信号に従つて、スイツチアレイ4、
補助可変デイレーラインライン5、ビームフオー
マ6、原始画像メモリ8等が動作し、前記の原理
的説明に基づく手順を実行する。即ち、ピント合
わせ開始の時点では、予め、目的物体1をスキヤ
ンして得たイメージが原始画像メモリ8に1枚分
画像データとして入つているものとする。又、そ
の中のどこの位置にピントを合わせるかについて
の指示も、コントローラ13からコントローラ1
4に対して与えられているものとする。ここで、
上記スキヤン時の設定音速、即ち、ビームフオー
マ6に必要なデイレーマツプを計算するために用
いられる音速値は、1540m/sec(通常よく用いら
れる音速)、又は、体温における水の音速が選ば
れている。この設定音速値を摂動するにあたり、
ビームフオーマ6、又は、補助可変デイレーライ
ンアレイ5のデイレー分布のいずれか一方、又
は、両方の制御データをその新しい音速値に応じ
て計算し直すことになる。そして、この試行によ
り、より良いピントが得られるかを実際に試して
みる。そのためには、前記の原理的説明にもあつ
たように、試行的に得たイメージから問題とする
深さで方位角方向に切つて見たデータ(1次元化
したデータ、即ちラインA―A′のデータ)を抽
出し、先のイメージから得た同じものとを比較し
て、よりシヤープになつたか否かを判断する。こ
れは、画像処理・比較・演算部9において、原始
画像メモリ8の内容を参照し実行される。コント
ローラ14は上記判断結果に基づき、試行すべき
摂氏量の決定、又は、打切りの決定をする。判断
手法は、先に説明した原理的説明に従つて行う
が、実際には、(イ)又は(ロ)のいずれかの観点からの
判断も大略同じ答えを出しているかをチエツクし
つつ実行することが好ましい。より具体的に説明
すると、(イ)の手法においては、注目領域内の孤立
した、小さく、かつ、周りより多少ともより強い
ターゲツトを探しだし、それに注目して、ピント
が合えば多数のエレメントの信号が位相が合うこ
とになるので、合成結果の振幅が大となる。従つ
て、この作業はイメージ上の点の輝度レベルに注
目しつつ、設定音速に関して、その極大点を探す
手続きとなる。一方、(ロ)の手法においては、特別
に上記のような孤立点を用いる必要はないが、1
次元イメージの空間フイルタ処理、即ち、核関数
(カーネル)とのコンボリユーシヨンが必要とな
る。又、(ロ)の手法においては、ピントがあまりに
ずれていると、イメージ自身のスペツクル性に邪
魔されて判断しにくいという言う難点があるの
で、粗調整を(イ)の手法で行つた後で微調整、又
は、収束の確認のために行うことが好ましい。フ
イルタの特性を規定するものとして、高域抽出用
と、中域抽出用の2つの核関数を用意する必要が
あるが、それは注目する領域における系の(全開
口を使用した状態での)方位分解能を単位とし
て、それを含み、その近傍の空間周波数のための
核関数と、それを含まない、より低域のための核
関数とが好適な一実施例を与える。これは開口寸
法と使用波長から理論的に推定される方位分解能
をそのまま採用してフイルタ用核関数を決定して
も実用上遜色ないフイルタが得られる。それを、
更に経験的に修正して用いても良いことは説明を
加えるまでもない。そして、(ロ)の手法は、結局こ
れら2つのフイルタ処理の結果に比べて、高域成
分のエネルギーを低域成分のそれで徐した値が極
大になるように試行、収束させることになる。 In the above configuration, scanning is performed according to a control signal from the controller 13 (the scanning itself is performed by a known method). Image data obtained by scanning is captured into a display image memory 11 and then sent to a display section 12. This causes the image to be displayed on the CRT.
On the other hand, in focusing mode, controller 1
According to the control signal from switch array 4,
The auxiliary variable delay line 5, the beam former 6, the original image memory 8, etc. operate to execute the procedure based on the above-mentioned principle explanation. That is, it is assumed that at the time of starting focusing, one image obtained by scanning the target object 1 is stored in the original image memory 8 as image data. In addition, instructions regarding which position to focus on are also transmitted from the controller 13 to the controller 1.
Assume that it is given for 4. here,
The set sound speed at the time of scanning, that is, the sound speed value used to calculate the delay map necessary for the beamformer 6, is 1540 m/sec (a commonly used sound speed) or the sound speed of water at body temperature. In perturbing this set sound speed value,
The control data for either or both of the beamformer 6 and the delay distribution of the auxiliary variable delay line array 5 will be recalculated according to the new sound speed value. Then, through this trial, we will actually try to see if we can obtain better focus. To do this, as mentioned in the principle explanation above, we need data (one-dimensional data, i.e., line A-A ′ data) and compare it with the same data obtained from the previous image to determine whether it has become sharper or not. This is executed in the image processing/comparison/calculation section 9 by referring to the contents of the original image memory 8. Based on the above judgment result, the controller 14 determines the amount of Celsius to be tried or decides to terminate the trial. The judgment method is performed according to the principle explanation explained earlier, but in reality, the judgment from either viewpoint (a) or (b) is performed while checking whether the answer is roughly the same. It is preferable. To explain more specifically, in method (a), an isolated, small, and more or less stronger target is found in the region of interest, and if the target is focused, many elements are Since the signals are in phase, the amplitude of the synthesis result becomes large. Therefore, this task is a procedure of looking for the maximum point regarding the set sound speed while paying attention to the brightness level of the point on the image. On the other hand, in the method (b), it is not necessary to use isolated points as mentioned above;
Spatial filtering of the dimensional image, ie convolution with a kernel, is required. Also, in the method (b), there is a problem that if the focus is too much, the specularity of the image itself will interfere and make it difficult to judge, so after making rough adjustments using the method (b), It is preferable to perform this for fine adjustment or confirmation of convergence. To define the characteristics of the filter, it is necessary to prepare two kernel functions, one for high-frequency extraction and one for middle-frequency extraction, but they are based on the orientation of the system (with full aperture) in the region of interest. One preferred embodiment is a kernel function for spatial frequencies in the vicinity of the resolution, which includes the resolution, and a kernel function for lower frequencies that does not include the resolution. This means that even if the azimuth resolution theoretically estimated from the aperture size and the wavelength used is directly used to determine the filter kernel function, a filter that is comparable in practical terms can be obtained. That,
There is no need to explain that it may be used after being modified empirically. In the method (b), compared to the results of these two filter processes, trials and convergence are performed so that the value obtained by dividing the energy of the high frequency component by that of the low frequency component becomes maximum.
次に、部分開口CA,CB〜CDに関する音速分布
の補正を行うことになるが、その手法の具体例を
示す。尚、ここでは、前提として前記までの手法
による一応のところ大過なく媒質に音速の分布は
ないとの仮定の範囲内でのピントは合つているも
のとし、その結果のイメージが参考用として、原
始画像メモリ11のどこかに入つているものとす
る。そこで、コントローラ14はスイツチアレイ
4を操作して各部分開口CA,CB〜CDが選択的に
採用されるようにして、各々にイメージをとり、
原始画像メモリ8の各部に収容する。これは全画
面を収容する必要はなく、ピントを合わせようと
する小領域Dの分のみで十分である。初回は何の
修正も補正もせずに先行する状態の設定のまま行
う。即ち、各部分開口は依然として、媒質の音速
分布はない(均一)と言う前提のビームフオーマ
ーミングデータで位相合成されている。このよう
にして得られた各部分開口のなすイメージは、エ
レメント数が少ないので比較用の開口全体を用い
て得たイメージより空間分解能はかなり劣るもの
となるが、いまだに比較用イメージとは良い相関
を呈する。そこで、両者ともA―A′の線上のデ
ータを抽出し、比較、即ち、相関関係を求める。
各部分開口のイメージに関する上記の相関値が得
られたら、各部分開口毎に設定音速を少し変えな
がら、その相関値がより向上するか否かを試行錯
誤的に求め、より向上する方向へ進める。この作
業のための音速設定の摂動はビームフオーマー6
の方を使用するわけにはゆかないので、補助可変
デイレライン5の方で行う。しかし、一々音速設
定値を修正しては、イメージ獲得を繰り返す代わ
りに、注目領域Dの寸法が開口からの距離に比し
て十分小さい場合には、設定音速の修正の結果、
変化するのは大まかには距離方向の相対位置のみ
であるとの単純化が可能であるから、結局、小領
域Dのイメージの各部分開口に関する獲得結果の
距離方向のずれ、又は、エコーの時間軸上でのず
れを発見することに等価である。よつて、設定音
速の変更修正はただ各部分開口の全体にわたる遅
延量の共通バイアスの変更修正による時間軸のシ
フトと等価となる。従つて、この場合、各部分開
口により得られた注目小領域Dのイメージの中の
断面A―A′をとる位置を音線方向に変更して、
参考用の全開口によるイメージのA―A′断面と
相関を求めることをもつてA―A′を固定してお
いて、設定音速、即ち、上記の遅延量の共通バイ
アス項を修正してエコーの時間軸をシフトしては
イメージ獲得を繰り返すことの代用とすることが
でき、より迅速に判断を行うことができる。勿
論、後者の方法を実行しても良いことは自明であ
る。このようにして、各部分開口の遅延修正値が
求まつたら、それを設定して、もう一度全開口に
よるイメージを取り直す。以下、この1工程のみ
で不十分なときは、再び(そうして得られた)こ
のイメージを参照用としてCA,CB〜CDに関する
修正項の求め直しを行い、又は必要回数これを繰
り返す。 Next, the sound velocity distribution regarding the partial apertures C A , C B to C D will be corrected, and a specific example of the method will be described. In this case, it is assumed that the method described above is able to focus within the range of the assumption that there is no distribution of sound speed in the medium without any major errors, and the resulting image is used as a reference. It is assumed that the image is stored somewhere in the original image memory 11. Therefore, the controller 14 operates the switch array 4 so that each of the partial openings C A , C B to C D is selectively adopted, and images are taken for each of them.
The images are stored in each part of the original image memory 8. It is not necessary to accommodate the entire screen, and only the small area D to be focused is sufficient. For the first time, the settings of the preceding state are used without any correction or correction. That is, each partial aperture is still phase-synthesized using beamforming data on the premise that there is no (uniform) sound velocity distribution in the medium. The image formed by each partial aperture obtained in this way has a much lower spatial resolution than the image obtained using the entire comparison aperture due to the small number of elements, but it still has a good correlation with the comparison image. exhibits. Therefore, data on the line A-A' is extracted for both and compared, that is, correlation is determined.
Once the above correlation values for the images of each sub-aperture are obtained, by slightly changing the set sound speed for each sub-aperture, determine through trial and error whether the correlation value can be further improved or not, and proceed in the direction of further improvement. . The perturbation of the sound speed setting for this task is the beamformer 6
Since it is not possible to use the auxiliary variable delay line 5. However, instead of repeating image acquisition by correcting the set sound speed one by one, if the size of the region of interest D is sufficiently small compared to the distance from the aperture, as a result of correcting the set sound speed,
It can be simplified to say that what changes is roughly only the relative position in the distance direction, so in the end, the difference in the distance direction of the acquired results for each subaperture of the image of the small area D, or the time of the echo. This is equivalent to finding a deviation on the axis. Therefore, changing and correcting the set sound speed is equivalent to simply shifting the time axis by changing and correcting the common bias of the delay amount throughout each partial aperture. Therefore, in this case, by changing the position of cross section A-A' in the image of the small area of interest D obtained by each partial aperture in the sound ray direction,
By determining the correlation with the A-A' cross-section of the full-aperture image for reference, A-A' is fixed, and the set sound speed, that is, the common bias term of the delay amount described above, is corrected and the echo is calculated. Shifting the time axis of the image can be used as a substitute for repeating image acquisition, and decisions can be made more quickly. Of course, it is obvious that the latter method may be used. Once the delay correction value for each partial aperture is determined in this way, it is set and the image with the full aperture is taken again. Below, if this one step is insufficient, use this image (obtained in this way) as a reference again to calculate the correction terms for C A , C B to C D , or repeat this as many times as necessary. repeat.
次に、先に戻つて全開口を用いた平均音速の設
定値の合わせ方に関する他の手法について説明す
る。これは前記の高域、中域比較法の変形版であ
るが、コンボリユーシヨンによるフイルタ法に代
替できる等価な手法として自己相関法がある。即
ち、規格化された自己相関の原点のピークの鋭さ
は、元のデータの高域成分の相対量を代弁するか
ら、フイルタの出力のパワーの比較の代わりにこ
の自己相関の原点のピークの鋭さを利用すること
ができる。単純なカーネルを用いたコンボリユー
シヨン演算に比べて自己相関は演算量が多く、困
難ではあるが、その専用の処理装置(LSIチツプ
の相関器)が利用できるときはこの方が簡単で、
処理速度の点でも好ましい場合があり得る。 Next, we will return to the beginning and explain another method of adjusting the set value of the average sound speed using the full aperture. This is a modified version of the above-mentioned high-range and mid-range comparison method, but there is an autocorrelation method as an equivalent method that can replace the filter method using convolution. In other words, the sharpness of the peak at the origin of the normalized autocorrelation represents the relative amount of high-frequency components of the original data, so instead of comparing the power of the filter output, the sharpness of the peak at the origin of this autocorrelation is can be used. Compared to convolution calculation using a simple kernel, autocorrelation requires a large amount of calculations and is difficult, but it is easier when a dedicated processing unit (LSI chip correlator) is available.
This may be preferable in terms of processing speed.
以上説明したように、本発明によれば、全開口
により同一のラインメージが前記イメージと最大
の相関値を有する如くに音速補正値をそれぞれ決
定し、これらの音速補正値をもつて再投影し全体
の開口についてイメージを再構成するようにした
ため、シヤープなピントのイメージを自動的に得
られる超音波イメージング方法を実現できる。 As explained above, according to the present invention, the sound velocity correction values are respectively determined so that the same line image has the maximum correlation value with the image by full aperture, and the sound velocity correction values are reprojected using these sound velocity correction values. Since the image is reconstructed for the entire aperture, it is possible to realize an ultrasonic imaging method that automatically obtains a sharply focused image.
第1図は開口と注目領域との関係を示す説明
図、第2図及び第3図はイメージの周波数スペク
トラムの自己相関波形の一例を示す波形図、第4
図は本発明の超音波イメージング方法を実施する
ための超音波イメージング装置の受波系を示す構
成図である。
TD……アレイトランスデユーサ、TD(D)……
注目点、D……小領域、C……全開口、CA,CB,
…,CD……部分開口。
Fig. 1 is an explanatory diagram showing the relationship between the aperture and the region of interest, Figs. 2 and 3 are waveform diagrams showing an example of the autocorrelation waveform of the frequency spectrum of an image, and Fig. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the aperture and the region of interest.
The figure is a configuration diagram showing a wave receiving system of an ultrasonic imaging apparatus for implementing the ultrasonic imaging method of the present invention. TD……Array transducer, TD(D)……
Point of interest, D...Small area, C...Full aperture, C A , C B ,
..., C D ...partial aperture.
Claims (1)
ープネスが最大となるようにまず全体の音速設定
値を決めた後、部分開口による小領域D内のイメ
ージが最初に得られた前記小領域内のイメージと
最大の相関値を有するように該部分開口にかかわ
る音速補正値を決定し、而してかかる注目する部
分開口が開口全体を網羅する如くに移動及び寸法
変更せられつつ全体の開口の各部に対応する音速
補正値の決定がなされるようにしたことを特徴と
する音速補正された波面再投影による超音波イメ
ージング方法。1. After first determining the overall sound speed setting value so that the sharpness of the image in the small region D of interest is maximized, the image in the small region D by the partial aperture is compared with the image in the small region obtained initially. A sound velocity correction value related to the partial aperture is determined so as to have the maximum correlation value, and the partial aperture of interest is moved and changed in size so as to cover the entire aperture, and corresponds to each part of the entire aperture. 1. An ultrasound imaging method using wavefront reprojection corrected for sound speed, characterized in that a sound speed correction value is determined.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58087997A JPS59212791A (en) | 1983-05-19 | 1983-05-19 | Ultrasonic imaging system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58087997A JPS59212791A (en) | 1983-05-19 | 1983-05-19 | Ultrasonic imaging system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59212791A JPS59212791A (en) | 1984-12-01 |
| JPH0131155B2 true JPH0131155B2 (en) | 1989-06-23 |
Family
ID=13930432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58087997A Granted JPS59212791A (en) | 1983-05-19 | 1983-05-19 | Ultrasonic imaging system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59212791A (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2656477B2 (en) * | 1986-11-17 | 1997-09-24 | 株式会社日立製作所 | Ultrasound diagnostic equipment |
| US5415173A (en) * | 1993-02-23 | 1995-05-16 | Hitachi, Ltd. | Ultrasound diagnosis system |
| DE60113982D1 (en) * | 2000-01-31 | 2006-02-23 | Tonni F Johansen | PHASE DEVIATION CORRECTION AND PULSE HORIZONTAL CORRECTION IN ULTRASONIC ECHOGRAPHY |
| JP5719098B2 (en) | 2008-05-26 | 2015-05-13 | 富士フイルム株式会社 | Ultrasonic diagnostic equipment |
| JP5690420B1 (en) * | 2014-03-13 | 2015-03-25 | 日立アロカメディカル株式会社 | Ultrasonic diagnostic equipment |
| JP6164652B2 (en) * | 2014-05-29 | 2017-07-19 | ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー | Ultrasonic diagnostic equipment |
| JP7259503B2 (en) * | 2019-04-12 | 2023-04-18 | 日本電気株式会社 | Sonar image processing device, sonar image processing method and program |
-
1983
- 1983-05-19 JP JP58087997A patent/JPS59212791A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59212791A (en) | 1984-12-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3950723A (en) | Sonar apparatus | |
| JP4426530B2 (en) | Ultrasonic imaging apparatus and ultrasonic imaging method | |
| JP2006204923A (en) | Coherence factor adaptive ultrasound imaging | |
| EP0642036B1 (en) | Ultrasonic diagnostic equipment | |
| JP4428477B2 (en) | Method and apparatus for rapid distributed calculation of time delay and apodization values for beamforming | |
| JP2001187054A (en) | Numerical optimization method of ultrasonic beam path | |
| JP2002534184A (en) | Method and apparatus for coherence imaging | |
| JPH064074B2 (en) | Ultrasonic diagnostic device and sound velocity measuring method using the same | |
| KR100914572B1 (en) | Ultrasonic imaging apparatus | |
| US20070083109A1 (en) | Adaptive line synthesis for ultrasound | |
| JP4107840B2 (en) | Refraction delay error correction using an agile beamformer. | |
| JP6393824B2 (en) | Ultrasonic imaging apparatus and ultrasonic signal processing method | |
| EP2047802B1 (en) | Ultrasound diagnosis method and apparatus | |
| JPH10277042A (en) | Ultrasound diagnostic equipment | |
| JPH0131155B2 (en) | ||
| JP2005152625A (en) | System and method for forming ultrasonic image with diverse spatial synthesis | |
| US5476098A (en) | Partially coherent imaging for large-aperture phased arrays | |
| US5548561A (en) | Ultrasound image enhancement using beam-nulling | |
| KR100369955B1 (en) | An ultrasound imaging system for performing receiving focusing at points corresponding to display pixels and a method thereof | |
| JPH078492A (en) | Ultrasonic diagnostic equipment | |
| CN113143322B (en) | Ultrasonic imaging method, device, equipment and medium | |
| JPH10127634A (en) | Ultrasonic diagnostic system | |
| JPH11313823A (en) | Ultrasonic image device | |
| US20180214135A1 (en) | Sound speed calculation system and sound speed calculation method | |
| JP3643585B2 (en) | Ultrasonic image forming apparatus using combination of linear scanning and sector scanning |