JP2010017557A - 超音波データを処理する超音波システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】超音波映像を形成するのに必要なデータ処理を線形演算処理と非線形演算処理で区分し、超音波データに対して線形演算及び非線形演算処理を行う超音波システム及び方法を提供する。
【解決手段】本発明による超音波システムは、超音波映像を形成する複数の診断モードそれぞれに該当する線形演算情報を提供するマッピングテーブルを格納する格納部と、ユーザから診断モードの選択に該当するユーザ命令の入力を受けるように動作するユーザ入力部と、超音波信号を対象体に送信し前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して複数の超音波データを獲得するように動作する超音波データ獲得部と、前記ユーザ命令によって、前記マッピングテーブルを用いて前記複数の超音波データに線形演算のための線形演算行列を形成し、前記線形演算行列を用いた線形演算及び非線形演算を前記複数の超音波データに行うように動作するプロセッサとを備える。
【選択図】図1
【解決手段】本発明による超音波システムは、超音波映像を形成する複数の診断モードそれぞれに該当する線形演算情報を提供するマッピングテーブルを格納する格納部と、ユーザから診断モードの選択に該当するユーザ命令の入力を受けるように動作するユーザ入力部と、超音波信号を対象体に送信し前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して複数の超音波データを獲得するように動作する超音波データ獲得部と、前記ユーザ命令によって、前記マッピングテーブルを用いて前記複数の超音波データに線形演算のための線形演算行列を形成し、前記線形演算行列を用いた線形演算及び非線形演算を前記複数の超音波データに行うように動作するプロセッサとを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、超音波システムに関し、線形演算と非線形演算を区分して超音波データを処理する超音波システム及び方法に関する。
超音波システムは、無侵襲及び非破壊特性を有しており、対象体内部の情報を得るための医療分野に広く用いられている。超音波システムは、対象体を直接切開して観察する外科手術の必要なく、対象体内部組織の高解像度の映像を医師に提供することができるので、医療分野に非常に重要なものとして用いられている。
一般に、超音波システムは超音波プローブ(probe)、ビームフォーマ(beam former)、データ処理部、スキャン変換部及びディスプレイ部を備える。超音波プローブは、超音波信号を対象体に送信して対象体から反射される超音波信号(即ち、超音波エコー信号)を受信して受信信号を形成する。超音波プローブは、超音波信号と電気信号を相互変換するように動作する少なくとも一つの変換素子(transducer element)を含む。ビームフォーマは、超音波プローブから提供される受信信号をアナログ/デジタル変換した後、各変換素子の位置及び集束点を考慮してデジタル信号を時間遅延させ、時間遅延されたデジタル信号を合算して超音波データ(即ち、RFデータ)を形成する。データ処理部は、超音波映像を形成するのに必要な多様なデータ処理を超音波データに行う。スキャン変換部は、データ処理された超音波データがディスプレイ部のディスプレイ領域にディスプレイできるように超音波データにスキャン変換を行う。ディスプレイ部は、スキャン変換された超音波データを超音波映像で画面上にディスプレイする。
従来は、TGC(Time gain compensation)処理、複数のFIR(finite impulse response)フィルタリング処理、複数のデシメーション(decimation)処理、I/Q(in−phase/quadrature−phase)データ形成処理、圧縮処理などのデータ処理とスキャン変換を超音波データに順次行う。これによって多量の超音波データを処理するのにかなりの時間が要されるだけでなく、フレームレートが低下する問題がある。
本発明は、超音波映像を形成するのに必要なデータ処理を線形演算処理と非線形演算処理に区分し、超音波データに対して線形演算及び非線形演算処理を行う超音波システム及び方法を提供する。
また、本発明は行列を用いて超音波データに対して線形演算処理を行う超音波システム及び方法を提供する。
本発明による超音波システムは、超音波映像を形成する複数の診断モードそれぞれに該当する線形演算情報を提供するマッピングテーブルを格納する格納部と、ユーザから診断モードの選択に該当するユーザ命令の入力を受けるように動作するユーザ入力部と、超音波信号を対象体に送信し前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して複数の超音波データを獲得するように動作する超音波データ獲得部と、前記ユーザ命令によって、前記マッピングテーブルを用いて前記複数の超音波データに線形演算のための線形演算行列を形成し、前記線形演算行列を用いた線形演算及び非線形演算を前記複数の超音波データに行うように動作するプロセッサとを備える。
また、本発明による超音波データ処理方法は、a)超音波映像を形成する複数の診断モードそれぞれに該当する線形演算情報を提供するマッピングテーブルを格納部に格納する段階と、b)ユーザから診断モードの選択に該当するユーザ命令の入力を受ける段階と、c)超音波信号を対象体に送信し前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して複数の超音波データを獲得する段階と、d)前記ユーザ命令によって、前記マッピングテーブルを用いて前記複数の超音波データに線形演算のための線形演算行列を形成し、前記線形演算行列を用いた線形演算及び非線形演算を前記複数の超音波データに行う段階とを備える。
本発明は、線形演算と非線形演算とを区分し、超音波データに行われる線形演算の過程を1回または2回の行列演算で行うことができ、超音波データの処理速度及びフレームレートを向上させることができる。
また、本発明は、超音波データに対する線形演算及び非線形演算をGPUで行うことができ、超音波データの処理速度を向上させることができる。
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。本実施例で用いられた用語“対象体”は対象体内の反射体、反射体周辺の媒質などを全て含む。
<第1実施例>
図1は、本発明の第1実施例による超音波システム100の構成を示すブロック図である。超音波システム100は、ユーザ入力部110、超音波データ獲得部120、格納部130、プロセッサ140、ディスプレイ部150及び制御部160を備える。
図1は、本発明の第1実施例による超音波システム100の構成を示すブロック図である。超音波システム100は、ユーザ入力部110、超音波データ獲得部120、格納部130、プロセッサ140、ディスプレイ部150及び制御部160を備える。
ユーザ入力部110は、コントロールパネル(control panel)、マウス(mouse)、キーボード(keyboard)などで具現され、ユーザの命令の入力を受ける。本実施例でユーザ命令は対象体の超音波映像を形成する診断モードの選択を含む。一方、ユーザ命令は対象体の診断科目を示すアプリケーション(application)の選択、超音波プローブの選択などを含むことができる。
超音波データ獲得部120は、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波信号(即ち、超音波エコー信号)を受信して複数の超音波データを獲得する。
図2は、本発明の第1実施例による超音波データ獲得部120の構成を示すブロック図である。超音波データ獲得部120は送信信号形成部121、複数の変換素子(transducer element)(図示せず)を含む超音波プローブ122、ビームフォーマ(beam former)123及び超音波データ形成部124を備える。
送信信号形成部121は、変換素子の位置及び集束点を考慮し、超音波映像のフレームを得るための複数の送信信号を形成する。フレームは複数のスキャンラインからなる。また、超音波映像は対象体から反射される超音波エコー信号の反射係数を2次元の映像で示すBモード(brightness mode)映像、ドップラー効果(Doppler effect)を用いて動いている対象体の速度をドップラースペクトル(Doppler spectrum)で示すDモード(Doppler mode)映像、ドップラー効果を用いて動いている対象体と散乱体の速度をカラーで示すCモード(color mode)映像、対象体にストレスを加えない時と加える時の媒質の機械的な反応差を映像で示すE−モード(弾性モード)映像及び対象体から反射される超音波エコー信号の反射係数を3次元の映像で示す3D(3 dimentional)モード映像を含む。
超音波プローブ122は、送信信号形成部121から提供される送信信号を超音波信号に変換して対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して受信信号を形成する。超音波プローブ122は、送信信号形成部121から提供される複数の送信信号を用いて超音波信号の送信及び受信を繰り返し行い、複数の受信信号を形成する。本実施例で超音波プローブ122は、コンベックスプローブ(convex probe)、線形プローブ(linear probe)、3Dプローブ(3 dimensional probe)、トラペゾイダルプローブ(trapezoidal probe)、血管内超音波プローブ(IVUS probe)などで具現できる。
ビームフォーマ123は、超音波プローブ122から提供される複数の受信信号をアナログ/デジタル変換する。また、ビームフォーマ123は変換素子の位置及び集束点を考慮し、デジタル変換された複数の受信信号を受信集束して複数のデジタル受信集束ビームを形成する。本実施例でビームフォーマ123は、受信信号の処理速度を向上させるためにFPGA(field programmable gate array)またはASIC(application specific integrated circuit)で具現できる。
超音波データ形成部124は、ビームフォーマ123から提供される複数のデジタル受信集束ビームを用いて複数の超音波データを形成する。超音波データは、複数のスキャンラインそれぞれの位置情報、複数のスキャンラインそれぞれのサンプリング点の位置情報、サンプリング点におけるデータなどを含むRF(radio frequency)データを含む。
再び図1を参照すれば、格納部130は超音波データ獲得部120から提供される複数の超音波データをフレーム別に格納する。また、格納部130は診断モード別に超音波映像を形成するために複数の超音波データに行われる複数の線形演算に関する情報(以下、線形演算情報という)を格納する。線形演算はTGC(time gain compensation)処理、超音波データの量を調節するためのデシメーション(decimation)処理、I/Q(in−phase/quadrature−phase)データを形成するための直交ミキサ(quadrature mixer)処理、FIR(finite impulse response)フィルタ処理、クラッタフィルタ(clutter filter)処理、FFT(fast Fourier transform)処理、スキャン変換及び補間処理、レンダリング処理などを備える。線形演算情報はTGC処理のためのTGCパラメータ(即ち、利得パラメータ)、デシメーション処理のためのデシメーションパラメータ、直交ミキサ処理のための直交ミキサパラメータ、FIRフィルタ処理のためのFIRフィルタパラメータ、クラッタフィルタ処理のためのクラッタフィルタパラメータ、FFT処理のためのFFTパラメータ、スキャン変換及び補間処理のためのスキャン変換パラメータ、レンダリング処理のためのレンダリングパラメータなどを含む。一例として、格納部130は下記の表のように複数の診断モードそれぞれに該当する線形演算情報を提供するマッピングテーブルを格納する。
本実施例で格納部130は、フレーム別に複数の超音波データを格納する第1の格納部(図示せず)及びマッピングテーブルを格納する第2の格納部(図示せず)を備える。
プロセッサ140は、ユーザ入力部110からのユーザ命令によって、格納部130に格納されたマッピングテーブルを用いて複数の超音波データに線形演算を行うための行列(以下、線形演算行列という)を形成する。また、プロセッサ140は線形演算行列を用いた線形演算及び非線形演算を複数の超音波データに行う。ここで、非線形演算は包絡線検波処理、圧縮処理、自己相関(auto correlation)処理、アークタンジェント(arctan)処理、最小平均自乗(least mean square)処理、微分(differential)処理などを含む。本実施例でプロセッサ140はCPU(central processing unit)、FPGA, ASIC及びDSPチップ(digital signal processing chip)のうちのいずれか一つで具現できる。
図3は、本発明の第1実施例によるプロセッサ140の構成を示すブロック図である。プロセッサ140は超音波データ行列形成部141、第1の線形演算行列形成部142、第1の線形演算部143、非線形演算部144、第2の線形演算行列形成部145及び第2の線形演算部146を備える。
超音波データ行列形成部141は、複数の超音波データを用いて超音波データ行列(以下、第1の超音波データ行列という)を形成する。ここで、超音波データは超音波データ獲得部120から提供される超音波データまたは格納部130に格納された超音波データであっても良い。一方、第1の超音波データ行列はサンプリング点の数×スキャンラインの数のサイズを有する。
第1の線形演算行列形成部142は、格納部130に格納されたマッピングテーブルでユーザ入力部110から提供されるユーザ命令(即ち、診断モードの選択)に該当する第1の線形演算情報を抽出し、抽出された第1の線形演算情報を用いて第1の線形演算行列を形成する。一例として、ユーザ命令がBモードの選択の場合、第1の線形演算行列形成部142は、格納部130に格納されたマッピングテーブルでユーザ命令に該当する第1の線形演算情報、即ちTGCパラメータ、デシメーションパラメータ、FIRフィルタパラメータ及び直交ミキサパラメータを抽出する。第1の線形演算行列形成部142は、抽出されたパラメータを用いてTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列及び直交ミキサ行列を形成する。
本実施例でTGC行列、デシメーション行列、FIRフィルタ行列及び直交ミキサ行列は次の通り示すことができる。この時、行列のサイズはディスプレイ部150の画面解像度を考慮して変更され得る。
(1)TGC行列TMは、下記の通り対角行列で示すことができる。
(2)デシメーション行列DMは、下記の通り単位行列(unit matrix)でデシメーション率(decimation rate)の整数倍に該当する行が除去された行列で示すことができる。この時、行列のサイズはデシメーション後のサンプリング点の数×デシメーション前のサンプリング点の数である。
(3)FIRフィルタ行列FMは、下記の通りタップ(tap)数に該当する帯域幅を有する正方ハンド行列(square band matrix)で示すことができる。
(4)直交ミキサ行列QMは、下記の通り対角行列で示すことができる。
第1の線形演算行列形成部142はTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列及び直交ミキサ行列を線形演算、即ち行列演算(matrix multiplication)して第1の線形演算行列を形成する。
他の例として、ユーザ命令がDモードの選択の場合、第1の線形演算行列形成部142は格納部130に格納されたマッピングテーブルでユーザ命令に該当する第1の線形演算情報、即ちTGCパラメータ、デシメーションパラメータ、FIRフィルタパラメータ、直交ミキサパラメータ、クラッタフィルタパラメータ及びFFTパラメータを抽出する。第1の線形演算行列形成部142は、抽出されたパラメータを用いてTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列、直交ミキサ行列、クラッタフィルタ行列及びFFT行列を形成する。本実施例でクラッタフィルタ行列及びFFT行列は次の通り示すことができる。この時、行列のサイズはディスプレイ部150の画面解像度を考慮して変更され得る。
(1)クラッタフィルタ行列DMは、下記の通りIIRフィルタを示すテプリッツ行列(Toeplitz matrix)で示すことができる。
(2)FFT行列FFMは、下記のような行列で示すことができる。
第1の線形演算行列形成部142はTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列、直交ミキサ行列、クラッタフィルタ行列及びFFT行列を行列演算して第1の線形演算行列を形成する。
他の例として、ユーザ命令がCモードの選択の場合、第1の線形演算行列形成部142は格納部130に格納されたマッピングテーブルでユーザ命令に該当する第1の線形演算情報、即ちTGCパラメータ、デシメーションパラメータ、FIRフィルタパラメータ、直交ミキサパラメータ及びクラッタフィルタパラメータを抽出する。第1の線形演算行列形成部142は、抽出されたパラメータを用いてTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列、直交ミキサ行列及びクラッタフィルタ行列を形成する。第1の線形演算行列形成部142はTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列、直交ミキサ行列及びクラッタフィルタ行列を行列演算して第1の線形演算行列を形成する。ここで、C−モードにおけるクラッタフィルタ行列CCMは、下記の通りアンサンブルナンバー(ensemble number)またはパケットナンバー(packet number)に該当するサイズを有する行列で示すことができる。
前述した例ではユーザ命令がBモード、DモードまたはCモードの選択の場合を説明したが、これに局限されず、当業者であればユーザ命令がMモードまたは3Dモードの選択に対しても前述したように第1の線形演算行列を形成することができることを十分に理解することができるであろう。
第1の線形演算部143は、超音波データ行列形成部141から提供される第1の超音波データ行列と第1の線形演算行列形成部142から提供される第1の線形演算行列を線形演算(即ち、行列演算)して第2の超音波データ行列を出力する。例えば、第1の線形演算部143は第1の超音波データ行列(A)と第1の線形演算行列(B)に対し、行列演算(B×A)を行って第2の超音波データ行列(C=B×A)を出力する。
非線形演算部144は、第1の線形演算部143から提供される第2の超音波データ行列の複数の超音波データにユーザ入力部110からのユーザ命令に該当する非線形演算を行って第3の超音波データ行列を出力する。一例として、ユーザ命令がBモードまたは3Dモードの選択の場合、非線形演算部144は、第2の超音波データ行列の複数の超音波データに包絡線検波処理及び圧縮処理を行って第3の超音波データ行列を出力する。他の例として、ユーザ命令がDモードの選択の場合、非線形演算部144は第2の超音波データ行列の複数の超音波データに圧縮処理を行って第3の超音波データ行列を出力する。他の例として、ユーザ命令がCモードの選択の場合、非線形演算部144は第2の超音波データ行列の複数の超音波データに自己相関処理及びアークタンジェント処理を行って第3の超音波データ行列を出力する。他の例として、ユーザ命令がEモードの選択の場合、非線形演算部144は第2の超音波データ行列の複数の超音波データに自己相関処理、最小平均自乗処理及び微分処理を行って第3の超音波データ行列を出力する。
第2の線形演算行列形成部145は、格納部130に格納されたマッピングテーブルでユーザ入力部110からのユーザ命令に該当する第2の線形演算情報を抽出し、抽出された第2の線形演算情報を用いて第2の線形演算行列を形成する。一例として、ユーザ命令がBモード、Dモード、Cモード及びEモードのうちのいずれか一つの選択の場合、第2の線形演算行列形成部145は格納部130に格納されたマッピングテーブルでユーザ命令に該当する第2の線形演算情報、即ちスキャン変換パラメータを抽出し、抽出されたスキャン変換パラメータを用いてスキャン変換及び補間を行うための第2の線形演算行列を形成する。ここで、第2の線形演算行列SLMは下記の通り超音波プローブのジオメトリー(geometry)を考慮した行列で示すことができる。
他の例として、ユーザ命令が3Dモードの選択の場合、第2の線形演算行列形成部145は格納部130に格納されたマッピングテーブルでユーザ命令に該当する第2の線形演算情報、即ちレンダリングパラメータを抽出し、抽出されたレンダリングパラメータを用いてレンダリングを行うための第2の線形演算行列を形成する。
第2の線形演算部146は、非線形演算部144から提供される第3の超音波データ行列と第2の線形演算行列形成部145から提供される第2の線形演算行列の線形演算(即ち、行列演算)を行う。即ち、第2の線形演算部146は第3の超音波データ行列(C)と第2の線形演算行列(D)の行列演算(D×C)を行う。
再び図1を参照すれば、ディスプレイ部150はプロセッサ140で線形演算及び非線形演算された複数の超音波データを超音波映像として画面上にディスプレイする。
制御部160は、ユーザ入力部110からのユーザ命令によって超音波信号の送受信を制御し、超音波データの形成、線形演算及び非線形演算を制御する。また、制御部160は超音波映像のディスプレイを制御する。
前述した実施例では、第1の超音波データ行列に第1の線形演算を行った後、非線形演算を行い、第2の線形演算を行うものと説明したが、これに局限されない。他の実施例では第1の超音波データ行列に第1の線形演算及び第2の線形演算を行った後、非線形演算を行うことができる。他の実施例では第1の超音波データ行列に非線形演算を行った後、第1の線形演算及び第2の線形演算を行うことができる。
また、前述した実施例では第2の線形演算行列形成部145が超音波データ行列に対して超音波データ行列の列方向にスキャン変換を行う第2の線形演算行列を形成し、第2の線形演算部146が超音波データ行列と第2の線形演算行列の線形演算を超音波データ行列の列方向に行うものと説明したが、他の実施例では第2の線形演算行列形成部145が超音波データ行列に対して超音波データ行列の行方向にスキャン変換を行う第2の線形演算行列を形成し、第2の線形演算部146が超音波データ行列と第2の線形演算行列の線形演算を超音波データ行列の行方向に行うことができる。この時、超音波データ行列の行方向にスキャン変換を行う第2の線形演算行列SLMは下記のような行列で示すことができる。
<第2実施例>
図4は、本発明の第2実施例による超音波システム200の構成を示すブロック図である。超音波システム200はユーザ入力部210、超音波データ獲得部220、格納部230、プロセッサ240、ディスプレイ部250及び制御部260を備える。
図4は、本発明の第2実施例による超音波システム200の構成を示すブロック図である。超音波システム200はユーザ入力部210、超音波データ獲得部220、格納部230、プロセッサ240、ディスプレイ部250及び制御部260を備える。
ユーザ入力部210は、コントロールパネル(control panel)、マウス(mouse)、キーボード(keyboard)などで具現され、ユーザの命令の入力を受ける。ユーザ命令は、第1実施例におけるユーザ命令と同一なので詳細に説明しない。
超音波データ獲得部220は、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して複数の超音波データを獲得する。本実施例における超音波データ獲得部220は第1実施例における超音波データ獲得部120と同一なので詳細に説明しない。
格納部230は、超音波データ獲得部220から提供される複数の超音波データをフレーム別に格納する。また、格納部230は診断モード別に超音波映像を形成するために複数の超音波データに行われる複数の線形演算に関する線形演算情報を格納する。即ち、格納部230は複数の診断モードそれぞれに該当する線形演算情報を提供するマッピングテーブルを格納する。本実施例における線形演算及び線形演算情報は、第1実施例における線形演算及び線形演算情報と同一なので詳細に説明しない。本実施例で格納部230は複数の超音波データを格納するための第1の格納部(図示せず)及びマッピングテーブルを格納するための第2の格納部(図示せず)を備える。
プロセッサ240は、ユーザ入力部210からのユーザ命令によって、格納部230に格納されたマッピングテーブルを用いて複数の超音波データに線形演算を行うための線形演算行列を形成する。また、プロセッサ240は線形演算行列を用いた線形演算と非線形演算を複数の超音波データに行う。本実施例における非線形演算は第1実施例における非線形演算と同一なので詳細に説明しない。本実施例でプロセッサ240はCPU、FPGA、ASIC及びDSPチップのうちのいずれか一つで具現できる。
図5は、本発明の第2実施例によるプロセッサ240の構成を示すブロック図である。プロセッサ240は超音波データ行列形成部241、線形演算行列形成部242、線形演算部243及び非線形演算部244を備える。
超音波データ行列形成部241は、複数の超音波データを用いて第1の超音波データ行列を形成する。ここで、超音波データは超音波データ獲得部220から提供される超音波データまたは格納部230に格納された超音波データであっても良い。一方、第1の超音波データ行列はサンプリング点の数×スキャンラインの数のサイズを有する。
線形演算行列形成部242は、格納部230に格納されたマッピングテーブルでユーザ入力部210からのユーザ命令に該当する線形演算情報を抽出し、抽出された線形演算情報を用いて線形演算行列を形成する。一例として、ユーザ命令がBモードの選択の場合、線形演算行列形成部242は、格納部230に格納されたマッピングテーブルからユーザ命令に該当する線形演算情報、即ちTGCパラメータ、デシメーションパラメータ、FIRフィルタパラメータ、直交ミキサパラメータ及びスキャン変換パラメータを抽出する。線形演算行列形成部242は、抽出されたパラメータを用いてTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列、直交ミキサ行列及びスキャン変換行列を形成する。本実施例におけるTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列及び直交ミキサ行列は第1実施例におけるTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列及び直交ミキサ行列と同一で、本実施例でのスキャン変換行列は第1実施例における第2の線形演算行列と同一なので詳細に説明しない。線形演算行列形成部242はTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列、直交ミキサ行列及びスキャン変換行列を線形演算、即ち行列演算(matrix multiplication)して線形演算行列を形成する。
他の例として、ユーザ命令がDモードの選択の場合、線形演算行列形成部242は格納部230に格納されたマッピングテーブルでユーザ命令に該当する線形演算情報、即ちTGCパラメータ、デシメーションパラメータ、FIRフィルタパラメータ、直交ミキサパラメータ、クラッタフィルタパラメータ、FFTパラメータ及びスキャン変換パラメータを抽出する。線形演算行列形成部242は抽出されたパラメータを用いてTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列、直交ミキサ行列、クラッタフィルタ行列、FFT行列及びスキャン変換行列を形成する。本実施例におけるクラッタフィルタ行列及びFFT行列は、第1実施例におけるクラッタフィルタ行列及びFFT行列と同一なので詳細に説明しない。線形演算行列形成部242はTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列、直交ミキサ行列、クラッタフィルタ行列、FFT行列及びスキャン変換行列を線形演算(即ち、行列演算)して線形演算行列を形成する。
前述した例では、ユーザ命令がBモードまたはDモードの選択の場合、線形演算行列を形成することを説明したが、これに局限されず、当業者であればユーザ命令がCモード、Eモード及び3Dモードのうちのいずれか一つの診断モードの選択の場合にも前述したように線形演算行列を形成することができることを十分に理解することができるであろう。
線形演算部243は、超音波データ行列形成部241から提供される第1の超音波データ行列と線形演算行列形成部242から提供される線形演算行列を線形演算する。例えば、線形演算部243は第1の超音波データ行列(E)と線形演算行列(F)の行列演算(F×E)を行って第2の超音波データ行列(G=F×E)を出力する。
非線形演算部244は、線形演算処理部243から提供される第2の超音波データ行列の複数の超音波データに非線形演算を行う。一例として、ユーザ命令がB−モード及び3Dモードのうちのいずれか一つの選択の場合、非線形演算部244は第2の超音波データ行列の複数の超音波データに対して包絡線検波処理及び圧縮処理を行う。他の例として、ユーザ命令がDモードの選択の場合、非線形演算部244は第2の超音波データ行列の複数の超音波データに対して圧縮処理を行う。他の例として、ユーザ命令がCモードの場合、非線形演算部244は第2の超音波データ行列の複数の超音波データに対して自己相関処理及びアークタンジェント処理を行う。他の例として、ユーザ命令がEモードの場合、非線形演算処理部244は第2の超音波データ行列の超音波データに対して自己相関処理、最小平均自乗処理及び微分処理を行う。
前述した実施例では、超音波データ行列に線形演算を行った後、非線形演算を行うものと説明したが、他の実施例では超音波データ行列に非線形演算を行った後、線形演算を行うことができる。
再び図4を参照すれば、ディスプレイ部250はプロセッサ240で線形演算及び非線形演算された複数の超音波データを超音波映像として画面上にディスプレイする。
制御部260は、ユーザ入力部210からのユーザ命令によって超音波信号の送受信を制御し、超音波データの形成、線形演算及び非線形演算を制御する。また、制御部260は超音波映像のディスプレイを制御する。
<第3実施例>
図6は本発明の第3実施例による超音波システム300の構成を示すブロック図である。超音波システム300はユーザ入力部310、超音波データ獲得部320、格納部330、プロセッサ340、ディスプレイ部350及び制御部360を備える。
図6は本発明の第3実施例による超音波システム300の構成を示すブロック図である。超音波システム300はユーザ入力部310、超音波データ獲得部320、格納部330、プロセッサ340、ディスプレイ部350及び制御部360を備える。
ユーザ入力部310は、コントロールパネル(control panel)、マウス(mouse)、キーボード(keyboard)などで具現され、ユーザの命令の入力を受ける。本実施例におけるユーザ命令は、第1実施例におけるユーザ命令と同一なので詳細に説明しない。
超音波データ獲得部320は、超音波信号を対象体に送信して対象体から反射される超音波エコー信号を受信して複数の超音波データを獲得する。本実施例における超音波データ獲得部320は、第1実施例における超音波データ獲得部120と同一なので詳細に説明しない。
格納部330は、超音波データ獲得部320から提供される複数の超音波データをフレーム別に格納する。また、格納部330は診断モード別に超音波映像を形成するために複数の超音波データに行われる複数の線形演算に関する線形演算情報を格納する。線形演算はTGC(time gain compensation)処理、超音波データの量を調節するためのデシメーション(decimation)処理、I/Q(in−phase/quadrature−phase)データを形成するための直交ミキサ(quadrature mixer)処理、FIR(finite impulse response)フィルタ処理、クラッタフィルタ(clutter filter)処理、FFT(fast Fourier transform)処理などを含む。また、線形演算情報はTGC処理のためのTGCパラメータ(即ち、利得パラメータ)、デシメーション処理のためのデシメーションパラメータ、直交ミキサ処理のための直交ミキサパラメータ、FIRフィルタ処理のためのFIRフィルタパラメータ、クラッタフィルタ処理のためのクラッタフィルタパラメータ、FFT処理のためのFFTパラメータなどを含む。一例として、格納部330は下記の表のように複数の診断モードそれぞれに該当する線形演算情報を提供するマッピングテーブルを格納する。
本実施例で格納部330は、フレーム別に複数の超音波データを格納する第1の格納部(図示せず)及びマッピングテーブルを格納する第2の格納部(図示せず)を備える。
プロセッサ340は、ユーザ入力部310からのユーザ命令によって、格納部330に格納されたマッピングテーブルを用いて複数の超音波データに線形演算を行うための行列(以下、線形演算行列という)を形成し、線形演算行列を用いた線形演算及び非線形演算を複数の超音波データに行うと共に、線形演算及び非線形演算された複数の超音波データにスキャン変換またはレンダリングを行う。本実施例における非線形演算は第1実施例における非線形演算と同一なので詳細に説明しない。本実施例でプロセッサ340は第1のプロセッサ341及び第2のプロセッサ342を備える。
第1のプロセッサ341はCPU、FPGA、ASIC及びDSPチップのうちのいずれか一つで具現され、複数の超音波データを用いて超音波データ行列を形成し、超音波データ行列に線形演算及び非線形演算を行う。
図7は、本発明の第3実施例による第1のプロセッサ341の構成を示すブロック図である。第1のプロセッサ341は超音波データ行列形成部341a、線形演算行列形成部341b、線形演算部341c及び非線形演算部341dを備える。
超音波データ行列形成部341aは、複数の超音波データを用いて第1の超音波データ行列を形成する。ここで、超音波データは超音波データ獲得部320から提供される超音波データまたは格納部330に格納された超音波データであっても良い。一方、第1の超音波データ行列はサンプリング点の数×スキャンラインの数のサイズを有する。
線形演算行列形成部341bは、格納部330に格納されたマッピングテーブルでユーザ入力部310からのユーザ命令に該当する線形演算情報を抽出し、抽出された線形演算情報を用いて線形演算行列を形成する。一例として、ユーザ命令がBモードの選択の場合、線形演算行列形成部341bは格納部330に格納されたマッピングテーブルでユーザ命令に該当する線形演算情報、即ちTGCパラメータ、デシメーションパラメータ、FIRフィルタパラメータ及び直交ミキサパラメータを抽出する。線形演算行列形成部341bは抽出されたパラメータを用いてTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列及び直交ミキサ行列を形成する。本実施例におけるTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列及び直交ミキサ行列は第1実施例におけるTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列及び直交ミキサ行列と同一なので詳細に説明しない。線形演算行列形成部341bはTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列及び直交ミキサ行列を線形演算、即ち行列演算(matrix multiplication)して線形演算行列を形成する。
他の例として、ユーザ命令がDモードの選択の場合、線形演算行列形成部341bは格納部330に格納されたマッピングテーブルでユーザ命令に該当する線形演算情報、即ちTGCパラメータ、デシメーションパラメータ、FIRフィルタパラメータ、直交ミキサパラメータ、クラッタフィルタパラメータ及びFFTパラメータを抽出する。線形演算行列形成部341bは抽出されたパラメータを用いてTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列、直交ミキサ行列、クラッタフィルタ行列及びFFT行列を形成する。本実施例におけるクラッタフィルタ行列及びFFT行列は第1実施例におけるクラッタフィルタ行列及びFFT行列と同一なので詳細に説明しない。線形演算行列形成部341bはTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列、直交ミキサ行列、クラッタフィルタ行列及びFFT行列を線形演算(即ち、行列演算)して線形演算行列を形成する。
前述した例では、ユーザ命令がBモードまたはDモードの選択の場合、線形演算行列を形成するものと説明したが、これに局限されず、当業者であればユーザ命令がCモード、Eモード及び3Dモードのうちのいずれか一つの診断モードの選択の場合、前述したように線形演算行列を形成できることを十分に理解するであろう。
線形演算部341cは、超音波データ行列形成部341aから提供される第1の超音波データ行列と線形演算行列形成部341bから提供される線形演算行列を線形演算して第2の超音波データ行列を出力する。例えば、線形演算部341cは超音波データ行列(H)と線形演算行列(I)の行列演算(I×H)を行って第2の超音波データ行列(J=I×H)を出力する。
非線形演算部341dは、線形演算部341cから提供される第2の超音波データ行列にユーザ入力部310からのユーザ命令に該当する非線形演算を行う。一例として、ユーザ命令がBモードまたは3Dモードの選択の場合、非線形演算部341dは第2の超音波データ行列の複数の超音波データに対して包絡線検波処理及び圧縮処理を行う。他の例として、ユーザ命令がDモードの選択の場合、非線形演算部341dは第2の超音波データ行列の超音波データに対して圧縮処理を行う。他の例として、ユーザ命令がCモードの場合、非線形演算部341dは第2の超音波データ行列の超音波データに対して自己相関処理及びアークタンジェント処理を行う。他の例として、ユーザ命令がEモードの場合、非線形演算処理部341dは第2の超音波データ行列の複数の超音波データに対して自己相関処理、最小平均自乗処理及び微分処理を行う。
前述した実施例では、超音波データ行列に線形演算を行った後、非線形演算を行うものと説明したが、他の実施例では超音波データ行列に非線形演算を行った後、線形演算を行うことができる。
再び図6を参照すれば、第2のプロセッサ342はGPUで具現され、ユーザ入力部310からのユーザ命令によって線形演算及び非線形演算された複数の超音波データにデータ処理を行う。本実施例でデータ処理はスキャン変換及びレンダリングのうちのいずれか一つを含む。
図8は、本発明の第3実施例による第2のプロセッサ342の構成を示すブロック図である。第2のプロセッサ342はビデオメモリ342a、頂点初期化部342b、テクスチャデータ(texture data)形成部342c、データアップロード部342d及びデータ処理部342eを備える。
ビデオメモリ342aは、ディスプレイ部350の画面の複数のピクセルそれぞれに対応するピクセルデータ格納領域及び複数の格納領域を備える。即ち、第2のプロセッサ342で形成された各ピクセルデータはビデオメモリ342aの対応格納領域に格納されると同時にディスプレイ部350の画面上に表示される。従って、必要なビデオメモリ342aの容量はピクセルの数、診断モードによるデータフォーマットに依存する。例えば、640×480ピクセルの超音波映像を8ビットモードで表現するために必要な最小ビデオメモリ容量は640×480×8ビットである。データフォーマットは診断モードによって異なる。例えば、Bモードは8ビットデータフォーマットを有し、Cモードは16ビットデータフォーマットを有する。
頂点初期化部342bは、第1のプロセッサ341から複数の超音波データが入力されれば、ユーザ入力部310からのユーザ命令(即ち、診断モードの選択)によって複数の頂点(vertext)を用い、ディスプレイ部350の画面上に超音波映像がディスプレイされる位置を初期化させるための頂点情報を形成する。頂点初期化部342bは、3D API(application programming interface)で具現できる。図9を参照すれば、B−モード映像を形成する場合、頂点初期化部342bはBモード映像をなす頂点V1、V2、V3、V4それぞれの位置を初期化させる頂点情報を形成する。図9に示された頂点の数は例示であるだけで、実際には数十個の頂点を形成することができる。
超音波映像をビデオメモリ342aにアップロードするためには3Dグラフィックフォーマットのテクスチャを用いなければならない。テクスチャデータ形成部342cは、ユーザ入力部310からのユーザ命令(即ち、診断モードの選択)によって、図10に示された通り頂点初期化部342bで形成された頂点情報Aと第1のプロセッサ341で線形及び非線形演算された複数の超音波データBを結合してテクスチャデータCを形成する。例えば、DirectXを用いて8ビットデータフォーマットを有するBモード映像を形成する場合、8ビット専用フォーマットである「D3DFMT_L8」テクスチャデータを形成し、16ビットのC−モード映像を形成する場合、「D3DFMT_R5G6B5」テクスチャデータを形成する。3D APIに従ってテクスチャ形式が変わり得る。
データアップロード部342dは、ユーザ入力部310からのユーザ命令を分析し、ユーザ命令に該当する診断モードのデータフォーマットによってビデオメモリ342aの格納領域を割り当てる。この時、ビデオメモリ342aに割り当てられる格納領域は、テクスチャデータを格納するための格納領域とGPUの機能を行うためのコードデータ(シェーダコード、フィルタシェーダコード、カラーパレットデータ(Cモードの場合))などを格納するための格納領域を備える。また、データアップロード部342dはテクスチャデータ形成部342cから提供されるテクスチャデータとコードデータをビデオメモリ342aの該当格納領域にアップロードする。
データ処理部342eは、ユーザ入力部310からのユーザ命令によって、ビデオメモリ342aにアップロードされたシェーダコードを用いてテクスチャデータにデータ処理(スキャン変換またはレンダリング)を行う。データ処理部342eは、データ処理されたテクスチャデータにフィルタシェーダコード(filter shader code)を適用するフィルタリングを行ってピクセルデータを形成する。ピクセルデータはビデオメモリ342aの指定された領域に格納される。
再び図6を参照すれば、ディスプレイ部350はプロセッサ340で線形演算及び非線形演算された複数の超音波データを超音波映像として画面上にディスプレイする。即ち、ディスプレイ部350は第2のプロセッサ342で形成されたピクセルデータを超音波映像として画面上にディスプレイする。
制御部360は、ユーザ入力部310からのユーザ命令によって超音波信号の送受信を制御し、超音波データの形成、線形演算及び非線形演算を制御する。また、制御部360は超音波映像のディスプレイを制御する。
<第4実施例>
図11は、本発明の第4実施例による超音波システム400の構成を示すブロック図である。超音波システム400はユーザ入力部410、超音波データ獲得部420、格納部430、プロセッサ440、ディスプレイ部450及び制御部460を備える。
図11は、本発明の第4実施例による超音波システム400の構成を示すブロック図である。超音波システム400はユーザ入力部410、超音波データ獲得部420、格納部430、プロセッサ440、ディスプレイ部450及び制御部460を備える。
ユーザ入力部410は、コントロールパネル(control panel)、マウス(mouse)、キーボード(keyboard)などで具現され、ユーザの命令の入力を受ける。本実施例におけるユーザ命令は第1実施例におけるユーザ入力と同一なので詳細に説明しない。
超音波データ獲得部420は、超音波信号を対象体に送信して対象体から反射される超音波エコー信号を受信して複数の超音波データを獲得する。本実施例における超音波データ獲得部420は、第1実施例における超音波データ獲得部120と同一なので詳細に説明しない。
格納部430は、超音波データ獲得部420から提供される複数の超音波データをフレーム別に格納する。また、格納部430は診断モード別に超音波映像を形成するために複数の超音波データに行われる複数の線形演算に関する線形演算情報を格納する。即ち、格納部430は複数の診断モードそれぞれに該当する線形演算情報を提供するマッピングテーブルを格納する。本実施例における線形演算及び線形演算情報は第3実施例における線形演算及び線形演算情報と同一なので詳細に説明しない。本実施例で格納部430は複数の超音波データを格納するための第1の格納部(図示せず)及びマッピングテーブルを格納するための第2の格納部(図示せず)を備える。
プロセッサ440は、ユーザ入力部410からのユーザ命令によって、格納部430に格納されたマッピングテーブルを用いて複数の超音波データに線形演算を行うための行列(以下、線形演算行列という)を形成し、線形演算行列を用いた線形演算及び非線形演算を複数の超音波データに行うと共に、線形演算及び非線形演算された複数の超音波データにスキャン変換またはレンダリングを行う。本実施例における非線形演算は第1実施例における非線形演算と同一なので詳細に説明しない。本実施例でプロセッサ440は第1のプロセッサ441、第2のプロセッサ442及び第3のプロセッサ443を備える。
第1のプロセッサ441は、GPUで具現され、複数の超音波データを用いて超音波データ行列を形成し、格納部430に格納されたマッピングテーブルでユーザ入力部410からのユーザ命令に該当する線形演算情報を用いて超音波データ行列に線形演算を行うための線形演算行列を形成する。
図12は、本発明の第4実施例による第1のプロセッサ441の構成を示すブロック図である。第1のプロセッサ441はビデオメモリ441a、行列初期化部441b、テクスチャデータ形成部411c、データアップロード部441d及び行列形成部441eを備える。
ビデオメモリ441aは、ディスプレイ部450の画面の複数のピクセルそれぞれに対応するピクセルデータ格納領域をはじめとした複数の格納領域を備える。本実施例におけるビデオメモリ441aは第3実施例におけるビデオメモリ342aと同一なので詳細に説明しない。
行列初期化部441bは、複数の超音波データを用いて形成する超音波データ行列のサイズ及び元素を算出し、算出されたサイズ及び元素を含む行列情報(以下、第1の行列情報という)を形成する。この時、超音波データ行列はサンプリング点の数×スキャンラインの数のサイズを有する。また、行列初期化部441bは、ユーザ入力部410から提供されるユーザ命令を分析して、ユーザ命令に該当する線形演算情報を用いて形成する複数の行列それぞれのサイズ及び元素を算出し、算出されたサイズ及び元素を含む行列情報(以下、第2の行列情報という)を形成する。一例として、ユーザ命令がBモードの選択の場合、行列初期化部441bは線形演算情報(即ち、TGCパラメータ、デシメーションパラメータ、FIRフィルタパラメータ及び直交ミキサパラメータ)に該当するTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列及び直交ミキサ行列それぞれのサイズ及び元素を算出し、算出されたサイズ及び元素を含む第2の行列情報を形成する。本実施例におけるTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列及び直交ミキサ行列は第1実施例におけるTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列及び直交ミキサ行列と同一なので詳細に説明しない。
他の例として、ユーザ命令がDモードの選択の場合、行列初期化部441bは線形演算情報(即ち、TGCパラメータ、デシメーションパラメータ、FIRフィルタパラメータ、直交ミキサパラメータ、クラッタフィルタパラメータ及びFFTパラメータ)に該当するTGC行列、複数のデシメーション行列、複数のFIRフィルタ行列、直交ミキサ行列、クラッタフィルタ行列及びFFT行列それぞれのサイズ及び元素を算出し、算出されたサイズ及び元素を含む第2の行列情報を形成する。
前述した例では、ユーザ命令がBモードまたはDモードの選択の場合、第2の行列情報を形成するものと説明したが、これに局限されず、当業者であればユーザ命令がCモード、Eモード及び3Dモードのうちのいずれか一つの診断モードの選択の場合、前述したように第2の行列情報を形成できることを十分に理解するであろう。
テクスチャデータ形成部441cは、行列初期化部441bから提供される第1の行列情報を含むテクスチャデータ(以下、第1のテクスチャデータという)を形成する。また、テクスチャデータ形成部441cは、行列初期化部441bから提供される複数の第2の行列情報それぞれを含むテクスチャデータ(以下、第2のテクスチャデータという)を形成する。
データアップロード部441dは、ユーザ入力部410からのユーザ命令及びテクスチャデータ形成部441cからのテクスチャデータ(第1のテクスチャデータ及び複数の第2のテクスチャデータ)を分析し、ビデオメモリ441aの格納領域を割り当てる。この時、格納領域は第1のテクスチャデータを格納するための格納領域、複数の第2のテクスチャデータそれぞれを格納するための格納領域、行列形成部441eで形成される超音波データ行列を格納するための格納領域、行列形成部441eで線形演算(即ち、行列演算)された行列を臨時格納するための格納領域及び行列形成部441eで形成される線形演算行列を格納するための格納領域を備える。また、データアップロード部441dはテクスチャデータ形成部441cから提供されるテクスチャデータ(第1のテクスチャデータ及び複数の第2のテクスチャデータ)をビデオメモリ441aの該当格納領域にアップロードする。
行列形成部441eは、テクスチャデータ(第1のテクスチャデータ及び複数の第2のテクスチャデータ)がビデオメモリ441aにアップロードされれば、第1のテクスチャデータを用いて超音波データ行列を形成する。形成された超音波データ行列は、ビデオメモリ441aの該当格納領域に格納される。また、行列形成部441eは、アップロードされた複数の第2のテクスチャデータを用いて線形演算情報に該当する複数の行列それぞれを線形演算して線形演算行列を形成する。一例として、ユーザ命令がBモードの選択の場合、行列形成部441eはビデオメモリ441aにアップロードされたテクスチャテアデータを用いてTGC行列と第1のFIRフィルタ行列を線形演算して行列(以下、第1の行列という)を形成する。形成された第1の行列はビデオメモリ441aの臨時格納領域に格納される。続いて、行列形成部441eはビデオメモリ441aの臨時格納領域に格納された第1の行列と第1のデシメーション行列を線形演算して行列(以下、第2の行列という)を形成する。形成された第2の行列はビデオメモリ441aの臨時格納領域に格納される。続いて、行列形成部441eはビデオメモリ441aの臨時格納領域に格納された第2の行列と第2のFIRフィルタ行列を線形演算して行列(以下、第3の行列という)を形成する。行列形成部441eは、前記したような線形演算を順次行って線形演算行列を形成する。形成された線形演算行列はビデオメモリ441aの該当格納領域に格納される。
前述した例では、ユーザ命令がBモードの選択の場合、行列情報を形成するものと説明したが、これに局限されず、当業者であればユーザ命令がDモード、Cモード、Eモード及び3Dモードのうちのいずれか一つの診断モードの選択の場合にも前述したように行列情報を形成できることを十分に理解するであろう。
再び図11を参照すれば、第2のプロセッサ442はCPU、FPGA、ASIC及びDSPチップのうちのいずれか一つで具現され、第1のプロセッサ441からの超音波データ行列と線形演算行列を線形演算する。また、第2のプロセッサ442は線形演算された超音波データ行列の複数の超音波データにユーザ入力部410からのユーザ命令に該当する非線形演算を行う。
前述した実施例では、第2のプロセッサ442が超音波データ行列に線形演算を行った後に非線形演算を行うものと説明したが、他の実施例では第2のプロセッサ442が超音波データ行列に非線形演算を行った後に線形演算を行っても良い。
第3のプロセッサ443は、GPUで具現され、ユーザ入力部410からのユーザ命令によって線形演算及び非線形演算された複数の超音波データにデータ処理を行う。本実施例でデータ処理はスキャン変換及びレンダリングのうちのいずれか一つを含む。本実施例における第3のプロセッサ443は、第3実施例における第2のプロセッサ342と同一なので詳細に説明しない。
前述した実施例では、第1のプロセッサ441と第3のプロセッサ443とを別個に構成するものと説明したが、他の実施例では第1のプロセッサ441と第3のプロセッサ443を一つのGPUで構成しても良い。
ディスプレイ部450は、プロセッサ440で線形演算及び非線形演算された複数の超音波データを超音波映像として画面上にディスプレイする。即ち、ディスプレイ部450は第3のプロセッサ443で形成されたピクセルデータを超音波映像として画面上にディスプレイする。
制御部460は、ユーザ入力部410からのユーザ命令によって超音波信号の送受信を制御し、超音波データの形成、線形演算及び非線形演算を制御する。また、制御部460は、超音波映像のディスプレイを制御する。
<第5実施例>
図13は、本発明の第5実施例による超音波システム500の構成を示すブロック図である。超音波システム500は、ユーザ入力部510、超音波データ獲得部520、格納部530、プロセッサ540、ディスプレイ部550及び制御部560を備える。
図13は、本発明の第5実施例による超音波システム500の構成を示すブロック図である。超音波システム500は、ユーザ入力部510、超音波データ獲得部520、格納部530、プロセッサ540、ディスプレイ部550及び制御部560を備える。
ユーザ入力部510は、コントロールパネル(control panel)、マウス(mouse)、キーボード(keyboard)などで具現され、ユーザの命令の入力を受ける。本実施例におけるユーザ命令は、第1実施例におけるユーザ入力と同一なので詳細に説明しない。
超音波データ獲得部520は、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して複数の超音波データを獲得する。本実施例における超音波データ獲得部520は、第1実施例における超音波データ獲得部120と同一なので詳細に説明しない。
格納部530は、超音波データ獲得部520から提供される複数の超音波データをフレーム別に格納する。また、格納部530は診断モード別に超音波映像を形成するために複数の超音波データに行われる複数の線形演算に関する線形演算情報を格納する。即ち、格納部530は複数の診断モードそれぞれに該当する線形演算情報を提供するマッピングテーブルを格納する。本実施例における線形演算及び線形演算情報は、第3実施例における線形演算及び線形演算情報と同一なので詳細に説明しない。本実施例で格納部530は、複数の超音波データを格納するための第1の格納部(図示せず)及びマッピングテーブルを格納するための第2の格納部(図示せず)を備える。
プロセッサ540は、ユーザ入力部510からのユーザ命令によって、格納部530に格納されたマッピングテーブルを用いて複数の超音波データに線形演算を行うための行列(以下、線形演算行列という)を形成し、線形演算行列を用いた線形演算及び非線形演算を複数の超音波データに行うと共に、線形演算及び非線形演算された複数の超音波データにスキャン変換またはレンダリングを行う。本実施例における非線形演算は第1実施例における非線形演算と同一なので詳細に説明しない。本実施例でプロセッサ540は、GPUで具現される。
図14は、本発明の第5実施例によるプロセッサ540の構成を示すブロック図である。プロセッサ540はビデオメモリ541、行列初期化部542、テクスチャデータ形成部543、データアップロード部544、行列形成部545、線形演算部546、非線形演算部547及びデータ処理部548を備える。
ビデオメモリ541は、ディスプレイ部550の画面の複数ピクセルそれぞれに対応するピクセルデータ格納領域及び複数の格納領域を備える。本実施例におけるビデオメモリ541は、第3実施例におけるビデオメモリ342aと同一なので詳細に説明しない。
初期化部542は、ユーザ入力部510からのユーザ命令(即ち、診断モードの選択)によって複数の頂点(vertext)を用いてディスプレイ部550の画面上に超音波映像がディスプレイされる位置を初期化させるための頂点情報を形成する。本実施例における頂点情報は、第3実施例における頂点情報と同一なので詳細に説明しない。また、初期化部542は複数の超音波データを用いて形成する超音波データ行列のサイズ及び元素を算出し、算出されたサイズ及び元素を含む第1の行列情報を形成する。この時、超音波データ行列はサンプリング点の数×スキャンラインの数のサイズを有する。また、初期化部542はユーザ入力部510から提供されるユーザ命令を分析し、ユーザ命令に該当する線形演算情報を用いて形成する複数の行列それぞれのサイズ及び元素を算出し、算出されたサイズ及び元素を含む第2の行列情報を形成する。本実施例における第1及び第2の行列情報は、第4実施例における第1及び第2の行列情報と同一なので詳細に説明しない。
テクスチャデータ形成部543は、初期化部542から提供される第1の行列情報を含む第1のテクスチャデータを形成する。また、テクスチャデータ形成部543は、初期化部542から提供される複数の第2の行列情報それぞれを含む第2のテクスチャデータを形成する。また、テクスチャデータ形成部543は初期化部542から提供される頂点情報を含む第3のテクスチャデータを形成する。
データアップロード部544は、ユーザ入力部510からのユーザ命令及びテクスチャデータ形成部543からのテクスチャデータ(第1〜第3のテクスチャデータ)を分析し、ビデオメモリ541の格納領域を割り当てる。この時、格納領域は第1のテクスチャデータを格納するための格納領域、複数の第2のテクスチャデータそれぞれを格納するための格納領域、第3のテクスチャデータを格納するための第3格納領域、行列形成部545で形成される超音波データ行列を格納するための格納領域、行列形成部545で線形演算(即ち、行列演算)された行列を臨時格納するための格納領域、行列形成部545で形成される線形演算行列を格納するための格納領域、線形演算部546で線形演算された超音波データ行列を格納するための格納領域、非線形演算部547で非線形演算された超音波データ行列を格納するための格納領域、GPUの機能を行うためのコードデータ(シェーダコード、フィルタシェーダコード、カラーパレットデータ(Cモードの場合))などを格納するための格納領域などを備える。また、データアップロード部544はテクスチャデータ形成部543から提供されるテクスチャデータ(第1〜第3のテクスチャデータ)をビデオメモリ541の該当格納領域にアップロードする。
行列形成部545は、テクスチャデータ(第1のテクスチャデータ及び複数の第2のテクスチャデータ)がビデオメモリ541にアップロードされれば、第1のテクスチャデータを用いて第1の超音波データ行列を形成する。形成された第1の超音波データ行列はビデオメモリ541の該当格納領域に格納される。また、行列形成部545はアップロードされた複数の第2のテクスチャデータを用いて線形演算情報に該当する複数の行列それぞれを線形演算して線形演算行列を形成する。本実施例で線形演算行列は第4実施例で線形演算行列を形成する方法と同一の方法で形成されるので詳細に説明しない。形成された線形演算行列はビデオメモリ541の該当格納領域に格納される。
線形演算部546は、行列形成部545で形成された第1の超音波データ行列と線形演算行列を線形演算して第2の超音波データ行列を出力する。出力された第2の超音波データ行列はビデオメモリ541の該当格納領域に格納される。
非線形演算部547は、線形演算部546で線形演算された第2の超音波データ行列にユーザ入力部510からのユーザ命令に該当する非線形演算を行って第3の超音波データ行列を出力する。出力された第3の超音波データ行列はビデオメモリ541の該当格納領域に格納される。
前述した実施例では、線形演算部546が線形演算を行った後、非線形演算部547が非線形演算を行うものと説明したが、他の実施例では非線形演算部547が非線形演算を行った後、線形演算部546が線形演算を行っても良い。
データ処理部548は、ユーザ入力部510からのユーザ命令によって、ビデオメモリ541にアップロードされたシェーダコードを用いて線形演算及び非線形演算された第3の超音波データ行列の複数の超音波データにデータ処理(スキャン変換またはレンダリング)を行う。データ処理部548はデータ処理された複数の超音波データにフィルタシェーダコード(filter shader code)を適用するフィルタリングを行ってピクセルデータを形成する。ピクセルデータはビデオメモリ541の指定された領域に格納される。
再び図13を参照すれば、ディスプレイ部550はプロセッサ540で線形演算及び非線形演算された複数の超音波データを超音波映像として画面上にディスプレイする。即ち、ディスプレイ部550はプロセッサ540で形成されたピクセルデータを超音波映像として画面上にディスプレイする。
制御部560は、ユーザ入力部510からのユーザ命令によって超音波信号の送受信を制御し、超音波データの形成、線形演算及び非線形演算を制御する。また、制御部560は超音波映像のディスプレイを制御する。
本発明が望ましい実施例を通じて説明され例示されたが、当業者であれば添付した特許請求の範囲の事項及び範疇を逸脱せず、様々な変形及び変更がなされることが分かる。
110、210、310、410、510 ユーザ入力部
120、220、320、420、520 超音波データ獲得部
130、230、330、430、530 格納部
140、240、340、440、540 プロセッサ
150、250、350、450、550 ディスプレイ部
160、260、360、460、560 制御部
120、220、320、420、520 超音波データ獲得部
130、230、330、430、530 格納部
140、240、340、440、540 プロセッサ
150、250、350、450、550 ディスプレイ部
160、260、360、460、560 制御部
Claims (48)
- 超音波システムであって、
超音波映像を形成する複数の診断モードそれぞれに該当する線形演算情報を提供するマッピングテーブルを格納する格納部と、
ユーザから診断モードの選択に該当するユーザ命令の入力を受けるように動作するユーザ入力部と、
超音波信号を対象体に送信し前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して複数の超音波データを獲得するように動作する超音波データ獲得部と、
前記ユーザ命令によって、前記マッピングテーブルを用いて前記複数の超音波データに線形演算のための線形演算行列を形成し、前記線形演算行列を用いた線形演算及び非線形演算を前記複数の超音波データに行うように動作するプロセッサと
を備えることを特徴とする超音波システム。 - 前記線形演算情報は、TGC(time gain compensation)処理のためのTGCパラメータ、超音波データの量を調節するデシメーション(decimation)処理のためのデシメーションパラメータ、I/Q(in−phase/quadrature−phase)データを形成する直交ミキサ(quadrature mixer)処理のための直交ミキサパラメータ、FIR(finite impulse response)フィルタ処理のためのFIRフィルタパラメータ、クラッタフィルタ(clutter filter)処理のためのクラッタフィルタパラメータ、FFT(fast Fourier transform)処理のためのFFTパラメータ、スキャン変換及び補間処理のためのスキャン変換パラメータ及びレンダリング処理のためのレンダリングパラメータを備えることを特徴とする請求項1に記載の超音波システム。
- 前記プロセッサは、
前記複数の超音波データを用いて第1の超音波データ行列を形成するように動作する超音波データ行列形成部と、
前記マッピングテーブルで前記ユーザ命令に該当する第1の線形演算情報を抽出し、前記第1の線形演算情報を用いて第1の線形演算行列を形成するように動作する第1の線形演算行列形成部と、
前記第1の超音波データ行列と前記第1の線形演算行列を線形演算して第2の超音波データ行列を出力するように動作する第1の線形演算部と、
前記第2の超音波データ行列に前記ユーザ命令に該当する非線形演算を行って第3の超音波データ行列を出力するように動作する非線形演算部と、
前記マッピングテーブルで前記ユーザ命令に該当する第2の線形演算情報を抽出し、前記第2の線形演算情報を用いて第2の線形演算行列を形成するように動作する第2の線形演算行列形成部と、
前記第3の超音波データ行列と前記第2の線形演算行列を線形演算するように動作する第2の線形演算部と
を備えることを特徴とする請求項2に記載の超音波システム。 - 前記プロセッサは、
前記複数の超音波データを用いて第1の超音波データ行列を形成するように動作する超音波データ行列形成部と、
前記第1の超音波データ行列に前記ユーザ命令に該当する非線形演算を行って第2の超音波データ行列を出力するように動作する非線形演算部と、
前記マッピングテーブルで前記ユーザ命令に該当する第1の線形演算情報を抽出し、前記第1の線形演算情報を用いて第1の線形演算行列を形成するように動作する第1の線形演算行列形成部と、
前記第2の超音波データ行列と前記第1の線形演算行列を線形演算して第3の超音波データ行列を出力するように動作する第1の線形演算部と、
前記マッピングテーブルで前記ユーザ命令に該当する第2の線形演算情報を抽出し、前記第2の線形演算情報を用いて第2の線形演算行列を形成するように動作する第2の線形演算行列形成部と、
前記第3の超音波データ行列と前記第2の線形演算行列を線形演算するように動作する第2の線形演算部と
を備えることを特徴とする請求項2に記載の超音波システム。 - 前記プロセッサは、
前記複数の超音波データを用いて第1の超音波データ行列を形成するように動作する超音波データ行列形成部と、
前記マッピングテーブルで前記ユーザ命令に該当する第1の線形演算情報を抽出し、前記第1の線形演算情報を用いて第1の線形演算行列を形成するように動作する第1の線形演算行列形成部と、
前記第1の超音波データ行列と前記第1の線形演算行列を線形演算して第2の超音波データ行列を出力するように動作する第1の線形演算部と、
前記マッピングテーブルで前記ユーザ命令に該当する第2の線形演算情報を抽出し、前記第2の線形演算情報を用いて第2の線形演算行列を形成するように動作する第2の線形演算行列形成部と、
前記第2の超音波データ行列と前記第2の線形演算行列を線形演算して第3の超音波データ行列を出力するように動作する第2の線形演算部と、
前記第3の超音波データ行列に前記ユーザ命令に該当する非線形演算を行うように動作する非線形演算部と
を備えることを特徴とする請求項2に記載の超音波システム。 - 前記プロセッサは、
前記複数の超音波データを用いて第1の超音波データ行列を形成するように動作する超音波データ行列形成部と、
前記マッピングテーブルで前記ユーザ命令に該当する線形演算情報を抽出し、前記抽出された線形演算情報を用いて線形演算行列を形成するように動作する線形演算行列形成部と、
前記第1の超音波データ行列と前記線形演算行列を線形演算して第2の超音波データ行列を出力するように動作する線形演算部と、
前記第2の超音波データ行列に前記ユーザ命令に該当する非線形演算を行うように動作する非線形演算部と
を備えることを特徴とする請求項2に記載の超音波システム。 - 前記プロセッサは、
前記複数の超音波データを用いて第1の超音波データ行列を形成するように動作する超音波データ行列形成部と、
前記第1の超音波データ行列に前記ユーザ命令に該当する非線形演算を行って第2の超音波データ行列を出力するように動作する非線形演算部と、
前記マッピングテーブルで前記ユーザ命令に該当する線形演算情報を抽出し、前記抽出された線形演算情報を用いて線形演算行列を形成するように動作する線形演算行列形成部と、
前記第2の超音波データ行列と前記線形演算行列を線形演算するように動作する線形演算部と
を備えることを特徴とする請求項2に記載の超音波システム。 - 前記プロセッサは、CPU(central processing unit)、FPGA(field programmable gate array)、ASIC(application specific integrated circuit)及びDSPチップ(digital signal processing chip)のうちのいずれか一つを備えることを特徴とする請求項3〜7のいずれか一項に記載の超音波システム。
- 前記線形演算情報はTGC(time gain compensation)処理のためのTGCパラメータ、超音波データの量を調節するデシメーション(decimation)処理のためのデシメーションパラメータ、I/Q(in−phase/quadrature−phase)データを形成する直交ミキサ(quadrature mixer)処理のための直交ミキサパラメータ、FIR(finite impulse response)フィルタ処理のためのFIRフィルタパラメータ、クラッタフィルタ(clutter filter)処理のためのクラッタフィルタパラメータ及びFFT(fast Fourier transform)処理のためのFFTパラメータを備えることを特徴とする請求項1に記載の超音波システム。
- 前記プロセッサは、
前記ユーザ命令によって前記マッピングテーブルを用いて前記複数の超音波データに線形演算及び非線形演算を行うように動作する第1のプロセッサと、
前記ユーザ命令によって前記線形及び非線形演算された複数の超音波データにスキャン変換またはレンダリングを行うように動作する第2のプロセッサと
を備えることを特徴とする請求項9に記載の超音波システム。 - 前記第1のプロセッサは、
前記複数の超音波データを用いて第1の超音波データ行列を形成するように動作する超音波データ行列形成部と、
前記マッピングテーブルで前記ユーザ命令に該当する線形演算情報を抽出し、前記線形演算情報を用いて線形演算行列を形成するように動作する線形演算行列形成部と、
前記超音波データ行列と前記線形演算行列とを線形演算して第2の超音波データ行列を出力するように動作する線形演算部と、
前記第2の超音波データ行列に、前記ユーザ命令に該当する非線形演算を行うように動作する非線形演算部と
を備えることを特徴とする請求項10に記載の超音波システム。 - 前記第1のプロセッサは、
前記複数の超音波データを用いて第1の超音波データ行列を形成するように動作する超音波データ行列形成部と、
前記第1の超音波データ行列に、前記ユーザ命令に該当する非線形演算を行い、第2の超音波データ行列を出力するように動作する非線形演算部と、
前記マッピングテーブルで前記ユーザ命令に該当する線形演算情報を抽出し、前記線形演算情報を用いて線形演算行列を形成するように動作する線形演算行列形成部と、
前記第2の超音波データ行列と前記第1の線形演算行列を線形演算するように動作する線形演算部と
を備えることを特徴とする請求項10に記載の超音波システム。 - 前記第1のプロセッサはCPU、FPGA、ASIC及びDSPチップのうちのいずれか一つを備えることを特徴とする請求項11または12に記載の超音波システム。
- 前記第2のプロセッサは、
複数の格納領域を備えるビデオメモリと、
前記ユーザ命令によって複数の頂点(vertext)を用いて超音波映像がディスプレイされる位置を初期化するための頂点情報を形成するように動作する頂点初期化部と、
前記ユーザ命令によって前記線形及び非線形演算された複数の超音波データと前記頂点情報を結合し、テクスチャデータ(texture data)を形成するように動作するテクスチャデータ形成部と、
前記ユーザ命令に該当する診断モードのデータフォーマットによって前記ビデオメモリの格納領域を割り当て、前記テクスチャデータを前記割り当てられた格納領域にアップロードするように動作するデータアップロード部と、
前記ユーザ命令によって前記テクスチャデータにスキャン変換またはレンダリングを行い、前記スキャン変換またはレンダリングされたテクスチャデータにフィルタリングを行い、超音波映像に該当するピクセルデータを形成するように動作するデータ処理部と
を備えることを特徴とする請求項10に記載の超音波システム。 - 前記第2のプロセッサはGPU(graphic processing unit)を備えることを特徴とする請求項14に記載の超音波システム。
- 前記プロセッサは、
前記複数の超音波データを用いて超音波データ行列を形成し、前記ユーザ命令に該当する線形演算情報を用いて線形演算行列を形成するように動作する第1のプロセッサと、
前記ユーザ命令によって前記線形演算行列を用いた線形演算及び非線形演算を前記超音波データ行列に行うように動作する第2のプロセッサと、
前記ユーザ命令によって前記線形演算及び非線形演算された超音波データ行列にスキャン変換またはレンダリングを行うように動作する第3のプロセッサと
を備えることを特徴とする請求項9に記載の超音波システム。 - 前記第1のプロセッサは、
複数の格納領域を備えるビデオメモリと、
前記複数の超音波データを用いて形成する超音波データ行列の第1のサイズ及び第1の元素を算出し、前記第1のサイズ及び第1の元素を含む第1の行列情報を形成し、前記ユーザ命令を分析して前記ユーザ命令に該当する線形演算情報を用いて形成する複数の行列それぞれの第2のサイズ及び第2の元素を算出し、前記第2のサイズ及び第2の元素を含む複数の第2の行列情報を形成するように動作する行列初期化部と、
前記第1の行列情報を含む第1のテクスチャデータを形成し、前記複数の第2の行列情報それぞれを含む複数の第2のテクスチャデータを形成するように動作するテクスチャデータ形成部と、
前記ユーザ命令、前記第1のテクスチャデータ及び前記複数の第2のテクスチャデータを分析し、前記ビデオメモリの格納領域を割り当て、前記第1のテクスチャデータ及び前記複数のテクスチャデータを前記ビデオメモリに割り当てられた該当格納領域にアップロードするように動作するデータアップロード部と、
前記アップロードされた第1のテクスチャデータを用いて超音波データ行列を形成し、前記アップロードされた複数の第2のテクスチャデータを用いて前記複数の第2のテクスチャデータそれぞれに該当する行列を形成し、前記複数の行列を線形演算して前記線形演算行列を形成するように動作する行列形成部と
を備えることを特徴とする請求項16に記載の超音波システム。 - 前記第1のプロセッサは、GPUを備えることを特徴とする請求項17に記載の超音波システム。
- 前記第2のプロセッサはCPU、FPGA、ASIC及びDSPチップのうちのいずれか一つを備えることを特徴とする請求項16に記載の超音波システム。
- 前記第3のプロセッサは、
複数の格納領域を備えるビデオメモリと、
前記ユーザ命令によって複数の頂点(vertext)を用いて超音波映像がディスプレイされる位置を初期化するための頂点情報を形成するように動作する頂点初期化部と、
前記ユーザ命令によって前記線形及び非線形演算された複数の超音波データと前記頂点情報を結合し、テクスチャデータ(texture data)を形成するように動作するテクスチャデータ形成部と、
前記ユーザ命令に該当する診断モードのデータフォーマットによって前記ビデオメモリの格納領域を割り当て、前記テクスチャデータを前記割り当てられた格納領域にアップロードするように動作するデータアップロード部と、
前記ユーザ命令によって前記テクスチャデータにスキャン変換またはレンダリングを行い、前記スキャン変換またはレンダリングされたテクスチャデータにフィルタリングを行って超音波映像に該当するピクセルデータを形成するように動作するデータ処理部と
を備えることを特徴とする請求項16に記載の超音波システム。 - 前記第3のプロセッサはGPUを備えることを特徴とする請求項20に記載の超音波システム。
- 前記プロセッサは、
複数の格納領域を備えるビデオメモリと、
前記複数の超音波データを用いて形成する超音波データ行列の第1のサイズ及び第1の元素を算出し、前記第1のサイズ及び第1の元素を含む第1の行列情報を形成し、前記ユーザ命令を分析して前記ユーザ命令に該当する線形演算情報を用いて形成する複数の行列それぞれの第2のサイズ及び第2の元素を算出し、前記第2のサイズ及び第2の元素を含む複数の第2の行列情報を形成し、前記ユーザ命令によって複数の頂点を用いて超音波映像がディスプレイされる位置を初期化するための頂点情報を形成するように動作する初期化部と、
前記第1の行列情報を含む第1のテクスチャデータを形成し、前記複数の第2の行列情報それぞれを含む複数の第2のテクスチャデータを形成し、前記頂点情報を含む第3のテクスチャデータを形成するように動作するテクスチャデータ形成部と、
前記ユーザ命令及び前記第1乃至第3のテクスチャデータを分析し、前記ビデオメモリの格納領域を割り当て、前記第1乃至第3のテクスチャデータを前記ビデオメモリに割り当てられた該当格納領域にアップロードするように動作するデータアップロード部と、
前記アップロードされた第1のテクスチャデータを用いて第1の超音波データ行列を形成し、前記アップロードされた複数の第2のテクスチャデータを用いて前記複数の第2のテクスチャデータそれぞれに該当する行列を形成し、前記複数の行列を線形演算して前記線形演算行列を形成するように動作する行列形成部と、
前記第1の超音波データ行列と前記線形演算行列を線形演算して第2の超音波データ行列を出力するように動作する線形演算部と、
前記第2の超音波データ行列に前記ユーザ命令に該当する非線形演算を行って第3の超音波データ行列を出力するように動作する非線形演算部と、
前記ユーザ命令によって前記第3の超音波データ行列の複数の超音波データにスキャン変換またはレンダリングを行い、前記スキャン変換またはレンダリングされた複数の超音波データにフィルタリングを行って超音波映像に該当するピクセルデータを形成するように動作するデータ処理部と
を備えることを特徴とする請求項9に記載の超音波システム。 - 前記プロセッサは、
複数の格納領域を備えるビデオメモリと、
前記複数の超音波データを用いて形成する超音波データ行列の第1のサイズ及び第1の元素を算出し、前記第1のサイズ及び第1の元素を含む第1の行列情報を形成し、前記ユーザ命令を分析して前記ユーザ命令に該当する線形演算情報を用いて形成する複数の行列それぞれの第2のサイズ及び第2の元素を算出し、前記第2のサイズ及び第2の元素を含む複数の第2の行列情報を形成し、前記ユーザ命令によって複数の頂点を用いて超音波映像がディスプレイされる位置を初期化するための頂点情報を形成するように動作する初期化部と、
前記第1の行列情報を含む第1のテクスチャデータを形成し、前記複数の第2の行列情報それぞれを含む複数の第2のテクスチャデータを形成し、前記頂点情報を含む第3のテクスチャデータを形成するように動作するテクスチャデータ形成部と、
前記ユーザ命令及び前記第1乃至第3のテクスチャデータを分析し、前記ビデオメモリの格納領域を割り当て、前記第1乃至第3のテクスチャデータを前記ビデオメモリに割り当てられた該当格納領域にアップロードするように動作するデータアップロード部と、
前記アップロードされた第1のテクスチャデータを用いて第1の超音波データ行列を形成し、前記アップロードされた複数の第2のテクスチャデータを用いて前記複数の第2のテクスチャデータそれぞれに該当する行列を形成し、前記複数の行列を線形演算して前記線形演算行列を形成するように動作する行列形成部と、
前記第1の超音波データ行列に前記ユーザ命令に該当する非線形演算を行って第2の超音波データ行列を出力するように動作する非線形演算部と、
前記第2の超音波データ行列と前記線形演算行列を線形演算して第3の超音波データ行列を出力するように動作する線形演算部と、
前記ユーザ命令によって前記第3の超音波データ行列の複数の超音波データにスキャン変換またはレンダリングを行い、前記スキャン変換またはレンダリングされた複数の超音波データにフィルタリングを行って超音波映像に該当するピクセルデータを形成するように動作するデータ処理部と
を備えることを特徴とする請求項9に記載の超音波システム。 - 前記プロセッサは、GPUを備えることを特徴とする請求項22または23に記載の超音波システム。
- 超音波データ処理方法であって、
a)超音波映像を形成する複数の診断モードそれぞれに該当する線形演算情報を提供するマッピングテーブルを格納部に格納する段階と、
b)ユーザから診断モードの選択に該当するユーザ命令の入力を受ける段階と、
c)超音波信号を対象体に送信し前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して複数の超音波データを獲得する段階と、
d)前記ユーザ命令によって、前記マッピングテーブルを用いて前記複数の超音波データに線形演算のための線形演算行列を形成し、前記線形演算行列を用いた線形演算及び非線形演算を前記複数の超音波データに行う段階と
を備えることを特徴とする超音波データ処理方法。 - 前記線形演算情報は、TGC(time gain compensation)処理のためのTGCパラメータ、超音波データの量を調節するデシメーション(decimation)処理のためのデシメーションパラメータ、I/Q(in−phase/quadrature−phase)データを形成する直交ミキサ(quadrature mixer)処理のための直交ミキサパラメータ、FIR(finite impulse response)フィルタ処理のためのFIRフィルタパラメータ、クラッタフィルタ(clutter filter)処理のためのクラッタフィルタパラメータ、FFT(fast Fourier transform)処理のためのFFTパラメータ、スキャン変換及び補間処理のためのスキャン変換パラメータ及びレンダリング処理のためのレンダリングパラメータを備えることを特徴とする請求項25に記載の超音波データ処理方法。
- 前記段階d)は、
前記複数の超音波データを用いて第1の超音波データ行列を形成する段階と、
前記マッピングテーブルで前記ユーザ命令に該当する第1の線形演算情報を抽出する段階と、
前記第1の線形演算情報を用いて第1の線形演算行列を形成する段階と、
前記第1の超音波データ行列と前記第1の線形演算行列を線形演算して第2の超音波データ行列を出力する段階と、
前記第2の超音波データ行列に前記ユーザ命令に該当する非線形演算を行って第3の超音波データ行列を出力する段階と、
前記マッピングテーブルで前記ユーザ命令に該当する第2の線形演算情報を抽出する段階と、
前記第2の線形演算情報を用いて第2の線形演算行列を形成する段階と、
前記第3の超音波データ行列と前記第2の線形演算行列を線形演算する段階と
を備えることを特徴とする請求項26に記載の超音波データ処理方法。 - 前記段階d)は、
前記複数の超音波データを用いて第1の超音波データ行列を形成する段階と、
前記第1の超音波データ行列に前記ユーザ命令に該当する非線形演算を行って第2の超音波データ行列を出力する段階と、
前記マッピングテーブルで前記ユーザ命令に該当する第1の線形演算情報を抽出する段階と、
前記第1の線形演算情報を用いて第1の線形演算行列を形成する段階と、
前記第2の超音波データ行列と前記第1の線形演算行列を線形演算して第3の超音波データ行列を出力する段階と、
前記マッピングテーブルで前記ユーザ命令に該当する第2の線形演算情報を抽出する段階と、
前記第2の線形演算情報を用いて第2の線形演算行列を形成する段階と、
前記第3の超音波データ行列と前記第2の線形演算行列を線形演算する段階と
を備えることを特徴とする請求項26に記載の超音波データ処理方法。 - 前記段階d)は、
前記複数の超音波データを用いて第1の超音波データ行列を形成する段階と、
前記マッピングテーブルで前記ユーザ命令に該当する第1の線形演算情報を抽出する段階と、
前記第1の線形演算情報を用いて第1の線形演算行列を形成する段階と、
前記第1の超音波データ行列と前記第1の線形演算行列を線形演算して第2の超音波データ行列を出力する段階と、
前記マッピングテーブルで前記ユーザ命令に該当する第2の線形演算情報を抽出する段階と、
前記第2の線形演算情報を用いて第2の線形演算行列を形成する段階と、
前記第2の超音波データ行列と前記第2の線形演算行列を線形演算して第3の超音波データ行列を出力する段階と、
前記第3の超音波データ行列に前記ユーザ命令に該当する非線形演算を行う段階と
を備えることを特徴とする請求項26に記載の超音波データ処理方法。 - 前記段階d)は、
前記複数の超音波データを用いて第1の超音波データ行列を形成する段階と、
前記マッピングテーブルで前記ユーザ命令に該当する線形演算情報を抽出する段階と、
前記抽出された線形演算情報を用いて線形演算行列を形成する段階と、
前記第1の超音波データ行列と前記線形演算行列を線形演算して第2の超音波データ行列を出力する段階と、
前記第2の超音波データ行列に前記ユーザ命令に該当する非線形演算を行う段階と
を備えることを特徴とする請求項26に記載の超音波データ処理方法。 - 前記段階d)は、
前記複数の超音波データを用いて第1の超音波データ行列を形成する段階と、
前記第1の超音波データ行列に前記ユーザ命令に該当する非線形演算を行って第2の超音波データ行列を出力する段階と、
前記マッピングテーブルで前記ユーザ命令に該当する線形演算情報を抽出する段階と、
前記抽出された線形演算情報を用いて線形演算行列を形成する段階と、
前記第2の超音波データ行列と前記線形演算行列を線形演算する段階と
を備えることを特徴とする請求項26に記載の超音波データ処理方法。 - 前記段階d)は、CPU(central processing unit)、FPGA(field programmable gate array)、ASIC(application specific integrated circuit)及びDSPチップ(digital signal processing chip)のうちのいずれか一つを通じて行われることを特徴とする請求項27〜31のいずれか一項に記載の超音波データ処理方法。
- 前記線形演算情報は、TGC(time gain compensation)処理のためのTGCパラメータ、超音波データの量を調節するデシメーション(decimation)処理のためのデシメーションパラメータ、I/Q(in−phase/quadrature−phase)データを形成する直交ミキサ(quadrature mixer)処理のための直交ミキサパラメータ、FIR(finite impulse response)フィルタ処理のためのFIRフィルタパラメータ、クラッタフィルタ(clutter filter)処理のためのクラッタフィルタパラメータ及びFFT(fast Fourier transform)処理のためのFFTパラメータを備えることを特徴とする請求項25に記載の超音波データ処理方法。
- 前記段階d)は、
d1)前記ユーザ命令によって前記マッピングテーブルを用いて前記複数の超音波データに線形演算及び非線形演算を行う段階と、
d2)前記ユーザ命令によって前記線形及び非線形演算された複数の超音波データにスキャン変換またはレンダリングを行う段階と
を備えることを特徴とする請求項33に記載の超音波データ処理方法。 - 前記段階d1)は、
前記複数の超音波データを用いて第1の超音波データ行列を形成する段階と、
前記マッピングテーブルで前記ユーザ命令に該当する線形演算情報を抽出する段階と、
前記線形演算情報を用いて線形演算行列を形成する段階と、
前記超音波データ行列と前記線形演算行列を線形演算して第2の超音波データ行列を出力する段階と、
前記第2の超音波データ行列に前記ユーザ命令に該当する非線形演算を行う段階と
を備えることを特徴とする請求項34に記載の超音波データ処理方法。 - 前記段階d1)は、
前記複数の超音波データを用いて第1の超音波データ行列を形成する段階と、
前記第1の超音波データ行列に前記ユーザ命令に該当する非線形演算を行って第2の超音波データ行列を出力する段階と、
前記マッピングテーブルで前記ユーザ命令に該当する線形演算情報を抽出する段階と、
前記線形演算情報を用いて線形演算行列を形成する段階と、
前記第2の超音波データ行列と前記線形演算行列とを線形演算する段階と
を備えることを特徴とする請求項34に記載の超音波データ処理方法。 - 前記段階d1)は、CPU、FPGA、ASIC及びDSPチップのうちのいずれか一つを通じて行われることを特徴とする請求項35または36に記載の超音波データ処理方法。
- 前記段階d2)は、ビデオメモリを含むGPU(graphic processing unit)を通じて行われることを特徴とする請求項34に記載の超音波データ処理方法。
- 前記段階d2)は、
前記ユーザ命令によって複数の頂点(vertext)を用いて超音波映像がディスプレイされる位置を初期化するための頂点情報を形成する段階と、
前記ユーザ命令によって前記線形及び非線形演算された複数の超音波データと前記頂点情報を結合してテクスチャデータ(texture data)を形成する段階と、
前記ユーザ命令に該当する診断モードのデータフォーマットによって前記ビデオメモリの格納領域を割り当てる段階と、
前記テクスチャデータを前記割り当てられた格納領域にアップロードする段階と、
前記ユーザ命令によって前記テクスチャデータにスキャン変換またはレンダリングを行う段階と、
前記スキャン変換またはレンダリングされたテクスチャデータにフィルタリングを行って超音波映像に該当するピクセルデータを形成する段階と
を備えることを特徴とする請求項38に記載の超音波データ処理方法。 - 前記段階d)は、
d1)前記複数の超音波データを用いて超音波データ行列を形成し、前記ユーザ命令に該当する線形演算情報を用いて線形演算行列を形成する段階と、
d2)前記ユーザ命令によって前記線形演算行列を用いた線形演算及び非線形演算を前記超音波データ行列に行う段階と、
d3)前記ユーザ命令によって前記線形演算及び非線形演算された超音波データ行列にスキャン変換またはレンダリングを行う段階と
を備えることを特徴とする請求項33に記載の超音波データ処理方法。 - 前記段階d1)は、ビデオメモリを含むGPUを通じて行われることを特徴とする請求項40に記載の超音波データ処理方法。
- 前記段階d1)は、
前記複数の超音波データを用いて形成する超音波データ行列の第1のサイズ及び第1の元素を算出する段階と、
前記第1のサイズ及び第1の元素を含む第1の行列情報を形成する段階と、
前記ユーザ命令を分析して前記ユーザ命令に該当する線形演算情報を用いて形成する複数の行列それぞれの第2のサイズ及び第2の元素を算出する段階と、
前記第2のサイズ及び第2の元素を含む複数の第2の行列情報を形成する段階と、
前記第1の行列情報を含む第1のテクスチャデータを形成する段階と、
前記複数の第2の行列情報それぞれを含む複数の第2のテクスチャデータを形成する段階と、
前記ユーザ命令、前記第1のテクスチャデータ及び前記複数の第2のテクスチャデータを分析し、前記ビデオメモリの格納領域を割り当てる段階と、
前記第1のテクスチャデータ及び前記複数の第2のテクスチャデータを前記ビデオメモリに割り当てられた該当格納領域にアップロードする段階と、
前記アップロードされた第1のテクスチャデータを用いて超音波データ行列を形成する段階と、
前記アップロードされた複数の第2のテクスチャデータを用いて前記複数の第2のテクスチャデータそれぞれに該当する行列を形成する段階と、
前記複数の行列を線形演算して前記線形演算行列を形成する段階と
を備えることを特徴とする請求項41に記載の超音波データ処理方法。 - 前記段階d2)は、CPU、FPGA、ASIC及びDSPチップのうちのいずれか一つを通じて行われることを特徴とする請求項40に記載の超音波データ処理方法。
- 前記段階d3)は、ビデオメモリを含むGPUを通じて行われることを特徴とする請求項40に記載の超音波データ処理方法。
- 前記段階d3)は、
前記ユーザ命令によって複数の頂点(vertext)を用いて超音波映像がディスプレイされる位置を初期化するための頂点情報を形成する段階と、
前記ユーザ命令によって前記線形及び非線形演算された複数の超音波データと前記頂点情報を結合してテクスチャデータ(texture data)を形成するように動作する段階と、
前記ユーザ命令に該当する診断モードのデータフォーマットによって前記ビデオメモリの格納領域を割り当てる段階と、
前記テクスチャデータを前記割り当てられた格納領域にアップロードする段階と、
前記ユーザ命令によって前記テクスチャデータにスキャン変換またはレンダリングを行う段階と、
前記スキャン変換またはレンダリングされたテクスチャデータにフィルタリングを行って超音波映像に該当するピクセルデータを形成する段階と
を備えるわれることを特徴とする請求項44に記載の超音波データ処理方法。 - 前記段階d)は、ビデオメモリを含むGPUを通じて行われるわれることを特徴とする請求項33に記載の超音波データ処理方法。
- 前記段階d)は、
前記複数の超音波データを用いて形成する超音波データ行列の第1のサイズ及び第1の元素を算出する段階と、
前記第1のサイズ及び第1の元素を含む第1の行列情報を形成する段階と、
前記ユーザ命令を分析し前記ユーザ命令に該当する線形演算情報を用いて形成する複数の行列それぞれの第2のサイズ及び第2の元素を算出する段階と、
前記第2のサイズ及び第2の元素を含む複数の第2の行列情報を形成する段階と、
前記ユーザ命令によって複数の頂点を用いて超音波映像がディスプレイされる位置を初期化するための頂点情報を形成する段階と、
前記第1の行列情報を含む第1のテクスチャデータを形成する段階と、
前記複数の第2の行列情報それぞれを含む複数の第2のテクスチャデータを形成する段階と、
前記頂点情報を含む第3のテクスチャデータを形成する段階と、
前記ユーザ命令及び前記第1乃至第3のテクスチャデータを分析し、前記ビデオメモリの格納領域を割り当てる段階と、
前記第1乃至第3のテクスチャデータを前記ビデオメモリに割り当てられた該当格納領域にアップロードする段階と、
前記アップロードされた第1のテクスチャデータを用いて第1の超音波データ行列を形成する段階と、
前記アップロードされた複数の第2のテクスチャデータを用いて前記複数の第2のテクスチャデータそれぞれに該当する行列を形成する段階と、
前記複数の行列を線形演算して前記線形演算行列を形成する段階と、
前記第1の超音波データ行列と前記線形演算行列を線形演算して第2の超音波データ行列を出力する段階と、
前記第2の超音波データ行列に前記ユーザ命令に該当する非線形演算を行って第3の超音波データ行列を出力する段階と、
前記ユーザ命令によって前記第3の超音波データ行列の複数の超音波データにスキャン変換またはレンダリングを行う段階と、
前記スキャン変換またはレンダリングされた複数の超音波データにフィルタリングを行って超音波映像に該当するピクセルデータを形成する段階と
を備えることを特徴とする請求項46に記載の超音波データ処理方法。 - 前記段階d)は、
前記複数の超音波データを用いて形成する超音波データ行列の第1のサイズ及び第1の元素を算出する段階と、
前記第1のサイズ及び第1の元素を含む第1の行列情報を形成する段階と、
前記ユーザ命令を分析して前記ユーザ命令に該当する線形演算情報を用いて形成する複数の行列それぞれの第2のサイズ及び第2の元素を算出する段階と、
前記第2のサイズ及び第2の元素を含む複数の第2の行列情報を形成する段階と、
前記ユーザ命令によって複数の頂点を用いて超音波映像がディスプレイされる位置を初期化するための頂点情報を形成する段階と、
前記第1の行列情報を含む第1のテクスチャデータを形成する段階と、
前記複数の第2の行列情報それぞれを含む複数の第2のテクスチャデータを形成する段階と、
前記頂点情報を含む第3のテクスチャデータを形成する段階と、
前記ユーザ命令及び前記第1乃至第3のテクスチャデータを分析し、前記ビデオメモリの格納領域を割り当てる段階と、
前記第1乃至第3のテクスチャデータを前記ビデオメモリに割り当てられた該当格納領域にアップロードする段階と、
前記アップロードされた第1のテクスチャデータを用いて第1の超音波データ行列を形成する段階と、
前記アップロードされた複数の第2のテクスチャデータを用いて前記複数の第2のテクスチャデータそれぞれに該当する行列を形成する段階と、
前記複数の行列を線形演算して前記線形演算行列を形成する段階と、
前記第1の超音波データ行列に前記ユーザ命令に該当する非線形演算を行って第2の超音波データ行列を出力する段階と、
前記第2の超音波データ行列と前記線形演算行列を線形演算して第3の超音波データ行列を出力する段階と、
前記ユーザ命令によって前記第3の超音波データ行列の複数の超音波データにスキャン変換またはレンダリングを行う段階と、
前記スキャン変換またはレンダリングされた複数の超音波データにフィルタリングを行って超音波映像に該当するピクセルデータを形成する段階と
を備えることを特徴とする請求項46に記載の超音波データ処理方法。
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