JPH11235338A - Wave-receiving beam forming method and device and ultrasonograph - Google Patents
Wave-receiving beam forming method and device and ultrasonographInfo
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- JPH11235338A JPH11235338A JP10038280A JP3828098A JPH11235338A JP H11235338 A JPH11235338 A JP H11235338A JP 10038280 A JP10038280 A JP 10038280A JP 3828098 A JP3828098 A JP 3828098A JP H11235338 A JPH11235338 A JP H11235338A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、受波ビームフォー
ミング(beamforming) 方法および装置並びに超音波撮像
装置に関し、特に、撮像対象に超音波を送波してそのエ
コー(echo)を複数の受信素子のアレイ(array) で受信し
てメモリ(memory)に記憶し、それらエコー信号を複数の
プロセッサ(processor) で処理して受波ビームフォーミ
ングを行なう受波ビームフォーミング方法および装置、
並びに、そのような受波ビームフォーミング装置を備え
た超音波撮像装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for receiving beamforming and an ultrasonic imaging apparatus, and more particularly, to transmitting ultrasonic waves to an object to be imaged and receiving echoes of the ultrasonic waves by a plurality of receiving elements. A receiving beam forming method and apparatus for receiving in an array and storing in a memory, and processing the echo signals by a plurality of processors to perform receiving beam forming;
Further, the present invention relates to an ultrasonic imaging apparatus provided with such a receiving beam forming apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】超音波撮像装置における信号処理につい
てはディジタル(digital) 化が普及してきた。そのよう
な超音波撮像装置の１つとして、例えば特開平９−５１
８９５号公報に記載のように、必然的にアナログ(analo
g)でなければならない超音波送受信系を除き、全ての信
号処理系をディジタル化した超音波撮像装置がある。2. Description of the Related Art Digitalization of signal processing in ultrasonic imaging apparatuses has become widespread. As one of such ultrasonic imaging apparatuses, for example, JP-A-9-51
No. 895, the analog (analo)
There is an ultrasonic imaging apparatus in which all signal processing systems are digitized except for the ultrasonic transmission / reception system which must be g).
【０００３】この超音波撮像装置では、複数の受信素子
のアレイで受信した超音波エコーを受信素子ごとにメモ
リに記憶し、それらエコー信号をそれぞれＦＦＴ(fast
Fourie transform) 処理して周波数ドメイン(domain)の
信号に変換し、周波数ドメインにおいて、複数のプロセ
ッサによる同時並行処理ないし時分割多重処理により、
受波ビームフォーミングを行なうようにしている。In this ultrasonic imaging apparatus, ultrasonic echoes received by an array of a plurality of receiving elements are stored in a memory for each receiving element, and the echo signals are respectively FFT (fast).
Fourie transform) process and convert it to a signal in the frequency domain (domain), and in the frequency domain, by simultaneous parallel processing or time division multiplexing processing by multiple processors,
Receiving beam forming is performed.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記のような受波ビー
ムフォーミングを行なう場合、複数のプロセッサは、周
波数ドメインでの受波ビームフォーミングに際し、例え
ば受信信号の位相調整および可変開口の調節等のため
に、同一のデータにおのおの独立にアクセス(access)し
てそれぞれのデータ処理を行なうので、複数のプロセッ
サ間でメモリアクセスが競合する頻度が高くなり、デー
タ処理の能率が低下するという問題があった。In performing the above-described receiving beam forming, a plurality of processors perform, for example, adjustment of a phase of a received signal and adjustment of a variable aperture in receiving beam forming in the frequency domain. In addition, since the same data is accessed independently and each data processing is performed, there is a problem that the frequency of memory access conflicts between a plurality of processors increases, and the efficiency of the data processing decreases. .
【０００５】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、複数のプロセッサによるデ
ータ処理の能率が高い受波ビームフォーミング方法およ
び装置、並びに、そのような受波ビームフォーミング装
置を備えた超音波撮像装置を実現することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a receiving beam forming method and apparatus having high efficiency in data processing by a plurality of processors, and such a receiving beam forming method. An object of the present invention is to realize an ultrasonic imaging apparatus including a forming device.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】（１）課題を解決するた
めの第１の発明は、撮像対象に超音波を送波してそのエ
コーを複数の受信素子のアレイで受信し、前記複数の受
信素子がそれぞれ受信した複数のエコー信号列をメモリ
に記憶し、受波音線上の複数の反射点からのエコーが前
記記憶した複数のエコー信号列上にそれぞれ存在する位
置に相当するアドレスで形成される前記複数の反射点に
対応した複数のアドレス群ごとに、複数のプロセッサに
よりそれぞれ前記エコー信号を加算し、前記複数のプロ
セッサによる加算結果を統合して前記受波音線上のエコ
ー受信信号を形成する、ことを特徴とする受波ビームフ
ォーミング方法である。According to a first aspect of the present invention, an ultrasonic wave is transmitted to an object to be imaged, and the echo is received by an array of a plurality of receiving elements. The receiving element stores a plurality of echo signal trains respectively received in the memory, and echoes from a plurality of reflection points on the received sound ray are formed at addresses corresponding to positions respectively present on the stored plurality of echo signal trains. For each of the plurality of address groups corresponding to the plurality of reflection points, the echo signals are added by a plurality of processors, and the addition results of the plurality of processors are integrated to form an echo reception signal on the received sound ray. And a receiving beam forming method.
【０００７】（２）課題を解決するための第２の発明
は、撮像対象に超音波を送波してそのエコーを複数の受
信素子のアレイで受信する超音波送受信手段と、前記複
数の受信素子がそれぞれ受信した複数のエコー信号列を
記憶する記憶手段と、受波音線上の複数の反射点からの
エコーが前記記憶した複数のエコー信号列上にそれぞれ
存在する位置に相当するアドレスで形成される前記複数
の反射点に対応した複数のアドレス群ごとに設けられ、
前記複数のアドレス群ごとにそれぞれ前記エコー信号を
加算する複数のプロセッサと、前記複数のプロセッサに
よる加算結果を統合して前記受波音線上のエコー受信信
号を形成する受波ビーム形成手段と、を具備することを
特徴とする受波ビームフォーミング装置である。(2) According to a second aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic transmitting / receiving means for transmitting an ultrasonic wave to an object to be imaged and receiving the echo by an array of a plurality of receiving elements; Storage means for storing a plurality of echo signal trains respectively received by the element, and echoes from a plurality of reflection points on the received sound ray formed at addresses corresponding to positions respectively present on the stored plurality of echo signal trains. Provided for each of a plurality of address groups corresponding to the plurality of reflection points,
A plurality of processors for adding the echo signals for each of the plurality of address groups; and a reception beam forming unit configured to integrate the addition results of the plurality of processors to form an echo reception signal on the reception sound ray. And a receiving beam forming apparatus.
【０００８】（３）課題を解決するための第３の発明
は、撮像対象に超音波を送波してそのエコーを複数の受
信素子のアレイで受信する超音波送受信手段と、前記複
数の受信素子がそれぞれ受信した複数のエコー信号列を
記憶する記憶手段と、受波音線上の複数の反射点からの
エコーが前記記憶した複数のエコー信号列上にそれぞれ
存在する位置に相当するアドレスで形成される前記複数
の反射点に対応した複数のアドレス群ごとに設けられ、
前記複数のアドレス群ごとそれぞれ前記エコー信号を加
算する複数のプロセッサと、前記複数のプロセッサによ
る加算結果を統合して前記受波音線上のエコー受信信号
を形成する受波ビーム形成手段と、前記受波ビーム形成
手段が形成したエコー受信信号に基づいて画像を生成す
る画像生成手段と、を具備することを特徴とする超音波
撮像装置である。(3) According to a third aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic transmitting / receiving means for transmitting an ultrasonic wave to an object to be imaged and receiving an echo of the ultrasonic wave with an array of a plurality of receiving elements; Storage means for storing a plurality of echo signal trains respectively received by the element, and echoes from a plurality of reflection points on the received sound ray formed at addresses corresponding to positions respectively present on the stored plurality of echo signal trains. Provided for each of a plurality of address groups corresponding to the plurality of reflection points,
A plurality of processors each for adding the echo signal for each of the plurality of address groups; a receiving beam forming means for integrating an addition result by the plurality of processors to form an echo reception signal on the receiving sound ray; An image generating unit that generates an image based on the echo reception signal formed by the beam forming unit.
【０００９】第１の発明乃至第３の発明のいずれか１つ
において、前記複数のエコー信号列の記憶は、予め受波
音線の方位角を補償した上で行なうことが、複数のプロ
セッサの制御を簡素化する点で好ましい。In any one of the first to third aspects of the present invention, the storing of the plurality of echo signal sequences is performed after compensating for the azimuth of the received sound ray in advance. Is preferred in that it simplifies.
【００１０】（作用）本発明では、エコー信号の記憶値
に対し、複数のプロセッサが、それぞれ対応するアドレ
ス群ごとにアクセスして競合を解消する。アドレス群
は、受波音線上の共通の反射点からのエコーが複数のエ
コー信号列列上にぞれぞれ位置するアドレスであって、
各エコーの位相が整合するアドレスであり、その記憶値
を加算することにより整相加算が行なわれる。(Operation) In the present invention, a plurality of processors access the stored value of the echo signal for each corresponding address group to eliminate the conflict. The address group is an address at which echoes from a common reflection point on the receiving sound ray are located on a plurality of echo signal trains, respectively.
An address at which the phase of each echo matches, and phasing addition is performed by adding the stored values.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。図１に、超音波撮像装置の
ブロック図を示す。図２に、本装置によるデータ処理の
流れをブロック図で示す。本装置は本発明の実施の一形
態である。本装置の構成によって本発明の装置に関する
実施の一形態が示される。本装置の動作によって本発明
の方法に関する実施の一形態が示される。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiment. FIG. 1 shows a block diagram of the ultrasonic imaging apparatus. FIG. 2 is a block diagram showing the flow of data processing by the present apparatus. This device is one embodiment of the present invention. One embodiment of the device of the present invention is shown by the configuration of the present device. One embodiment of the method of the present invention is shown by the operation of the apparatus.
【００１２】図１に示すように、本装置は、超音波プロ
ーブ(probe) ２と送受信部４を備えている。超音波プロ
ーブ２と送受信部４からなる部分は、本発明における超
音波送受信手段の実施の一形態である。超音波プローブ
(probe) ２は複数の超音波トランスデューサ・エレメン
ト(transducer element)のアレイを有し、送受信部４で
駆動されて、図示しない撮像対象すなわち被検体に超音
波ビームを送波し、そのエコーを検出するようになって
いる。被検体は超音波ビームが形成する音線で走査され
る。超音波トランスデューサ・エレメントは、本発明に
おける受信素子の実施の形態の一例である。As shown in FIG. 1, the present apparatus includes an ultrasonic probe (probe) 2 and a transmitting / receiving unit 4. The portion including the ultrasonic probe 2 and the transmitting / receiving section 4 is one embodiment of the ultrasonic transmitting / receiving means in the present invention. Ultrasonic probe
The (probe) 2 has an array of a plurality of ultrasonic transducer elements, and is driven by the transmission / reception unit 4 to transmit an ultrasonic beam to an imaging target (not shown), that is, a subject, and to detect echoes thereof. It is supposed to. The subject is scanned with a sound ray formed by the ultrasonic beam. The ultrasonic transducer element is an example of the embodiment of the receiving element in the present invention.
【００１３】送受信部４は、超音波プローブ２を駆動し
て超音波ビームを送波させるとともに超音波プローブ２
からエコー検出信号を受信し、エコー受信信号につき、
検波しないＲＦ(radio frequency) 信号のままでアナロ
グ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換し、ＲＦエコーメモリ(e
cho memory) ６に書き込むようになっている。The transmission / reception unit 4 drives the ultrasonic probe 2 to transmit an ultrasonic beam, and
Receiving the echo detection signal from the
Analog-to-digital (A / D) conversion is performed with the RF (radio frequency) signal not detected, and the RF echo memory (e
cho memory) 6 is written.
【００１４】ＲＦエコーメモリ６は、超音波トランスデ
ューサ・エレメントごとのエコー受信信号を、ディジタ
ルデータ(digital data)として記憶するようになってい
る。以下、記憶されたエコー受信信号をエコーデータと
いう。ＲＦエコーメモリ６は、本発明における記憶手段
の実施の形態の一例である。超音波送波１回当たりのエ
コーデータが１つのメモリプレーン(memory plane)に記
憶される。メモリプレーンは複数設けられ、複数回の超
音波送波に対するエコーデータが記憶される。これによ
って、ＲＦエコーメモリ６には、ＲＦのままのエコー受
信信号すなわちエコーのホログラム(hologram)が記憶さ
れる。このように、超音波プローブ２、送受信部４およ
びＲＦエコーメモリ６により、図２の処理ブロック２０
の処理が行われる。The RF echo memory 6 stores an echo reception signal for each ultrasonic transducer element as digital data. Hereinafter, the stored echo reception signal is referred to as echo data. The RF echo memory 6 is an example of an embodiment of the storage unit in the present invention. Echo data per ultrasonic transmission is stored in one memory plane. A plurality of memory planes are provided, and echo data for a plurality of ultrasonic wave transmissions is stored. As a result, the RF echo memory 6 stores an echo reception signal as it is, that is, a hologram of the echo. As described above, the ultrasonic probe 2, the transmitting / receiving unit 4, and the RF echo memory 6 cause the processing block 20 in FIG.
Is performed.
【００１５】ＲＦエコーメモリ６に記憶されたエコーデ
ータは、ＤＳＰ(digital signal processor)アレイ８で
データ処理されるようになっている。ＤＳＰアレイ８は
複数個のＤＳＰによって構成される。ＤＳＰの数は、少
なくとも後述する整相曲線の数を下回らないようになっ
ている。ＤＳＰは本発明におけるプロセッサの実施の形
態の一例である。なお、プロセッサはＤＳＰに限るもの
ではなく、例えばＭＰＵ(microprocessor)等、他の形式
のプロセッサであって良い。ＤＳＰアレイ８は本発明に
おける受波ビーム形成手段の実施の形態の一例である。The echo data stored in the RF echo memory 6 is processed by a DSP (digital signal processor) array 8. The DSP array 8 includes a plurality of DSPs. The number of DSPs does not fall below at least the number of phasing curves described later. The DSP is an example of an embodiment of a processor according to the present invention. The processor is not limited to the DSP, and may be another type of processor, such as an MPU (microprocessor). The DSP array 8 is an example of the embodiment of the receiving beam forming means in the present invention.
【００１６】ＤＳＰアレイ８は、図示しない制御部によ
る制御の下で、図２に示した処理ブロック２２〜２６の
処理を行う。すなわち、エコーデータについて受波ビー
ムフォーミングを行い、その結果についてＦＦＴを行っ
て周波数ドメインのデータに変換する（２２）。また、
ＦＦＴしたデータについて、周波数ドメインにおいて、
フィルタリング(filtering) 、コンボリューション(con
volution) 、ドプラ(Doppler) ／ＭＴＩ(moving target
indication)処理等のデータ処理を行い（２４）、最後
にｉＦＦＴ(inverse fast Fourie transform) を行って
時間ドメインの信号に戻す（２６）。The DSP array 8 performs the processing of the processing blocks 22 to 26 shown in FIG. 2 under the control of a control unit (not shown). That is, received beamforming is performed on the echo data, and the result is subjected to FFT to be converted into frequency domain data (22). Also,
For the FFT data, in the frequency domain,
Filtering, convolution (con
volution), Doppler / MTI (moving target)
Data processing such as indication) processing is performed (24), and finally an iFFT (inverse fast Fourie transform) is performed to return to a time domain signal (26).
【００１７】ＤＳＰアレイ８によるこのようなデータ処
理は、ＲＦエコーメモリ６に記憶されたエコーデータ群
について、複数のＤＳＰにより同時並行ないし時分割多
重で遂行される。個々のＤＳＰとＲＦエコーメモリ６の
各メモリプレーンとの関係は特に固定されておらず、ど
のＤＳＰも各メモリプレーン平等にアクセスできるよう
になっている。なお、ＤＳＰアレイ８はデータ処理の過
程で図示しない作業用メモリを適宜に使用する。ＤＳＰ
アレイ８は、また、本発明における画像生成手段の実施
の形態の一例である。Such data processing by the DSP array 8 is performed on a group of echo data stored in the RF echo memory 6 by a plurality of DSPs in parallel or time division multiplexing. The relationship between each DSP and each memory plane of the RF echo memory 6 is not particularly fixed, and any DSP can access each memory plane equally. The DSP array 8 appropriately uses a working memory (not shown) in the process of data processing. DSP
The array 8 is also an example of the embodiment of the image generating means of the present invention.
【００１８】受波ビームフォーミングは、受波音線に沿
った受信信号の形成に関わる。フィルタリングは、受信
信号中の特定周波数成分の選択的通過あるいは阻止に関
わる。コンボリューションはパルス圧縮（レンジコンプ
レッション(range compression) ）に関わる。ドプラ／
ＭＴＩ処理はＣＦＭ(color flow mapping)画像等、動態
画像の生成に関わる。Received beamforming involves the formation of a received signal along the received sound ray. Filtering involves selectively passing or blocking specific frequency components in the received signal. Convolution involves pulse compression (range compression). Doppler /
The MTI process relates to generation of a dynamic image such as a CFM (color flow mapping) image.
【００１９】受波ビームフォーミングに当たって、ＤＳ
Ｐアレイ８は、ＲＦエコーメモリ６に記憶されたエコー
データについて整相加算を行なう。図３に、ＤＳＰアレ
イ８によるエコーデータの整相加算の概念図を示す。以
下、同図によって受波ビームフォーミングを説明する。In receiving beam forming, DS
P array 8 performs phasing addition on the echo data stored in RF echo memory 6. FIG. 3 shows a conceptual diagram of phasing addition of echo data by the DSP array 8. Hereinafter, the receiving beam forming will be described with reference to FIG.
【００２０】図３では、超音波トランスデューサ・エレ
メント（以下、単にエレメントという）のアレイ２００
が、アレイ２００に垂直な方位を持つ受波音線３００に
沿ってエコーを受信し、エコーデータ列４００を、エレ
メントごとにＲＦエコーメモリ６に記憶した状態を示
す。In FIG. 3, an array 200 of ultrasonic transducer elements (hereinafter simply referred to as elements) is shown.
5 shows a state in which an echo is received along a received sound ray 300 having an azimuth perpendicular to the array 200, and an echo data string 400 is stored in the RF echo memory 6 for each element.
【００２１】なお、エコーデータ列４００は直線で表
す。また、符号付けは１箇所で代表する。エコーデータ
列４００の図における上端がデータ列の先頭であり、受
信開始からの時間の経過に伴って、図における下方に向
かってデータ列が形成されて行く。The echo data sequence 400 is represented by a straight line. Also, the sign is represented at one place. The upper end of the echo data string 400 in the figure is the head of the data string, and the data string is formed downward in the figure as time elapses from the start of reception.
【００２２】このようなエコーデータ列において、受波
音線３００上の１つの反射点３０２からのエコー（の波
面）は、反射点３０２から各エレメントまでの距離応じ
た時間を経て各エレメントに到達する。このため、反射
点３０２からのエコーは、各エコーデータ列では、それ
ぞれのエレメントへの到達時間に相当する位置（アドレ
ス）に存在する。In such an echo data sequence, an echo (wavefront) from one reflection point 302 on the received sound ray 300 reaches each element via a time corresponding to the distance from the reflection point 302 to each element. . For this reason, the echo from the reflection point 302 exists at a position (address) corresponding to the arrival time at each element in each echo data sequence.
【００２３】そのような複数のアドレス（アドレス群）
を連ねることにより、アドレス曲線５０２が得られる。
同様に、反射点３０４〜３１４に対応して、アドレス曲
線５０４〜５１４がそれぞれ得られる。アドレス曲線５
０２〜５１４はいずれも双曲線となる。これら双曲線は
反射点位置が深いものほど曲率が緩いものとなる。これ
らのアドレス曲線は、その上でのエコー信号の位相が同
一になるアドレス曲線となる。以下、これを整相曲線と
もいう。Such a plurality of addresses (address group)
Are obtained, an address curve 502 is obtained.
Similarly, address curves 504 to 514 are obtained corresponding to the reflection points 304 to 314, respectively. Address curve 5
02 to 514 are hyperbolas. The curvature of these hyperbolas decreases as the position of the reflection point increases. These address curves are address curves on which the phases of the echo signals are the same. Hereinafter, this is also referred to as a phasing curve.
【００２４】各エコーデータ列中で、アドレス曲線５０
２上のエコーデータはいずれも反射点３０２からのエコ
ーを表すから、それらデータを抽出して全加算すること
により、反射点３０２についてのＡスコープ(scope) 像
を表すデータ（Ａスコープデータ）を得ることができ
る。このＡスコープデータは反射点３０２に焦点の合っ
たものとなる。なお、データの全加算に当たっては、各
データに適宜の重みを付すようにしても良い。これは受
波の開口を可変にする点で好ましい。In each echo data sequence, an address curve 50
Since all of the echo data on 2 represent the echoes from the reflection point 302, by extracting these data and adding them all together, data (A-scope data) representing an A-scope image of the reflection point 302 is obtained. Obtainable. The A-scope data is focused on the reflection point 302. In addition, when performing full addition of data, an appropriate weight may be assigned to each data. This is preferable in that the aperture of the receiving wave is made variable.
【００２５】同様に、アドレス曲線５０４〜５１４上の
エコーデータをそれぞれ全加算することにより、反射点
３０４〜３１４に焦点の合ったＡスコープデータをそれ
ぞれ得ることができる。このようにして、反射点３０２
〜３１４についてダイナミックフォーカス(dynamic foc
us) を伴ったＡスコープデータを得ることができる。受
波音線３００上の他の全ての反射点についても同様なこ
とがいえる。Similarly, the A-scope data focused on the reflection points 304 to 314 can be obtained by fully adding the echo data on the address curves 504 to 514, respectively. Thus, the reflection point 302
~ 314 about dynamic focus
us) can be obtained. The same applies to all other reflection points on the receiving sound ray 300.
【００２６】そこで、受波音線３００上に想定した例え
ば２５６個の反射点（画素点）に対応して２５６本の整
相曲線を設定し、それら整相曲線ごとに別々なＤＳＰに
よりエコーデータの全加算を行なう。なお、整相曲線
は、被加算データの所在を示す図示しないアドレステー
ブル(address table) として、受波音線およびその上の
各反射点に応じて予め設定される。Therefore, 256 phasing curves are set corresponding to, for example, 256 reflection points (pixel points) assumed on the receiving sound ray 300, and the echo data of the echo data is set by a separate DSP for each phasing curve. Perform full addition. The phasing curve is set in advance as an address table (not shown) indicating the location of the data to be added, according to the received sound ray and each reflection point thereon.
【００２７】各整相曲線は、互いに異なる反射点に対応
して互いに異なるものとなる。したがって、加算に用い
るエコーデータのアドレスがそれぞれ異なり、アドレス
テーブルに基づく制御の下で別々なＤＳＰにより同時並
行的に処理してもデータアクセスの競合は発生しない。
このため、複数のＤＳＰによるデータ処理を能率良く遂
行することができる。The respective phasing curves are different from each other corresponding to different reflection points. Therefore, the addresses of the echo data used for the addition are different from each other, and even if they are processed in parallel by different DSPs under the control based on the address table, no data access conflict occurs.
Therefore, data processing by a plurality of DSPs can be efficiently performed.
【００２８】各ＤＳＰでの全加算の結果を受波音線３０
０上の反射点の並びに合わせて統合することにより、受
波音線３００に沿ったＡスコープデータが形成される。
すなわち、ダイナミックフォーカスを伴う受波ビームフ
ォーミングが行なわれる。The result of the full addition in each DSP is transmitted to the receiving sound line 30.
A-scope data along the receiving sound ray 300 is formed by combining and integrating reflection points on zero.
That is, received beam forming with dynamic focus is performed.
【００２９】他の方位の受波音線についても、同様にし
て逐一受波ビームフォーミングを行なう。その際、各方
位に対応した整相曲線がそれぞれ用いられる。一例を挙
げれば、図４に示すように、受波音線３００’を図にお
ける左方向に偏向（ステアリング(steering)）させた状
態では、反射点３０２’〜３１４’に対応して整相曲線
５０２’〜５１４’を用いる。Similarly, the received sound beam in other directions is similarly subjected to the received beam forming. At that time, a phasing curve corresponding to each direction is used. For example, as shown in FIG. 4, when the received sound ray 300 'is deflected (steered) to the left in the figure, the phasing curve 502 corresponds to the reflection points 302' to 314 '. '~ 514' is used.
【００３０】ただし、この場合、整相曲線は例えば５０
２’と５０４’のように、部分的に交叉するものができ
て、その部分でメモリアクセスの競合が発生する可能性
がある。そこで、図５に示すように、エコーデータをＲ
Ｆメモリ６に記憶するに当たり、各エコーデータ列４０
０に適宜の傾斜を持つ遅延時間７００を付与して、エコ
ーデータに含まれる方位角に関するいわゆるステアリン
グ項を補償し、見掛け上アレイ２００に垂直な方位での
エコーデータ列４００として記憶するようにしても良
い。However, in this case, the phasing curve is, for example, 50
As in 2 ′ and 504 ′, there is a possibility that a partially crossing occurs, and a memory access conflict may occur in that portion. Therefore, as shown in FIG.
In storing the data in the F memory 6, each echo data string 40
By giving a delay time 700 having an appropriate slope to 0, a so-called steering term relating to the azimuth included in the echo data is compensated and stored as an echo data train 400 in an azimuth perpendicular to the array 200 apparently. Is also good.
【００３１】これは、メモリアクセスの競合を回避する
するとともに、整相曲線５０２''〜５１４''は、図３に
示したものと同様なものを用いることができ、方位角ご
とに個別の整相曲線のセット(set) を持つ必要がない点
で好ましい。なお、遅延時間７００の付与は、エコーデ
ータのＲＦメモリ６への書込アドレスを修飾することに
より行なう。This avoids memory access conflicts, and the phasing curves 502 '' to 514 '' can be similar to those shown in FIG. This is preferred in that it is not necessary to have a set of phasing curves. The delay time 700 is added by modifying the write address of the echo data to the RF memory 6.
【００３２】上記のように受波ビームフォーミングを行
なったエコーデータにつきＦＦＴを行い、ＦＦＴしたエ
コーデータについてフィルタリング以降の処理を行な
う。フィルタリングに当たり、ＤＳＰアレイ８は、エコ
ーデータと予め定めた適宜のフィルタ係数とで、対応す
るビン(bin) 同士で乗算を行なう。なお、ここで、ビン
とは周波数ドメインにおけるデータ位置を意味する。As described above, FFT is performed on the echo data on which the receiving beam forming has been performed, and processing after filtering is performed on the FFT echo data. At the time of filtering, the DSP array 8 performs multiplication between the corresponding bins using the echo data and a predetermined appropriate filter coefficient. Here, a bin means a data position in the frequency domain.
【００３３】コンボリューションに当たり、ＤＳＰアレ
イ８は、図６に示した処理ブロック３４〜４０のデータ
処理を行う。すなわち、エコーデータと適宜のコンボリ
ューションカーネルデータ(convolution kernel data)
とについてそれぞれＦＦＴを行い、周波数ドメインに移
行させる（３４，３６）。なお、この処理は図２の処理
ブロック２２で行なわれる。次に、それら両データを対
応するビン(bin) 同士で乗算する（３８）。この処理は
図２の処理ブロック２４で行なわれる。最後にｉＦＦＴ
を行う（４０）。この処理は図２の処理ブロック２６で
行なわれる。なお、コンボリューションカーネルデータ
は、予め例えばＲＦエコーメモリ６の一部を利用して記
憶させることができる。勿論、汎用のメモリに書き込ん
でも良い。At the time of the convolution, the DSP array 8 performs data processing of the processing blocks 34 to 40 shown in FIG. That is, the echo data and appropriate convolution kernel data
And FFT are performed for each of them to shift to the frequency domain (34, 36). This processing is performed in the processing block 22 of FIG. Next, the two data are multiplied by the corresponding bins (38). This processing is performed in the processing block 24 of FIG. Finally iFFT
(40). This processing is performed in the processing block 26 of FIG. Note that the convolution kernel data can be stored in advance using, for example, a part of the RF echo memory 6. Of course, it may be written in a general-purpose memory.
【００３４】ドプラ／ＭＴＩ処理すなわち動態画像処理
は、ＤＳＰアレイ８により、ビンのデータ列のパルス
間、パケット(packet)間、フィールド(field) 間ないし
フレーム(frame) 間の変化分抽出処理で行うことにより
遂行される。The Doppler / MTI process, that is, the dynamic image process, is performed by the DSP array 8 in a process of extracting a change between bin data train pulses, between packets, between fields, or between frames. This is accomplished by:
【００３５】この場合、処理ブロック２４では、得よう
とするＢモード画像またはＣＦＭ画像に応じて、それぞ
れ別な処理を同じデータに施し、最後に処理ブロック２
６でおのおの１回のｉＦＦＴにより、それぞれ対応する
画像（の音線データ）を得ることができる。これによっ
て、例えばＢモード画像とＣＦＭ画像とが同時並行的に
処理できる。ｉＦＦＴされたデータはコヒーレントＢ／
ＣＦＭメモリ１０に音線（方位）ごとに書き込まれる。
受波ビームフォーミング時に、図５に示したように。ス
テアリング項の補償を行なったときは、ここで、ステア
リング項の復活を行なう。In this case, in the processing block 24, different processing is applied to the same data according to the B-mode image or the CFM image to be obtained.
In (6), corresponding one image (sound ray data) can be obtained by one iFFT. Thus, for example, a B-mode image and a CFM image can be processed simultaneously and in parallel. The data subjected to iFFT is coherent B /
The data is written to the CFM memory 10 for each sound ray (direction).
At the time of receiving beam forming, as shown in FIG. When the steering term has been compensated, the steering term is restored here.
【００３６】コヒーレントＢ／ＣＦＭメモリ１０に書き
込まれた画像データはディスプレイマネージャ(display
manager) １２を通じて表示部１４に与えられ画像とし
て表示される。その際、ディスプレイマネージャ１２は
図２の処理ブロック２８の処理、すなわち対数圧縮、ビ
デオ処理、計測、表示等の処理を行う。The image data written in the coherent B / CFM memory 10 is stored in a display manager (display).
The image is given to the display unit 14 through the manager 12 and displayed as an image. At this time, the display manager 12 performs the processing of the processing block 28 in FIG. 2, that is, processing such as logarithmic compression, video processing, measurement, and display.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、複数のプロセッサによるデータ処理の能率が高い
受波ビームフォーミング方法および装置並びにそのよう
な受波ビームフォーミング装置を備えた超音波撮像装置
を実現することができる。As described above in detail, according to the present invention, a receiving beam forming method and apparatus having high efficiency of data processing by a plurality of processors, and an ultrasonic wave provided with such a receiving beam forming apparatus. An imaging device can be realized.
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。FIG. 1 is a block diagram of a device according to an example of an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施の形態の一例の装置における信号
処理の流れを示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a flow of signal processing in the device according to the embodiment of the present invention;
【図３】本発明の実施の形態の一例の装置における受波
ビームフォーミングの概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram of receiving beam forming in an apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施の形態の一例の装置における受波
ビームフォーミングの概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram of receiving beam forming in an apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施の形態の一例の装置における受波
ビームフォーミングの概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram of receiving beam forming in an apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施の形態の一例の装置におけるコン
ボリューション処理の流れを示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a flow of a convolution process in the apparatus according to the embodiment of the present invention;
２ 超音波プローブ ４ 送受信部 ６ ＲＦエコーメモリ ８ ＤＳＰアレイ １０ コヒーレントＢ／ＣＦＭメモリ １２ ディスプレイマネージャ １４ 表示部 ２００ アレイ ３００ 受波音線 ３０２〜３１４ 反射点 ４００ エコーデータ列 ５０２〜５１４ アドレス曲線 2 Ultrasonic Probe 4 Transmitter / Receiver 6 RF Echo Memory 8 DSP Array 10 Coherent B / CFM Memory 12 Display Manager 14 Display 200 Array 300 Received Sound Ray 302-314 Reflection Point 400 Echo Data Row 502-514 Address Curve
Claims (3)
を複数の受信素子のアレイで受信し、 前記複数の受信素子がそれぞれ受信した複数のエコー信
号列をメモリに記憶し、 受波音線上の複数の反射点からのエコーが前記記憶した
複数のエコー信号列上にそれぞれ存在する位置に相当す
るアドレスで形成される前記複数の反射点に対応した複
数のアドレス群ごとに、複数のプロセッサによりそれぞ
れ前記エコー信号を加算し、 前記複数のプロセッサによる加算結果を統合して前記受
波音線上のエコー受信信号を形成する、ことを特徴とす
る受波ビームフォーミング方法。1. An ultrasonic wave is transmitted to an object to be imaged, and its echo is received by an array of a plurality of receiving elements. A plurality of echo signal sequences respectively received by the plurality of receiving elements are stored in a memory. A plurality of processors are provided for each of a plurality of address groups corresponding to the plurality of reflection points formed by addresses corresponding to positions where echoes from a plurality of reflection points on a line are present on the stored plurality of echo signal trains. Receiving an echo signal on the receiving sound ray by integrating the echo signals from the plurality of processors.
を複数の受信素子のアレイで受信する超音波送受信手段
と、 前記複数の受信素子がそれぞれ受信した複数のエコー信
号列を記憶する記憶手段と、 受波音線上の複数の反射点からのエコーが前記記憶した
複数のエコー信号列上にそれぞれ存在する位置に相当す
るアドレスで形成される前記複数の反射点に対応した複
数のアドレス群ごとに設けられ、前記複数のアドレス群
ごとにそれぞれ前記エコー信号を加算する複数のプロセ
ッサと、 前記複数のプロセッサによる加算結果を統合して前記受
波音線上のエコー受信信号を形成する受波ビーム形成手
段と、を具備することを特徴とする受波ビームフォーミ
ング装置。2. An ultrasonic transmitting / receiving means for transmitting an ultrasonic wave to an object to be imaged and receiving its echo by an array of a plurality of receiving elements, and storing a plurality of echo signal sequences respectively received by the plurality of receiving elements. Storage means, and a plurality of address groups corresponding to the plurality of reflection points formed by addresses corresponding to positions where echoes from a plurality of reflection points on the received sound ray are present on the stored plurality of echo signal trains, respectively. A plurality of processors that are provided for each of the plurality of address groups and add the echo signals to each of the plurality of address groups; and a reception beam forming unit that integrates an addition result by the plurality of processors to form an echo reception signal on the reception sound ray. Means, and a receiving beam forming apparatus.
を複数の受信素子のアレイで受信する超音波送受信手段
と、 前記複数の受信素子がそれぞれ受信した複数のエコー信
号列を記憶する記憶手段と、 受波音線上の複数の反射点からのエコーが前記記憶した
複数のエコー信号列上にそれぞれ存在する位置に相当す
るアドレスで形成される前記複数の反射点に対応した複
数のアドレス群ごとに設けられ、前記複数のアドレス群
ごとそれぞれ前記エコー信号を加算する複数のプロセッ
サと、 前記複数のプロセッサによる加算結果を統合して前記受
波音線上のエコー受信信号を形成する受波ビーム形成手
段と、 前記受波ビーム形成手段が形成したエコー受信信号に基
づいて画像を生成する画像生成手段と、を具備すること
を特徴とする超音波撮像装置。3. An ultrasonic transmitting / receiving means for transmitting an ultrasonic wave to an imaging target and receiving an echo of the ultrasonic wave with an array of a plurality of receiving elements, and storing a plurality of echo signal sequences respectively received by the plurality of receiving elements. Storage means, and a plurality of address groups corresponding to the plurality of reflection points formed by addresses corresponding to positions where echoes from a plurality of reflection points on the received sound ray are present on the stored plurality of echo signal trains, respectively. A plurality of processors that are provided for each of the plurality of address groups and add the echo signals to each of the plurality of address groups; and a reception beam forming unit that integrates an addition result by the plurality of processors to form an echo reception signal on the reception sound ray. Ultrasonic imaging, comprising: an image generation unit that generates an image based on an echo reception signal formed by the reception beam forming unit. Location.
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|---|---|---|---|
| JP03828098A JP4034402B2 (en) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | Ultrasonic imaging device |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002345815A (en) * | 2001-04-27 | 2002-12-03 | Medison Co Ltd | Three-dimensional ultrasonic photographic system |
| WO2004032744A1 (en) * | 2002-10-08 | 2004-04-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ultrasonic diagnosis device |
-
1998
- 1998-02-20 JP JP03828098A patent/JP4034402B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2002345815A (en) * | 2001-04-27 | 2002-12-03 | Medison Co Ltd | Three-dimensional ultrasonic photographic system |
| WO2004032744A1 (en) * | 2002-10-08 | 2004-04-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ultrasonic diagnosis device |
| JP2004129696A (en) * | 2002-10-08 | 2004-04-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ultrasonic diagnostic apparatus |
| CN100391409C (en) * | 2002-10-08 | 2008-06-04 | 松下电器产业株式会社 | Ultrasonic diagnosis device |
Also Published As
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| JP4034402B2 (en) | 2008-01-16 |
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