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JPH0372295B2 - - Google Patents
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JPH0372295B2 - - Google Patents

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JPH0372295B2
JPH0372295B2 JP56176304A JP17630481A JPH0372295B2 JP H0372295 B2 JPH0372295 B2 JP H0372295B2 JP 56176304 A JP56176304 A JP 56176304A JP 17630481 A JP17630481 A JP 17630481A JP H0372295 B2 JPH0372295 B2 JP H0372295B2
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radial
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Shii Riibitsuto Suchiibun
Jii Raasen Hyuu
Efu Funto Barii
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Hewlett Packard Japan Inc
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Yokogawa Hewlett Packard Ltd
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    • G01S13/06Systems determining position data of a target
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    • G01S2013/468Indirect determination of position data by Triangulation, i.e. two antennas or two sensors determine separately the bearing, direction or angle to a target, whereby with the knowledge of the baseline length, the position data of the target is determined
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Television Systems (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は心臓等人体器管の断層撮影を行なうた
めのセクター走査方式超音波走査装置に関する。 さらに詳述すれば、断層面上の点を表示装置上
の点に変換するための走査変換装置に関する。 従来から、セクター走査方式の超音波走査装置
を用いて人体の断層撮影を行なう場合、走査装置
(スキヤナー)から発生する超音波信号の半径方
向線に沿つてナイキスト基準を満足する点でのデ
ータをサンプルし、その結果得られるデータサン
プルをメモリ内に記憶させ、そのデータサンプル
を表示装置に表示する方法が用いられていたが、
半径方向線の間に空所が生じるために、表示装置
上の撮像に要な線や波打つた形が生じる等の欠点
があつた(J.OPHIRとN.F.MAKLADによる
“Digital Scan Corverters in Diagnostic
Ultrasound Imaging”という表題の論文Proc、
IEEE、Vol.67、No.4、1979年4月参照)。 従来、これを改善するために、前記空所に補間
データ用の半径方向線を挿入する方法が用いられ
ている。 この方法によつて波打つた形は改善されるが、
メモリ内に重複したデータサンプルが記憶される
部分を生じる。この重複して記憶されたデータサ
ンプルのうち表示装置に出力されるのは最後に記
憶されたデータサンプルのみであるため、表示さ
れた像に裂け目を生じたり不必要なコントラスト
を生じたりする欠点があつた。これを改善するた
めに、前記の重複したデータサンプルのピーク値
若しくは平均値を表示装置に入力させる方法があ
つたが、この方法でも、わずかに改善されたにす
ぎず、前記同様の欠点を有していた。さらに前記
方法では断層面上のデータサンプルをメモリ内に
記憶させ、表示器に表示させるには、1秒間当り
30回のセクター走査率での実時間動作は不可能で
あつた。 本発明は前記欠点を除去するためになされたも
ので、セクター内の微小部分であるサブスライス
を構成する4個のデータ点から得られる補正値に
よつて短時間に真の断面撮像を得ることを目的と
する。 以下本発明の実施例の概要を説明する。まず、
セクター内の微小部分であるサブスライスを形成
する4個の点を選択する。この4個の点から得ら
れる補間値から、前記サブスライス内に包含され
るデイスプレイメモリ内の点に対応するデータサ
ンプルを得ることによつて、真の映像を表示装置
上に再構成する。 詳述すれば、前記サブスライスは2つの半径方
向線と2つの円弧によつて囲まれた領域であり、
前記4個の点は各半径方向線と各円弧との交点で
ある。 第1、第2の中間補間値は共に半径方向に沿つ
たサンプル対から各デイスプレイ点の半径方向位
置で得られるかまたは、共に円弧方向に沿つたサ
ンプル対から各デイスプレイ点の角度方向位置で
得られる。 前記の第1、第2中間補間値がデイスプレイ点
の半径方向位置で得られるならば、最終補間値は
前記の中間補間値からデイスプレイ点の角度方向
位置で得られ、前記中間補間値が角度方向位置で
得られるならば、最終補間値は半径方向位置で得
られる。サブスライス内の各デイスプレイ点の半
径方向位置は、以前に走査されたデイスプレイ点
の既知の半径に、デイスプレイ点の列に沿つた各
ステツプの記憶値及びデイスプレイ点の行に沿つ
た各ステツプの記憶値を反復して付加若しくは差
し引くことによつて得られる。この反復して付加
または差し引く場合の分数部分は半径方向の係数
であり、RERRと称する。 角度方向位置は、デイスプレイ点の列に沿つて
測定されるスライスの半径方向線の1つから以前
に走査されたデイスプレイ点のCOUNTと呼ばれ
る既知の距離に、デイスプレイ点の列に沿つた各
ステツプの記憶値及びデイスプレイ点の行に沿つ
た各ステツプの異なる記憶値を反復して付加し、
各デイスプレイ点のために信号すなわちCOUNT
値を得る。デイスプレイ点の所定の列に沿つたス
ライスの半径方向線の間の既知の距離に、デイス
プレイ点の行に沿つた各ステツプの所定の記憶値
をさらに反復付加して、各デイスプレイ点のた
め、信号すなわちXHAT値が得られる。各デイ
スプレイ点の信号COUNTは、その点の信号
XHATによつて割り、角度位置を表わす信号す
なわちθERR値を得ることができる。もし半径方
向線の間の角度が小さいならば、デイスプレイ点
とスライスの半径方向線の間の円弧長の比として
表わされる真の角度位置に関係して微小誤差が存
在する。 本発明では、角度位置および半径方向位置を直
接計算するのではなく、反復付加によつて補間値
を計算しているので、短時間で計算できる。 超音波システムにおいて、データサンプルが輝
度を表わす場合、ブラウン管で再生することので
きる32の輝度レベルを表わすために5ビツトが必
要である。このように、RERR、COUNT、
XHAT、θERRの最終値を表わすのに5ビツト
が必要であるが、反復付加において、蓄積エラー
量を許容レベルにまで減らすために12ビツト使用
する。 補間はROMと掛け算することによつて非常に
短い時間で達成することができ、そして補間で使
用される輝度サンプル及びRERRとθERRの値の
両方が5ビツトのみを有しているので、手ごろな
サイズのROMが使用される。 以下、本発明の実施例で使用される計算式を簡
単に示す。半径方向の中心線の角度を0℃とし、
他の半径方向線の角度を全て正の値にとる。90℃
のセクターに関して、半径方向中心線の両側に各
+45℃の範囲内に半径方向線はある。外側の半径
方向線R0の角度をθ2内側の半径方向線R1の角度
をθ1とする。 RERR 反復関係は、以前の点jと新たな点(i+1)
の間の横断方向によつて決定される増分量だけ以
前の半径値を調整する。もしこの動きがX方向
で、左又は右ならば、そのときKy=0である。
逆に、もしこの動きがy方向で、上又は下なら
ば、そのときKx=0である。もしX方向の動き
がセクターの中心線の方であるならば、そのとき
Kxは正であり、半径のKx sinθ2だけ増分減少を
生じる。逆に、X方向の外方向動きに対して、
Kxは負であり、Kx sinθ2だけ増分増加を生じ
る。もしy方向の動きがセクター頂点から離れる
方向ならば、そのときKyは正であり、そしても
しy方向の動きが頂点の方であるならば、Kyは
負である。 各デイスプレイ点で必要とされる係数RERR及
びθERRは、半径R及び角度θの直接計算を表面
上必要とし、そしてここでθは、セクターの中心
を通る垂直線と、デイスプレイ点を通りセクター
スライスの頂点までの線との間の角度である。す
なわち、j番目のデイスプレイ点に対して、 (1) Rj=√22 ここで、(xj、yj)はj番目のデイスプレイ点の
直角座標である。そして、 (2) θj=tan-1xj/yj しかしながら、等式(1)は、次の(3)式によつて与え
られるテイラー級数近似から生じる反復近似から
も計算できる。 (3) Rj+1=Rj−Kx sinθ2+Ky cosθ2 ここで、θ2はセクタースライスを形成する2つの
半径方向線のうちの外側の角度を表わしている。 θERR 各デイスプレイ点のためのXHATを得るため
にデイスプレイ点の行に沿つた走査路の各ステツ
プに対して付加される記憶値ΔXHATは、tanθ2
−tanθ1であり、ここでθ2は、スライスの線θ=
0°と外側半径線の間の角度であり、そしてθ1は、
線θ=0°とスライスの内側半径線の間の角度であ
る。従つて、 (4) XHATj+1=XHATj+ΔXHAT・Ky また、次の様に示される。 (5) COUNTj+1=COUNTj +Kx+Ky tanθ2 tanθ2の値は、各スライス毎に記憶されている。 以下、本発明の実施例について説明する。 第1図のブロツク図は、本発明のデジタル走査
変換装置の基本構成である。スキヤナー20は、
図示しない手段によつて人体に音響パルスを伝達
し、かつ第1A図に示されたセクターの多数の半
径方向線に沿つて位置した身体組織から受信した
反射音の大きさに関連したアナログ信号を発生す
る。第1A図には数本の半径方向線のみを示す。
アナログ信号が受信されているとき、第1A図の
ドツトによつて示された一様な間隔のデイジタル
サンプルは、A/Dコンバータ22によつて各半
径方向線に沿つて得られ、そして走査変換装置2
4に印加される。第1のデータサンプルはセクタ
ーの原点0にあり、そしてデータサンプルは、半
径方向円弧に沿つて分布しているので、他のデー
タサンプルは等間隔の半径方向円弧とセクターの
半径方向線の交点にある。 前述のように、走査変換装置24の機能は、第
1B図の十印によつて示されるような直交列及び
行に位置しているデイスプレイメモリ26の適切
なデイスプレイ点に、データサンプルから得られ
たデイジタルデータ値を書き込むことである。こ
れをなすために、走査変換装置24は、書き込ま
れるべきデータ値、及びそれが位置されるべきデ
イスプレイメモリ26上のデイスプレイ点のx、
y座標を出力する。デイスプレイメモリ26内に
いつたん記憶されると、データは、読み出し装置
28によつて適切なx、y座標点から読み出し、
かつ第1C図の十印によつて示されるデイスプレ
イ手段30の相当する座標点に位置させ、表示す
ることができる。 発明の基本原理 第2図は、距離Sだけ一様な間隔をあけた半径
方向円弧A10〜A13と半径方向線R2〜R5の交点で、
これらの半径方向線に沿つて現われるドツトとし
て、データサンプル点が示されている第1図に示
されたセクターの一部の拡大図である。各データ
サンプル点は、それが現われる半径方向線の番号
に等しい下記号、及びそれが現われる円弧の番号
に等しい肩記号を有する文字Sによつて示されて
いる。データサンプル点はこのように半径方向円
弧に沿つて分布している。第1図のデイスプレイ
メモリ26のデイスプレイ点は、それぞれx軸及
びy軸に平行な直交した列及び行内に位置し十印
によつて示されている。簡単のために、半径方向
線R2〜R5の一部は省略した。しかし図示してい
ないけれども、x軸は、デイスプレイ点がある原
点0を通過する。デイスプレイ点の列の間のスペ
ースがKyであり、そしてデイスプレイ点の行の
間のスペースがKxである。 補間を行なう第1の方法を以下述べる。 第2図の記号DPで示すデイスプレイ点で使用
されるべき最終補間データ値を決定するために、
DPと半径方向円弧A11の間の半径方向距離を表
わす信号すなわちRERR′値、及びDPと半径方向
線R3の間の角度偏位を表わす信号すなわち
θERR′値が得られる。このように、RERR′及び
θERR′は、それぞれA11及びR3に関するデイスプ
レイ点DPの半径方向及び角度位置を表わしてい
る。第1の中間補間データ値I1は、次の式に従つ
て、S3 11及びS3 12のデータサンプルの間で直線的
に補間することによつて半径方向線R3に沿つた
DPの半径方向位置で得ることができる。 (6) I1= S3 11*(S−RERR′)+S3 12*RERR′/S ただし、S3 11*,S3 12*はデータサンプルS3 11
S3 12のデータサンプル値である。同様に、第2の
中間補間データ値I2は、次の式に従つて、S4 11
びS4 12のデータサンプルを直線的に補間すること
によつて半径R4に沿つたDPの半径方向位置で得
ることができる。 (7) I2= S4 11*(S−RERR′)+S4 12*RERR′/S S4 11*,S4 12*はS4 11,S4 12のデータサンプル値。 DPに対応する最終補間データ値FDPは、次の
式に従つて、第1及び第2の中間補間データ値I1
及びI2を直線的に補間することによつてその角度
位置で得ることができる。 (8) FDP =I1(Δθ−θERR′)+I2・θERR′/Δθ θERR′を計算するかわりに、デイスプレイ点の
同じ列に沿つて測定されるR3及びR4の間の距離
であるXHATの値及びDPを通つてデイスプレイ
点の同じ列に沿つて測定されるようなDPとR3
間の距離であるCOUNT値が決定される。
θERR′がΔθに比例しているとき、COUNTは
XHATに比例する。 このように、デイスプレイ点DPでの最終補間
データ値は次の式から決定することができ、ここ
でXHATは、式(8)のΔθに、そしてCOUNTは
θERR′と置き換えられ、 (9) FDP=I1(XHAT−COUNT)+I2・COU
NT/XHAT となる。 デイスプレイ点DPのための最終補間データ値
を得る第2の方法は、補間の順序を逆にすること
によつて容易に得ることができる。すなわち、第
1の中間補間データ値I1′が、次の公式を使うこ
とによつて半径方向円弧A11に沿つたDPの角度
位置で得ることができる。 (10) I1′=S3 11*(XHAT−COUNT)+S4
11*・COUNT/XHAT そして、第2の中間補間データ値I2′は、次の
公式を使うことによつて円弧A12に沿つたDPの
角度位置で得ることができる。 (11) I2′=S3 12*(XHAT−COUNT)+
S4 12*・COUNT/XHAT よつて最終補間データFDPは次式で表わせる。 (11)′ FDP=I1′(S−RERR′)+I2′・RERR′/S 後述するように、これらの式の計算は、もし半
径方向位置が信号RERR=RERR′/Sによつて
表わされるならば、そして角度位置が信号θERR
=COUNT/XHATによつて表わされるならば、
前記補間値は容易に得られる。RERRは、A11
A12の間のDPの分数位置であり、かつθERRは、
半径方向線R3とR4の間のDPの分数位置である。
従つて、例えば、式(6)は次の様になる。 (6′)I1=S3 11*(1−RERR)+S3 12*・RERR そして、式(9)は次の様になる。 (9′)FDP=I1(1−θERR)+I2・θERR いずれかの計算方法で、第1の中間補間データ
値は、半径方向と角度方向のうちの一方に沿つ
て、他方の方向でDPの一方の側にあるデータサ
ンプリングを補間することによつて得られ、かつ
第2の中間補間データ値は、半径方向と角度方向
のうちの1つと同じ方向で、DPの他方の側にあ
るデータサンプルを補間することによつて得られ
る。第1の方法においては、第1の中間補間値I1
は、角度方向でDPの左側にあるS3 11*及びS3 12*
補間値を見つけることによつて得られ、そして第
2の中間補間データ値I2は、角度方向でDPの右
側にあるS4 11*及びS4 12*を補間することによつて
得られる。R3とR4間の角度が小さければ、中間
補間値データI1、I2およびDPはほぼ直線上に並ん
だ状態となる。同様に、第2の方法において、
I1′は、円弧A11に沿つて、かつ半径方向でDPの
一方の側にあるS3 11*及びS4 11*を補間することに
よつて得られ、そしてI2′は、円弧A12に沿つて、
かつ半径方向でDPの他方の側にあるS3 12及びS4 12
を補間することによつて得られる。 上述の説明は、本発明を構成する走査変換装置
24が動作することのできる一つの方法を説明し
ているが、R3に沿つて4つのデータサンプルを
補間することによつてI1を得、かつR4に沿つて4
つのデータサンプルを補間することによつてI2
得ることのような、あるいは第2の方法におい
て、円弧A11に沿つて4つのデータサンプルを補
間することによつてI1′を得、かつ円弧A12に沿つ
て4つのデータサンプルを補間することによつて
I2′を得ることのような他の方法も可能である。
又、別の方法は、I1及びI2を得るのと同じに様に
して、補間値I1B及びI1Cを得、かつDPで最終補間
値を得るために角度方向にそれらの前てを補間す
ることである。同様に、補間値I1A′はA10に沿つ
てデータサンプルから得ることができ、かつ
I2B′はA13にそつてデータサンプルから得ること
ができる。そして次に、これらは、DPで最終補
間データ値を得るために半径方向で補間すること
ができる。さらに、別の方法は、DPを包含する
領域を限定するS2 10,S5 10,S2 13及びS5 13のよう
なDPから遠く離れた4つのサンプル点でデータ
サンプルを使用することである。 前述した補間のために、直線関数を例示した
が、しかしどんな非線型補間方法も、DPの半径
又は角度位置で補間値を得るために使用すること
ができる。補間の種類によつて、データサンプル
に与えられる係数が、変化するのみである。 計算の基礎 前述したように、直接方法によるセクター内の
全ての最終補間デイスプレイ値の計算は、1/30秒
で1セクターを走査する超音波スキヤナーのよう
な装置が実時間動作するよりもはるかに時間がか
かる。 本発明に従つて計算をする基礎の説明のため
に、第3図を参照する。スキヤナーからの2つの
半径方向線、すなわちスライスを限定する外側線
R0と内側線R1は、セクターの中心線であるy軸
に沿つたデイスプレイ点の行とそれぞれθ2及びθ1
の角度をなしている。図では、線R0とR1の間の
角度θ2−θ1は非常に誇張しており、一般的には、
3/4°乃至1 1/2°であるが約10°に描いてある。 RERRの計算 以下、RERRの計算のための基礎を示す。たま
たま外側半径線R0上にある第3図のデイスプレ
イ点DP1で開始することによつて、そしてデイス
プレイ点DP1からの距離Kxである隣接デイスク
プレイ点DP2に向けて、原点0の方にx軸に沿つ
てステツプするとき生じることに注目することに
よつて理解することができる。もし垂線がR0
らDP2を通つて降下するならば、このように形成
された直角三角形の鋭角はθ2であり、かつθ2に対
する三角形の辺はKx sinθ2である。デイスプレ
イ点DP1の半径からこの量を差し引くと、それが
いくらであろうとも、半径長R2によつて示され
るデイスプレイ点DP2の半径値よりわずかに短か
い値となる。これが厳密には圧確でないというこ
とは、DP2の真の半径が、R2が一つの辺である直
角三角形の斜辺であり、それ故実際の半径よりも
小さいという事実から明らかである。もしこのス
テツプがDP2からDP1ならば、すなわち原点0か
ら離れるならば、Kx sinθ2の値は、DP2のために
計算された半径が何であろうとも、それに加えら
れる。DP3までの長さKyの+y方向のステツプ
は、計算方法に従つて、Ky cosθ2の長さを加え
るが、しかしこらはまた、DP3の半径R3が真の半
径よりも小さいので、少し不正確である。しかし
ながら、もしθ2−θ1が通常のように1 1/2°乃至
3/4°であるならば、これらの誤差は無視できる。 前述の公式、及びそれらに従つて構成された装
置は、半径計算をするときに、各スライスの外側
半径線の角度θ2を利用するけれども、かわりに、
Δθ以下の値だけθ2とは異なるθ2に近い別の角度
を選択することができる。このような選択は、誤
差が許容値内に維持されている必要がある。 原点0での半径はゼロである。それ故、もしス
ライスR0,R1のデイスプレイ点の行および列に
沿つた走査をする前述したデイスプレイ点スキヤ
ニング信号が、点線31によつて示されるように
原点0で始まるならば、そしてもしKx sinθ2
値が右への各ステツプに対して差し引かれ、そし
て左への各ステツプに対して加えられるならば、
そしてもしKy cosθ2がy軸に沿つて原点から離
れる各ステツプに対して加えられるならば、スキ
ヤニング通路内の全てのデイスプレイ点の半径
は、R0,R1によつてはまれたスライス内にある
デイスプレイ点の誤差と一貫した十分な精度で決
定することができる。 デイスプレイ点の半径値が、デイスプレイメモ
リ26へのデータ書き込みを妨げるために後述さ
れる様に使用することもできる。前述した半径方
向に沿つた補間が実行することができるように
RERRを決定することが、それのより重要な機能
である。 |Kx|=|Ky|=|S|=1であるフオーマ
ツトによつて、RERRは単に、半径を表わす数の
分数であるが、しかしもしKxがKyとは、そして
sとは異なるならば、そのとき、正規化は、その
分数が依然としてRERRであるようにsの単位で
測定された半径値を発生することができる。従つ
て、次式が成立する。 (12) Rj+1=Rj−Kx sinθ2+Ky cosθ2 XHATの計算 XHATは、デイスプレイ点の列に沿つて、す
なわちx軸に沿つて測定した第3図のRO及びRI
のようなスライスの半径線間の距離として以前に
定義した。もし垂線32がデイスプレイ点34の
位置でy軸から引かれるならば、同じ列内のデイ
スプレイ点のXHATの値は次の様に得ることが
できる。原点0とデイスプレイ点34の間のKy
の増分の数がnであるならば、そのとき、第3図
に示されるように、 (13) X=nky tanθ2 そして (14) X′=nky tanθ1 そして (15) XHAT=X−X′=nky tanθ2−nky tanθ1 XHATの値は、y軸に沿つたKyの各変化に対し
て次のような一定量ΔXHAT増加するというこ
とを見ることができよう。 (16) ΔXHAT= nky tanθ2−nky tanθ1/n =(tanθ2−tanθ1)ky 後述されるシステムにおいて使用されるよう
に、COUNTは、デイスプレイ点列に沿つて、デ
ータを求められるデイスプレイ点までの距離を
R0のような外側半径線から測つた値である。第
3図のDP1は外側線R0上にあるので、その
COUNTの値はゼロである。DP2に対する
COUNTの値はKxである。このように、セクタ
ーの中心線の方へのデイスプレイ点の列にそつた
ステツプはKxだけCOUNTの値を増加し(第3
図のDP4及びDP4′参照)、そしてそれから離れる
方のステツプはKxだけCOUNTの値を減少する。
しかしながら、このステツプが、DP1からDP3
のステツプのように、原点0から離れる方向で、
デイスプレイ点の行に沿つているとき、すなわち
y軸に沿つているとき、COUNT値はKy tanθ2
だけ増加する。 原点でのデイスプレイ点のCOUNTの値は、ゼ
ロである。それ故、もし+Kx、−Kx、及びKy
tanθ2の値が上述したように選択されるならば、
COUNTの値が得られるであろう。いずれのデイ
スプレイ点でも、0COUNT<XHATである
ときはいつでも、セクタースライスの内側にあ
る。 COUNTをXHATによつて割ることによつて、
スライスの半径線R0とR1の間のデイスプレイ点
の角度位置の分数測定、θERRが決定される。
RERRは、2つのデータサンプル点の間のデイス
プレイ点の半径方向距離の分数測定であるので、
θERR及びRERRは、同じ様にして角度方向及び
半径方向補間において使用することができる。 COUNTの値がセクターの右半分のスライスに
対して決定されているとき、CONUTはやはり外
側線から測定されるが、しかし第3図から見るこ
とができるように外側線R0′は、RO及びRIの場合
のように、RI′の左側ではなくむしろその右の方
である。外側半径方向線RO′からCOUNTを測定
することによつて、同じ計算が適用されるであろ
う。 しかしながら、デイスプレイ点の分数角度位置
は外側線Rp又はRO′から測定される必要がある。
それは例えばセクターの左半分においては、RO
である左側半径方向線に対して常に測定できる
し、右半分においてはRO′で同様に測定する。こ
の計算は、左半分に対して今説明したのと同じで
あろう。しかし右半分では、+Kx及び−Kxは入
れ換えなければならず、かつ−tanθ2が+tanθ2
かわりに使用されるであろう。これは、後述され
るように、ROMに加えることができる。 原点に近いデイスプレイ点の最終補間データ値
は一般に重要でない。対象となるデイスプレイ点
の最終補間データ値を計算するために必要とされ
るRERR及びθERRの値を得るためにこれらの点
のRERR及びθERRの値は反復付加時において必
要とされるので、これらの値を得ることは必須で
ある。 全体システム 第4図のブロツク図は、本発明の走査変換装置
24である。その機能は、第1図の20のような
半径方向スキヤナーによつて1秒に約30回走査さ
れる第1A図に示されるような90度のセクター内
にあるデイスプレイメモリの略々125000個のデイ
スプレイ点のそれぞれの最終補間データ値を実時
間で計算することである。これは、スライスの各
デイスプレイ点、すなわち一対の半径線の上、又
はその間のデイスプレイ点の最終補間データ値を
決定し、そして各連続スライスに対してこの動作
を反復適用することによつて達成される。 第4図において、半径方向スキヤナー33は、
各連続半径線に沿つて得られたアナログデータを
A/Dコンバータ35に供給し、かつこれは、第
3図の半径方向線のRO上のサンプルS10,S11
S12,S13及び半径方向線RI上のサンプルS10′,
S11′,S12′,S13′によつて示されるような半径線に
沿つた一様な間隔の点で生じるデータのデイジタ
ルサンプルを発生する。各スライスに対する計算
で使用されるデータは異つているから、線識別手
段36が、走査されている線の識別を、半径方向
スキヤナー33の信号から得るために備えられ
る。これは、各線にデイジタル番号を割り当てる
ことによつて、あるいはセクター内の所定の線を
識別し、そしてそれが走査されているとき線を計
数し、線を識別するような多数の方法で達成する
ことができる。しかしながら得られると、線識別
信号は、線に沿つた半径方向位置が識別可能であ
るような方法で、A/Dコンバータ35からメモ
リ40内の記憶点までデイジタルデータサンプル
を導くために、書き込み制御手段38によつて使
用される。 次の説明は、デイスプレイ点を包含する領域を
限定するメモリ40からデータサンプルを得るた
めの手段と同様に、補間プロセスで使用されるデ
イスプレイ点の半径及び角度位置をそれぞれ表わ
す信号RERR及びθERRを得るための手段に関連
している。 手段42は、スキヤナーが半径線に沿つて走査
を開始する時を示す信号STRTLを半径方向スキ
ヤナー33から得る。線識別手段36によつて供
給される信号により識別される線に相当するスラ
イスのデイスプレイ点を通つて走査する場合、手
段DPSGは、各信号STRTLに応答して半径線の
原点におけるもののような所定のデイスプレイ点
から引き出される方向+x、−x、+y、あるいは
−yのうちいずれか一つの方向でステツプ順序を
表わすデイスプレイ点スキヤニング制御信号を供
給する。 ステツプの順序は通常、第3図の点線31によ
つて示されたデイスプレイ点走査路によつて示さ
れるように+x、−y、及び+y方向のものを含
むけれども、それは同様に、−y方向でなされる
ステツプに対しても可能である。Xカウンター装
置46は、ステツプがX軸に沿つているというこ
とを示す信号を供給し、Xアツプ/ダウン装置4
8は、ステツプが+x又は−方向にあるかどうか
を示す信号を供給し、Yカウンター装置50はス
テツプがy軸に沿つているということを示す信号
を供給し、そしてYアツプ/ダウン装置52は、
ステツプが+y又は−y方向にあるかどうかを示
す信号を供給する。Xカウンター装置46及びX
アツプ/ダウン装置48の出力をXアドレス、カ
ウンター54に印加することによつて、最終補間
データ値が後述されるように計算されるデイスプ
レイ点のX座標は、初期デイスプレイ点のX座標
に関して識別される。そして、Yカウンター装置
50及びYアツプ/ダウン装置52の出力をyア
ドレスカウンター56に印加することによつて、
同じ座標点のy座標は、初期デイスプレイ点yの
座標に関して識別される。x及びyアドレスカウ
ンター54及び56の出力はそれぞれ、デイスプ
レイメモリDMのアドレス線にそれぞれ印加され
て、その点の最終補間データ値FDPが決定され
るとき、最終補間データFDPを適切な位置に導
く。 半径の計算 手段DPSGによつて供給されるデイスプレイ点
スキヤニング信号によつて識別される各デイスプ
レイ点の半径の決定は、次のように達成すること
ができる。手段DPSGからのデイスプレイ点スキ
ヤニング制御信号と組み合せて半径位置が決定さ
れる線を識別する線識別手段36からの信号は、
加算器60の一方の入力に印加するため、第3図
と関連して説明したように、+Kx・sinθ、−Kx・
sinθ、+Ky・cosθ、又は−Ky・cosθの値の適切
なものを、メモリ58から選択する。角度θは、
スライスの中心角にかなり近い半径線の角度であ
る。どのくらい近いかは、角度位置において許容
することのできる誤差によつて決定される。加算
器60の出力は、Xカウンター装置46及びyカ
ウンター装置50の出力にそれぞれ入力が接続さ
れたORゲート64の出力を、ラツチ回路62の
クロツク入力に接続することによつて、x又はy
軸に沿つてステツプがあるときはいつでもラツチ
回路62は動作する。ラツチ回路62の出力は加
算器60の別の入力に接続される。加算器60と
ラツチ回路62はいつしよに、アキユムレータを
形成し、それは、手段DPSGによつて決定される
走査路に沿つて+x、−x、+y、−y方向のそれ
ぞれ以前のステツプに応答して発生した+Kx
sinθ、+Kx sinθ、+Ky cosθ、又は−Ky cosθの
全ての値を加えることによつて、デイスプレイ点
の半径を表わす信号をラツチ回路62の出力に発
生する。 デイスプレイ点の選択 最終補間データ値は、DPSGによつて供給され
た信号によつて決定される走査路内の各デイスプ
レイ点に対して得ることができるので、スライス
の外側(今後は頭上と呼ぶ)にあるデイスプレイ
点のためにこの計算をする時間は、次の規則を使
うことによつて最小化することができる。 すなわち 1 セクター頂点で、X方向に外側線の外側に増
分。 2 もし外側線の外側で、外方向に向いているな
らば、垂直に降下しかつX方向の横断方向を逆
転(XDIRを変化)。 3 もしスライスの外側の方に向いているなら
ば、そして目下横断ラスターのさらに外のスラ
イス内に、さらに点がなく、そして引き続く横
断線上にこれ以上の点がないならば、そのとき
垂直に降下し、方向を逆転(XDIRを変化)。
しかしながら、もし別の点が、引き続く線上の
スライス内にあるならば、そのとき別の点のた
めに現在の線上の横断を継続し、それから規則
2に続く。 4 セクターの中心の方に向いているならば、ス
ライス内になるまで、すなわち内側線の内側に
なるまで継続し、スライス内にある現在の横断
内の最後のデイスプレイ点をアドレスした後垂
直に降下し、そして方向を逆転(XDIRを変
化)。 スライスの外側にある点の最終補間データ値
は、それらがかなり不正確であり、そしてデイス
プレイメモリスキヤナー66によつて読み取りか
つデイスプレイ装置68に印加することができる
ので、デイスプレイメモリDMには入力すべきで
ない。複数の値を計算し、そして不正確なデータ
がデイスプレイメモリDM内に記憶されないよう
にするかわりに本発明では、スライス外側のデイ
スプレイ点の最終補間データ値を計算する手段を
不能にする。 半径Rの利用 前述したように、手段DPSGによつて示された
デイスプレイ点の半径Rの値は、ラツチ回路62
の出力に現われる。半径Rを表わすビツトは、比
較器70に印加され、かつそこでそれは、セクタ
ーのための外側半径境界を表わす最大半径RMAX
の値と比較される。デイスプレイ点の半径Rは
RMAX以下であれば、比較器70はANDゲート7
2の一方の入力に信号ROKを供給し、そしてそ
の出力はデイスプレイメモリDMの制御入力に印
加される。後述されるように、デイスプレイ点が
そのスライスの中にあるということを示す信号
THETOKが得られ、そしてANDゲート72の
他の入力に印加される。このように、もしデータ
値がDMに書き込まれるならば、両方の信号
ROK及びTHETOKは肯定的でなければならな
い。スライス端での数個のデイスプレイ点の不正
確な最終補間データ値は、スライス内部の不正確
なデータ値ほど問題はないので、信号ROKは信
号THETOKほど重要でない。ROKの主要な利
点は、それがセクターの外周をなめらかにすると
いう事である。 RERRの計算 式(6)は、補間で使用されているデータサンプル
点に関してデイスプレイ点の相対半径方向位置、
例えばデータサンプル点S3 11及びS3 12に関して第
2図のデイスプレイ点DPの相対半径方向位置を
表わす信号が得られなければならないということ
を示しているので、中間補間値I1、I2を計算する
場合にはRの値は直接使用することはできない。
本発明の補間で使用するため外側データサンプル
点S3 12及びDPの間の半径方向距離を表わす信号
を得ることが可能である。すなわちDPと内側デ
ータサンプル点S3 11の間の半径方向距離を表わす
信号RERR′を得ることが可能である。 本発明の実施例においてKx=Ky=Sとなる点
では、ラツチ回路62の出力の分数部分はRERR
すなわちデイスプレイ点と内側弧間の距離と隣接
した弧の距離Sとの距離比である。一般的には
KxとKyは互いに異なり又Sとも異なる。デイス
プレイ点を移動する時に生じるKxとKyの変化は
半径計算値を2S以上に変化させる。又RERR′の
計算時には前記のことを考慮に入れる必要がある
のでKxとKyとがS以下であれば容易となる。 第2図に示す様に一般的にはKx、Ky、Sは全
て異なる値を取る。ラツチ回路62の出力信号R
は減算器74の一方の入力端子に供給され、ラツ
チ回路76の出力は減算器74の他方の入力端子
に供給される。 角半径方向線の走査開始点で、全てのラツチ回
路の出力は信号STRTLによつてクリアされてい
る。Rの値からラツチ回路76の出力値を減じた
値に等しい差信号RERR′は減算器74の一方の
出力78に現われる。これによつてRの増減を示
す信号RDIRが他方の出力80に現われる。この
差信号RERR′は比較器81の一方の入力端子に
供給され、Sに等しい値が他方の入力端子に供給
される。ここで、RERR′>Sならば、比較器8
1は信号CROSSを出力し、又、RERR′<Oでも
信号CROSSを出力し、RERR′の値は各々増加方
向および減少方向にSの整数倍を通過する。信号
CROSSは第2図で示すように、供に半径方向線
R2とR3の間にあるデイスプレイ点DP4からデイ
スプレイ点DP3へ走査されるか又は逆方向に走査
されることによつて出力される。加減算器83の
一方の入力端子はラツチ回路76の出力に接続さ
れ、他方の入力端子はSに等しい値を入力される
ように接続されており又、制御入力端子は信号
RDIRを入力されように接続されている。ラツチ
回路76の入力端子は又、加減算器83の出力端
子に接続されている。 RDIRがRは増加中であるということを示して
いる時は、加減算器83はその出力端子すなわち
ラツチ回路76の入力端子にラツチ回路76の出
力とSとの合計値を出力する。逆にRDIRがRは
減少中であるということを示している時は、加減
算器83はその出力端子すなわちラツチ回路76
の入力端子にラツチ回路76の出力とSとの差を
出力する。ラツチ回路76のクロツク入力は信号
CROSSを入力されるように接続されているので、
信号CROSSが生じた時ラツチ回路の入力はその
出力端子すなわち減算器74の一方の入力端子に
伝達される。 第2図に示すようにA11とA12間にあるDPのよ
うなデイスプレイ点の分数距離を表わす信号
RERRはRERR′を分割器77を使つて、Sで割
ることにより得られる。しかしながら、もしS=
Kx=Kyが成立すれば、ラツチ回路62の出力端
子においてRERRは端にRを分割したものとな
る。この場合、ラツチ回路76、加減算器83、
減算器74、比較器81および分割器84は不要
となる。 XHATの計算 XHATの値は、第2図、第3図で示すように
対象となるデイスプレイ点を含むデイスプレイ点
列に沿つて測定される半径線の間の距離である。
XHATは、原点から離れるy方向の各ステツプ
に対する+ΔXHAT(ΔXHATはtanθ2−tanθ1
等しい)と、原点の方へのy方向の各ステツプに
対する−ΔXHATの和に等しい。ΔXHATの値
は各スライスに対して変化するので、線識別手段
36からROM88へ線識別信号を印加して、そ
の線のΔXHATの値を選択することのみが必要
である。 ROM88の出力は、加算器90及びラツチ回
路92から成るアキユムレータに印加される。こ
のアキユムレータは、半径計算で使用された加算
器60及びラツチ回路62と同じ様に動作する。
しかしながら、x及びy方向に動く毎に更新され
るかわりに、ラツチ回路92は、y方向の動きで
のみ更新される。 COUNTの計算 信号COUNTは、デイスプレイ点とスライスの
いずれかの半径方向線との間のデイスプレイ点列
に沿つて測定した距離である。線識別手段36か
らの線識別信号、手段DPSGからのデイスプレイ
点走査制御信号、及ばYアツプ−ダウン回路52
からのyアツプ−ダウン信号はROM96に印加
されて、+Kx、−Kx、+Ky tanθ、又は−Ky
tanθの値の一つを選択し、そしてそれを加算器9
8の入力に印加する。線識別信号はスライスのた
めに使用された角度θ2に相当するtanθ2を有する
項を選択し、そして手段DPSGからのデイスプレ
イ走査制御信号と組み合わせたyアツプ−ダウン
回路52からの信号が+Ky tanθ及び−Ky tanθ
の適切なものを選択する。+Kx又は−Kxの値は、
走査制御信号によつて作られたx方向に沿つたス
テツプによつて選択される。下記の表は、前述し
た状態のもとでのROM96の入力選択マトリツ
クスを示している。+xは1の値を増加する右へ
のステツプであり、−xはx軸に沿つて左へのス
テツプであり、−yは原点の方へのステツプであ
り、そして+yはy軸に沿つて原点から離れる方
向のステツプである。
The present invention relates to a sector scanning ultrasonic scanning device for performing tomography of human body organs such as the heart. More specifically, the present invention relates to a scan conversion device for converting points on a tomographic plane to points on a display device. Traditionally, when performing tomography of a human body using a sector-scanning ultrasound scanning device, data is collected at points that satisfy the Nyquist criterion along the radial line of the ultrasound signal generated from the scanning device (scanner). The method used was to sample, store the resulting data sample in memory, and display the data sample on a display device.
Due to the gaps between the radial lines, there were disadvantages such as lines and wavy shapes that were required for imaging on the display device (see "Digital Scan Converters in Diagnostics" by J. OPHIR and NFMAKLAD).
The paper entitled “Ultrasound Imaging” Proc.
(See IEEE, Vol. 67, No. 4, April 1979). Conventionally, in order to improve this problem, a method has been used in which a radial line for interpolation data is inserted into the blank space. This method improves the wavy shape, but
This creates a portion in memory where duplicate data samples are stored. Of these redundantly stored data samples, only the last stored data sample is output to the display device, which has the disadvantage of causing crevices and unnecessary contrast in the displayed image. It was hot. In order to improve this, there was a method of inputting the peak value or average value of the duplicated data samples into the display device, but this method was only a slight improvement and had the same drawbacks. Was. Furthermore, in the above method, the data samples on the tomographic plane are stored in the memory and displayed on the display at a rate of
Real-time operation at a 30 sector scan rate was not possible. The present invention was made to eliminate the above-mentioned drawbacks, and it is possible to obtain true cross-sectional imaging in a short time using correction values obtained from four data points that constitute a sub-slice, which is a minute portion within a sector. With the goal. Embodiments of the present invention will be outlined below. first,
Four points forming a subslice, which is a minute portion within the sector, are selected. From the interpolated values obtained from these four points, the true image is reconstructed on the display device by obtaining data samples corresponding to the points in the display memory contained within the subslice. Specifically, the subslice is an area surrounded by two radial lines and two circular arcs,
The four points are the intersections of each radial line and each circular arc. The first and second intermediate interpolated values are obtained at the radial position of each display point from a sample pair both along the radial direction, or at the angular position of each display point from a sample pair both along the arc direction. It will be done. If said first and second intermediate interpolated values are obtained at the radial position of the display point, then a final interpolated value is obtained from said intermediate interpolated value at the angular position of the display point, and said intermediate interpolated value is obtained at the angular position of the display point. If obtained in position, the final interpolated value is obtained in radial position. The radial position of each display point within a subslice is determined by adding a stored value for each step along a column of display points and a stored value for each step along a row of display points to the known radius of the previously scanned display point. Obtained by iteratively adding or subtracting values. The fractional part of this repeated addition or subtraction is a radial coefficient and is called RERR. The angular position is measured at a known distance, called COUNT, of the previously scanned display point from one of the radial lines of the slice, measured along the column of display points, for each step along the column of display points. Iteratively adding different stored values for each step along the row of stored values and display points;
Signal i.e. COUNT for each display point
get value The known distance between the radial lines of the slices along a given column of display points is further iteratively appended with a predetermined stored value for each step along a row of display points to generate a signal for each display point. In other words, the XHAT value is obtained. The signal COUNT at each display point is the signal at that point.
Divide by XHAT to obtain a signal representing the angular position, ie, the θERR value. If the angle between the radial lines is small, there will be a small error in the true angular position expressed as the ratio of the arc length between the display point and the radial line of the slice. In the present invention, the angular position and the radial position are not directly calculated, but interpolated values are calculated by iterative addition, so calculations can be made in a short time. In an ultrasound system, if the data sample represents brightness, 5 bits are required to represent the 32 brightness levels that can be reproduced on a cathode ray tube. In this way, RERR, COUNT,
Although 5 bits are required to represent the final value of XHAT, θERR, 12 bits are used to reduce the amount of accumulated error to an acceptable level in repeated additions. Interpolation can be achieved in a very short time by multiplying with ROM, and since both the luminance samples and the RERR and θERR values used in the interpolation have only 5 bits, it is not convenient. size ROM is used. Below, calculation formulas used in the examples of the present invention will be briefly shown. The angle of the center line in the radial direction is 0°C,
Take all other radial angles to positive values. 90℃
For the sector, there are radial lines within +45°C on each side of the radial center line. Let the angle of the outer radial line R 0 be θ 2 and the angle of the inner radial line R 1 be θ 1 . RERR Repetition relationship is between previous point j and new point (i+1)
Adjust the previous radius value by an incremental amount determined by the transverse direction between. If this movement is in the X direction, left or right, then Ky=0.
Conversely, if this movement is in the y direction, up or down, then Kx=0. If the movement in the X direction is towards the center line of the sector, then
Kx is positive and causes an incremental decrease in radius by Kx sinθ 2 . Conversely, for outward movement in the X direction,
Kx is negative, resulting in an incremental increase by Kx sinθ 2 . If the movement in the y direction is away from the sector vertex, then Ky is positive, and if the movement in the y direction is towards the vertex, Ky is negative. The coefficients RERR and θERR required at each display point ostensibly require direct calculation of the radius R and angle θ, where θ is the vertical line through the center of the sector and the sector slice through the display point. It is the angle between the line to the vertex. That is, for the jth display point, (1) Rj = √ 2 + 2 where (xj, yj) are the rectangular coordinates of the jth display point. (2) θj=tan -1 xj/yj However, equation (1) can also be calculated from the iterative approximation resulting from the Taylor series approximation given by the following equation (3). (3) R j+1 =Rj−Kx sin θ 2 +Ky cos θ 2 where θ 2 represents the outer angle of the two radial lines forming the sector slice. θERR The stored value ΔXHAT added for each step of the scan path along a row of display points to obtain the XHAT for each display point is tanθ 2
−tanθ 1 , where θ 2 is the line of slice θ=
is the angle between 0° and the outer radius line, and θ 1 is
It is the angle between the line θ=0° and the inner radius line of the slice. Therefore, (4) XHAT j+1 =XHAT j +ΔXHAT·Ky It is also shown as follows. (5) COUNT j+1 = COUNT j +Kx+Ky tanθ 2 The value of tanθ 2 is stored for each slice. Examples of the present invention will be described below. The block diagram in FIG. 1 shows the basic configuration of a digital scan converter according to the present invention. Scanner 20 is
transmitting acoustic pulses to the human body by means not shown and transmitting analog signals related to the magnitude of reflected sound received from body tissues located along a number of radial lines of the sector shown in FIG. 1A; Occur. Only a few radial lines are shown in FIG. 1A.
When an analog signal is being received, uniformly spaced digital samples, indicated by the dots in FIG. 1A, are obtained along each radial line by A/D converter 22 and scan converted. Device 2
4 is applied. The first data sample is at the origin 0 of the sector, and since the data samples are distributed along the radial arc, the other data samples are at the intersections of equally spaced radial arcs and the radial line of the sector. be. As previously mentioned, the functionality of the scan converter 24 is such that the scan converter 24 functions to transfer data samples to the appropriate display points of the display memory 26 located in orthogonal columns and rows as indicated by the crosses in FIG. 1B. is to write a digital data value. To do this, scan converter 24 determines the data value to be written and the x of the display point on display memory 26 at which it is to be located.
Output the y coordinate. Once stored in display memory 26, the data is read out from the appropriate x,y coordinate point by readout device 28 and
And it can be positioned and displayed at the corresponding coordinate point of the display means 30 indicated by the cross mark in FIG. 1C. Basic Principles of the Invention Figure 2 shows that at the intersections of radial arcs A 10 to A 13 and radial lines R 2 to R 5 uniformly spaced by a distance S,
2 is an enlarged view of a portion of the sector shown in FIG. 1 with data sample points shown as dots appearing along these radial lines; FIG. Each data sample point is designated by the letter S with a subscript equal to the number of the radial line in which it appears and a superscript equal to the number of the circular arc in which it appears. The data sample points are thus distributed along the radial arc. The display points of display memory 26 in FIG. 1 are located in orthogonal columns and rows parallel to the x- and y-axes, respectively, and are indicated by crosses. For simplicity, some of the radial lines R 2 to R 5 have been omitted. However, although not shown, the x-axis passes through the origin 0, where the display point is located. The spacing between columns of display points is Ky, and the spacing between rows of display points is Kx. A first method of performing interpolation will be described below. To determine the final interpolated data value to be used at the display point indicated by the symbol DP in Figure 2,
A signal or RERR' value representing the radial distance between DP and the radial arc A 11 and a signal or θERR' value representing the angular deviation between DP and the radial line R 3 are obtained. Thus, RERR' and θERR' represent the radial and angular position of the display point DP with respect to A 11 and R 3 , respectively. The first intermediate interpolated data value I 1 is determined along the radial line R 3 by linearly interpolating between the data samples of S 3 11 and S 3 12 according to the following equation:
can be obtained at the radial position of the DP. (6) I 1 = S 3 11* (S-RERR') + S 3 12* RERR'/S However, S 3 11* and S 3 12* are data samples S 3 11 ,
S 3 is a data sample value of 12 . Similarly, the second intermediate interpolated data value I 2 is determined by the radius of DP along radius R 4 by linearly interpolating the data samples of S 4 11 and S 4 12 according to the following equation: Can be obtained in direction position. (7) I 2 = S 4 11* (S-RERR') + S 4 12* RERR'/S S 4 11* and S 4 12* are data sample values of S 4 11 and S 4 12 . The final interpolated data value FDP corresponding to DP is the first and second intermediate interpolated data value I 1 according to the following formula:
and I 2 at that angular position by linearly interpolating. (8) Instead of calculating FDP = I 1 (Δθ − θERR′) + I 2 · θERR′ / Δθ θERR′ is the distance between R 3 and R 4 measured along the same column of display points. A COUNT value, which is the distance between DP and R 3 as measured along the same column of display points through the value of XHAT and DP, is determined.
When θERR′ is proportional to Δθ, COUNT is
Proportional to XHAT. Thus, the final interpolated data value at display point DP can be determined from the following equation, where XHAT is replaced by Δθ in equation (8) and COUNT is replaced by θERR′, (9) FDP =I 1 (XHAT−COUNT)+I 2・COU
NT/XHAT. A second method of obtaining the final interpolated data value for display point DP can be easily obtained by reversing the order of interpolation. That is, a first intermediate interpolated data value I 1 ' can be obtained at the angular position of DP along the radial arc A 11 by using the following formula. (10) I 1 ′=S 3 11* (XHAT−COUNT)+S 4
11* .COUNT/XHAT The second intermediate interpolated data value I 2 ' can then be obtained at the angular position of DP along arc A 12 by using the following formula: (11) I 2 ′=S 3 12* (XHAT−COUNT)+
S 4 12*・COUNT/XHAT Therefore, the final interpolated data FDP can be expressed by the following formula. (11)′ FDP=I 1 ′(S−RERR′)+I 2 ′・RERR′/S As will be explained later, the calculation of these equations is If the angular position is represented by the signal θERR
If expressed by = COUNT/XHAT,
The interpolated value is easily obtained. RERR is A 11 and
A is the fractional position of DP between 12 and θERR is
is the fractional position of DP between radial lines R 3 and R 4 .
Therefore, for example, equation (6) becomes as follows. (6') I 1 = S 3 11* (1-RERR) + S 3 12*・RERR And equation (9) becomes as follows. (9') FDP = I 1 (1 - θERR) + I 2 · θERR In either calculation method, the first intermediate interpolated data value is obtained by interpolating data samplings on one side of the DP, and a second intermediate interpolated data value is on the other side of the DP in the same direction as one of the radial and angular directions. Obtained by interpolating data samples. In the first method, the first intermediate interpolated value I 1
is obtained by finding the interpolated values of S 3 11* and S 3 12* that are to the left of DP in the angular direction, and the second intermediate interpolated data value I 2 is to the right of DP in the angular direction. It is obtained by interpolating certain S 4 11* and S 4 12* . If the angle between R 3 and R 4 is small, the intermediate interpolated value data I 1 , I 2 and DP will be aligned approximately on a straight line. Similarly, in the second method,
I 1 ′ is obtained by interpolating S 3 11* and S 4 11* along arc A 11 and radially on one side of DP, and I 2 ′ is Along 12
and S 3 12 and S 4 12 radially on the other side of the DP
can be obtained by interpolating . Although the above description describes one way in which the scan converter 24 comprising the present invention can operate, I 1 is obtained by interpolating four data samples along R 3 . , and along R 4 4
such as obtaining I 2 by interpolating two data samples, or in a second method obtaining I 1 ' by interpolating four data samples along arc A 11 , and By interpolating four data samples along arc A 12
Other methods are also possible, such as obtaining I 2 ′.
Another method is to obtain the interpolated values I 1B and I 1C in the same way as to obtain I 1 and I 2 , and angularly precede them in order to obtain the final interpolated value in DP. It is to interpolate. Similarly, the interpolated value I 1A ′ can be obtained from the data samples along A 10 and
I 2B ′ can be obtained from the data samples along with A 13 . These can then be radially interpolated to obtain the final interpolated data values at DP. Furthermore, another method is to use data samples at four sample points far away from the DP such as S 2 10 , S 5 10 , S 2 13 and S 5 13 to limit the area encompassing the DP. be. For the interpolation described above, a linear function is illustrated, however any non-linear interpolation method can be used to obtain interpolated values at the radial or angular position of the DP. The type of interpolation changes only the coefficients applied to the data samples. Fundamentals of Calculations As mentioned earlier, calculating all the final interpolated display values within a sector using the direct method is much faster than the real-time operation of a device such as an ultrasonic scanner that scans one sector in 1/30 of a second. it takes time. For an explanation of the basis of calculations according to the invention, reference is made to FIG. Two radial lines from the scanner, i.e. outer lines that define the slice
R 0 and the inner line R 1 are the rows of display points along the y-axis, which is the centerline of the sector, and θ 2 and θ 1 respectively.
It forms an angle of . In the figure, the angle θ 2 −θ 1 between the lines R 0 and R 1 is greatly exaggerated, and in general,
It is 3/4° to 1 1/2°, but it is drawn at about 10°. Calculating RERR Below we present the basis for calculating RERR. By starting at the display point DP 1 of FIG. 3 which happens to be on the outer radius line R 0 and towards the origin 0 towards the adjacent display point DP 2 which is a distance Kx from the display point DP 1. can be understood by noting what happens when stepping along the x-axis. If the perpendicular falls from R 0 through DP 2 , the acute angle of the right triangle thus formed is θ 2 and the side of the triangle with respect to θ 2 is Kx sinθ 2 . Subtracting this amount from the radius of the display point DP 1 , however much it may be, results in a value slightly less than the radius value of the display point DP 2 indicated by the radius length R 2 . That this is not strictly exact is clear from the fact that the true radius of DP 2 is the hypotenuse of a right triangle of which R 2 is one side, and is therefore smaller than the actual radius. If this step is from DP 2 to DP 1 , ie away from the origin 0, then the value of Kx sin θ 2 is added to whatever radius was calculated for DP 2 . The steps in the +y direction of the length Ky up to DP 3 add the length Ky cosθ 2 according to the calculation method, but they also have the radius R 3 of DP 3 smaller than the true radius, so It's a little inaccurate. However, if θ 2 −θ 1 is between 1 1/2° and 3/4°, as is usual, these errors can be ignored. Although the aforementioned formulas, and devices constructed according to them, utilize the angle θ 2 of the outer radius line of each slice when making radius calculations, instead:
Another angle close to θ 2 that differs from θ 2 by a value less than or equal to Δθ can be selected. Such a selection requires that the error be kept within tolerances. The radius at origin 0 is zero. Therefore, if the display point scanning signal described above, which scans along the rows and columns of display points in slices R 0 , R 1 , starts at origin 0 as shown by dotted line 31, and if Kx If the value of sinθ 2 is subtracted for each step to the right and added for each step to the left, then
And if Ky cos θ 2 is added for each step away from the origin along the y-axis, then the radius of every display point in the scanning path is within the slice fitted by R 0 , R 1 It can be determined with sufficient accuracy to be consistent with the error of a given display point. The radius value of the display point can also be used as described below to prevent data from being written to display memory 26. So that the interpolation along the radial direction mentioned above can be performed
Determining RERR is its more important function. With the format |Kx|=|Ky|=|S|=1, RERR is simply a fraction of the number representing the radius, but if Kx is different from Ky and from s, then Normalization can then generate a radius value measured in units of s such that the fraction is still RERR. Therefore, the following equation holds. (12) R j+1 = R j −Kx sinθ 2 +Ky cosθ 2 XHAT calculation
Previously defined as the distance between the radial lines of slices like . If a perpendicular line 32 is drawn from the y-axis at the location of display point 34, the value of XHAT for the display point in the same column can be obtained as follows. Ky between origin 0 and display point 34
If the number of increments of is n, then (13) X=nky tanθ 2 and (14) X'=nky tanθ 1 and (15) XHAT=X−X ′=nky tanθ 2 −nky tanθ 1 It can be seen that the value of XHAT increases by a constant amount ΔXHAT for each change in Ky along the y-axis. (16) ΔXHAT= nky tanθ 2 −nky tanθ 1 /n = (tanθ 2 − tanθ 1 )ky As used in the system described below, COUNT is the display point for which data is determined along the display point sequence. distance to
It is the value measured from the outer radius line such as R 0 . DP 1 in Figure 3 is on the outer line R 0 , so
The value of COUNT is zero. against DP 2
The value of COUNT is Kx. Thus, a step along the column of display points toward the center line of the sector increases the value of COUNT by Kx (the third
(see DP 4 and DP 4 ' in the figure), and steps away from it decrease the value of COUNT by Kx.
However, if this step moves away from the origin 0, such as the step from DP 1 to DP 3 ,
When along the rows of display points, i.e. along the y-axis, the COUNT value is Ky tanθ 2
only increases. The value of COUNT for the display point at the origin is zero. Therefore, if +Kx, −Kx, and Ky
If the value of tanθ 2 is chosen as described above, then
You will get the value of COUNT. Any display point is inside a sector slice whenever 0COUNT<XHAT. By dividing COUNT by XHAT,
A fractional measure of the angular position of the display point between the radial lines R 0 and R 1 of the slice, θERR, is determined.
Since RERR is a fractional measure of the radial distance of a display point between two data sample points,
θERR and RERR can be used in angular and radial interpolation in the same way. When the value of COUNT is being determined for a slice in the right half of the sector, CONUT is still measured from the outer line, but as can be seen from FIG . and R I , rather than to the left of R I ′, as in the case of R I . The same calculation would be applied by measuring COUNT from the outer radial line R O '. However, the fractional angular position of the display point must be measured from the outer line R p or R O '.
For example, in the left half of the sector, R O
can always be measured for the left radial line with , and similarly for the right half with R O '. This calculation would be the same as just described for the left half. But in the right half, +Kx and -Kx would have to be swapped and -tanθ 2 would be used instead of +tanθ 2 . This can be added to the ROM as described below. The final interpolated data values for display points near the origin are generally not important. The RERR and θERR values of these points are required during the iterative addition to obtain the RERR and θERR values needed to calculate the final interpolated data value for the target display point, so these Obtaining the value is essential. Overall System The block diagram of FIG. 4 is the scan converter 24 of the present invention. Its functionality consists of approximately 125,000 pieces of display memory in a 90 degree sector as shown in Figure 1A, scanned approximately 30 times per second by a radial scanner such as 20 in Figure 1. The final interpolated data value for each display point is calculated in real time. This is accomplished by determining the final interpolated data value for each display point in a slice, i.e., a display point on or between a pair of radial lines, and then iteratively applying this operation to each successive slice. Ru. In FIG. 4, the radial scanner 33 is
The analog data obtained along each successive radial line is fed to an A/D converter 35, and this is applied to the samples S 10 , S 11 , S 11 ,
S 12 , S 13 and sample S 10 ′ on radial line R I ,
Digital samples of data are generated that occur at uniformly spaced points along the radial line, as indicated by S 11 ', S 12 ' , and S 13 '. Since the data used in the calculations for each slice is different, line identification means 36 are provided for obtaining the identification of the line being scanned from the signal of the radial scanner 33. This is accomplished in a number of ways, such as by assigning a digital number to each line, or by identifying a given line within a sector, and counting and identifying lines as it is being scanned. be able to. Once obtained, however, the line identification signal is used by the write control to direct the digital data samples from A/D converter 35 to a storage point in memory 40 in such a way that the radial position along the line is discernible. used by means 38. The following description describes the means for obtaining data samples from memory 40 that define the area encompassing the display points, as well as the signals RERR and θERR representing the radial and angular positions, respectively, of the display points used in the interpolation process. It is related to the means for Means 42 obtains a signal STRTL from radial scanner 33 indicating when the scanner begins scanning along a radial line. When scanning through the display points of the slice corresponding to the line identified by the signals supplied by the line identification means 36, the means DPSG is responsive to each signal STRTL to detect a predetermined position, such as at the origin of the radial line. A display point scanning control signal representing a step order in one of the directions +x, -x, +y, or -y derived from a display point is provided. Although the sequence of steps typically includes those in the +x, -y, and +y directions as shown by the display point scan path indicated by dotted line 31 in FIG. It is also possible for steps performed in The X counter device 46 provides a signal indicating that a step is along the X axis, and the X up/down device 4
8 provides a signal indicating whether the step is in the +x or - direction, Y counter device 50 provides a signal indicating that the step is along the y-axis, and Y up/down device 52 provides a signal indicating whether the step is along the y-axis. ,
Provides a signal indicating whether the step is in the +y or -y direction. X counter device 46 and X
By applying the output of up/down device 48 to an Ru. By applying the outputs of the Y counter device 50 and the Y up/down device 52 to the Y address counter 56,
The y coordinate of the same coordinate point is identified with respect to the initial display point y coordinate. The outputs of the x and y address counters 54 and 56 are respectively applied to the address lines of the display memory DM to direct the final interpolated data FDP to the appropriate position when the final interpolated data value FDP for that point is determined. Radius Calculation The determination of the radius of each display point identified by the display point scanning signal provided by the means DPSG can be accomplished as follows. A signal from the line identification means 36 which, in combination with a display point scanning control signal from the means DPSG, identifies the line whose radial position is to be determined.
To be applied to one input of the adder 60, as explained in connection with FIG.
An appropriate value of sin θ, +Ky·cos θ, or −Ky·cos θ is selected from the memory 58. The angle θ is
The angle of the radius line is fairly close to the central angle of the slice. How close is determined by the error that can be tolerated in angular position. The output of the adder 60 is set to x or y by connecting the output of an OR gate 64, whose inputs are connected to the outputs of the X counter device 46 and the y counter device 50, respectively, to the clock input of the latch circuit 62.
Latch circuit 62 operates whenever there is a step along the axis. The output of latch circuit 62 is connected to another input of adder 60. The adder 60 and the latch circuit 62 together form an accumulator that is responsive to each previous step in the +x, -x, +y, -y direction along the scan path determined by the means DPSG. +Kx generated by
By adding all values of sin .theta., +Kx sin .theta., +Ky cos .theta., or -Ky cos .theta., a signal representing the radius of the display point is generated at the output of latch circuit 62. Display Point Selection Final interpolated data values can be obtained for each display point in the scan path determined by the signal provided by the DPSG, so that it is outside the slice (hereafter referred to as overhead). The time to perform this calculation for a display point located in can be minimized by using the following rule. i.e. 1 increment outside the outer line in the X direction at the sector apex. 2 If outside the outside line and facing outward, drop vertically and reverse the transverse direction of the X direction (change XDIR). 3 If facing outwards in the slice, and if there are no further points in the slice further out in the current transverse raster, and if there are no more points on the subsequent transverse line, then vertically descend and reverse direction (change XDIR).
However, if another point is within the slice on the subsequent line, then continue traversing the current line for another point and then continue with Rule 2. 4 If facing towards the center of the sector, continue until it is inside the slice, i.e. inside the inside line, and drop vertically after addressing the last display point in the current traverse that is inside the slice. and then reverse direction (change XDIR). The final interpolated data values for points outside the slice are not entered into the display memory DM since they are highly inaccurate and can be read by the display memory scanner 66 and applied to the display device 68. Shouldn't. Instead of calculating multiple values and preventing inaccurate data from being stored in the display memory DM, the present invention disables the means to calculate final interpolated data values for display points outside the slice. Utilization of Radius R As previously mentioned, the value of the radius R of the display point indicated by the means DPSG is determined by the latch circuit 62.
appears in the output of The bit representing the radius R is applied to a comparator 70, where it is applied to the maximum radius R MAX representing the outer radius boundary for the sector.
is compared with the value of The radius R of the display point is
If R MAX or less, the comparator 70 outputs the AND gate 7
2, and its output is applied to the control input of the display memory DM. A signal indicating that the display point is within that slice, as described below.
THETOK is obtained and applied to the other input of AND gate 72. Thus, if a data value is written to DM, both signals
ROK and THETOK must be positive. The signal ROK is less important than the signal THETOK because incorrect final interpolated data values for a few display points at the edge of the slice are less of a problem than incorrect data values within the slice. The main advantage of ROK is that it smooths the perimeter of the sector. Calculating RERR Equation (6) is the relative radial position of the display point with respect to the data sample point used in the interpolation,
For example , it shows that a signal must be obtained representing the relative radial position of the display point DP in FIG . The value of R cannot be used directly when calculating.
It is possible to obtain a signal representative of the radial distance between the outer data sample point S 3 12 and DP for use in the interpolation of the present invention. That is, it is possible to obtain a signal RERR' representing the radial distance between DP and the inner data sample point S 3 11 . In the embodiment of the invention, at the point where Kx = Ky = S, the fractional portion of the output of latch circuit 62 is RERR
That is, it is the distance ratio between the distance between the display point and the inner arc and the distance S of the adjacent arc. In general
Kx and Ky are different from each other and different from S. Changes in Kx and Ky that occur when moving the display point change the calculated radius by more than 2S. Also, since it is necessary to take the above into consideration when calculating RERR', it becomes easy if Kx and Ky are less than S. As shown in FIG. 2, Kx, Ky, and S generally all take different values. Output signal R of latch circuit 62
is supplied to one input terminal of subtractor 74, and the output of latch circuit 76 is supplied to the other input terminal of subtractor 74. At the start of scanning the angular radial line, the outputs of all latch circuits are cleared by the signal STRTL. A difference signal RERR' equal to the value of R minus the output value of latch circuit 76 appears at one output 78 of subtractor 74. As a result, a signal RDIR indicating an increase or decrease in R appears at the other output 80. This difference signal RERR' is applied to one input terminal of a comparator 81, and a value equal to S is applied to the other input terminal. Here, if RERR′>S, comparator 8
1 outputs the signal CROSS, and also when RERR'<O, the signal CROSS is output, and the value of RERR' passes through integer multiples of S in increasing and decreasing directions, respectively. signal
CROSS is a radial line as shown in Figure 2.
It is output by scanning from display point DP 4 located between R 2 and R 3 to display point DP 3 or by scanning in the opposite direction. One input terminal of the adder/subtractor 83 is connected to the output of the latch circuit 76, the other input terminal is connected to receive a value equal to S, and the control input terminal is connected to the output of the latch circuit 76.
RDIR is connected as input. The input terminal of latch circuit 76 is also connected to the output terminal of adder/subtractor 83. When RDIR indicates that R is increasing, adder/subtractor 83 outputs the sum of the output of latch circuit 76 and S to its output terminal, that is, the input terminal of latch circuit 76. Conversely, when RDIR indicates that R is decreasing, the adder/subtracter 83 outputs its output terminal, that is, the latch circuit 76.
The difference between the output of the latch circuit 76 and S is outputted to the input terminal of the latch circuit 76. The clock input of the latch circuit 76 is a signal
Since it is connected to input CROSS,
When the signal CROSS occurs, the input of the latch circuit is transmitted to its output terminal, ie, one input terminal of subtractor 74. A signal representing the fractional distance of a display point such as DP between A 11 and A 12 as shown in Figure 2.
RERR is obtained by dividing RERR' by S using divider 77. However, if S=
If Kx=Ky holds true, RERR at the output terminal of the latch circuit 62 becomes the result of dividing R at the end. In this case, the latch circuit 76, the adder/subtractor 83,
The subtracter 74, comparator 81 and divider 84 are no longer necessary. Calculation of XHAT The value of XHAT is the distance between radial lines measured along the display point sequence containing the display point of interest as shown in FIGS.
XHAT is equal to the sum of +ΔXHAT for each step in the y direction away from the origin (ΔXHAT equals tanθ 2 -tanθ 1 ) and -ΔXHAT for each step in the y direction toward the origin. Since the value of ΔXHAT changes for each slice, it is only necessary to apply a line identification signal from the line identification means 36 to the ROM 88 to select the value of ΔXHAT for that line. The output of ROM 88 is applied to an accumulator consisting of adder 90 and latch circuit 92. This accumulator operates similarly to the adder 60 and latch circuit 62 used in the radius calculation.
However, instead of being updated with each movement in the x and y directions, latch circuit 92 is updated only with movement in the y direction. Calculating COUNT The signal COUNT is the distance measured along the display point sequence between the display point and any radial line of the slice. The line identification signal from the line identification means 36, the display point scanning control signal from the means DPSG, and the Y up-down circuit 52.
The y up-down signal from
Select one of the values of tanθ and add it to adder 9
8 input. The line identification signal selects the term with tan θ 2 corresponding to the angle θ 2 used for the slice, and the signal from the y up-down circuit 52 in combination with the display scan control signal from the means DPSG is +Ky tan θ. and −Ky tanθ
Choose the appropriate one. The value of +Kx or -Kx is
The selection is made by the steps along the x direction made by the scan control signal. The table below shows the input selection matrix for ROM 96 under the conditions described above. +x is a step to the right increasing the value by 1, -x is a step to the left along the x-axis, -y is a step towards the origin, and +y is a step to the left along the y-axis. This is a step away from the origin.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 ROM96の出力は、ラツチ回路100に接続
された出力を有する加算器98に印加され、そし
てそのラツチ回路100は、ORゲート64の出
力にリード102を経てクロツク入力を接続する
ことによつてy又はx方向のいずれかのステツプ
によつて更新される。ラツチ回路100の出力
は、一つのデイスプレイ点から他のデイスプレイ
点へのステツプで生じる全ての負の値を含む
COUNTの値の変化の合計を出力に発生するため
にアキユムレータを形成するように加算器98の
入力に接続される。 θERRの決定 XHAT及びCOUNTの値は、補間公式で使用
された角度距離COUNT及びXHAT−COUNT
を単に作ることによつて補間回路により直接使用
することができるけれども(式(9)、(10)、(11)、
(11′)を参照)、分割器104のXHATによつて
COUNTを割り、一つの線から他の線へのデイス
プレイ点の分数距離を表わす信号θERRを得るこ
との方が一般に簡単である。 デイスプレイ点がスライスの半径線の間にあるか
否かの判別 所定のデイスプレイ点がスライスの半径線の間
にあるかどうかの決定は、次の様にして行なわれ
る。ラツチ回路100の出力のCOUNTの最上位
ビツトは、インバータ106を経てANDゲート
108の一方の入力に印加される。周知のよう
に、インバータ106の出力が低状態になるよう
にCOUNTのデイジタル信号が負になるときこの
ビツトは“1”になる。さらに、XHAT及び
COUNTの値は、もしCOUNTがXHATよりも
小さいならば高状態を、かつCOUNTがXHAT
よりも大きいならば低状態を出力する決定ブロツ
ク110に印加される。このように、もし
COUNTが負であるかあるいはXHATよりも大
きいならば、デイスプレイ点が角度的にスライス
の外側にあるときのみ生じる状況、ANDゲート
108からの出力THETOK?は、低状態にあ
る。THETOK?はANDゲート72の一方の入
力に印加され、ANDゲート72の他方の入力に
は、ROK?が印加されている。このように、
THETOK?が高状態にあつて、デイスプレイ点
がスライスの角度的に内側にあるということを示
し、そしてROK?がまた高状態にあつて、デイ
スプレイ点半径がRMAXよりも小さいということ
を示しているときのみ、ANDゲート72は高状
態を出力して、指示されたx、yアドレスで印加
された最終補間データ値を、デイスプレイメモリ
DMに記憶させる。 補 間 読み取り制御装置82は、RDIRとCROSSの
制御によつてメモリ40から、複数の半径線から
の複数のデータサンプルを得、そしてそれらを同
時に補間器112及び114の入力へ印加する。
データ点の2つは、デイスプレイ点よりも小さな
半径の半径方向円弧がスライスの半径線と交差す
るところに位置し、そしてデータ点の2つは、大
きな半径の半径方向円弧がスライスの半径線と交
差するところに位置している。手段DPSGからの
デイスプレイ点走査制御信号が、デイスプレイ点
走査を、外側又は内側半径方向円弧に交差させる
とき、信号CROSSsは読み取り制御装置82に、
交差がなされたということを知らせ、そして信号
RDIRは、交差が外方向又は内方向半径方向であ
るかどうかを決定する。読み取り制御装置82
は、4つのデータサンプルが常にデイスプレイ点
を包含する領域を限定するように適切なデータ点
を選択する。新たに選択されたデータ点は、以前
と同じく、RDIR及びsの値に依存してセクター
の頂点から遠くに、又はそれに近づけることがで
きる。例えば、最初の4つのデータデイスプレイ
サンプルが第2図のS3 11*,S3 12*,S4 11*、及び
S4 12*であり、そしてデイスプレイ走査がこれら
の点によつて限定された領域内のデイスプレイ点
から半径方向円弧A12の外側の点まで交差したな
らば、読み取り制御装置82は内側データサンプ
ルS3 11*及びS4 11*以外のサンプルS3 12*及びS4 12*
を保持し、そしてデータサンプルS3 13*及びS4 13*
を加える。この走査が半径線A12に再び交差する
ならば、最初の4つのデータサンプルが使用され
る補間器112,114によつて得られる中間補
間値は補間器116に供給される。図示した位置
のスイツチS1及びスイツチS2によつて、補間器1
12及び114は半径方向に補間し、補間器11
6は角度的に補間し、そしてS3はR3上のデータ
サンプルを補間器112に、またR4上のデータ
サンプルを補間器114に印加する。他の位置に
あるスイツチS1及びスイツチS2によつて、補間順
序は逆にされ、そしてS3は内側データサンプルを
補間器112に、また外側サンプルを補間器11
4に印加する。 もし第2図と関連して説明したような他の付加
デイスプレイ点に関連する補間がなされるなら
ば、補間器112及び補間器114の外に補間器
が必要とされ、かつ読み取り制御装置82がメモ
リ40からデータサンプルを得て、それらの適切
なものを同時に補間器に利用しなければならない
ということは明らかである。当業者は、必要なデ
ータサンプル選択及び補間手段を容易に考え得る
ので、ただ一つの他の組み合せのみを第4A図に
例示している。第4A図においては、第1、第2
の中間補間データ値は第2図の半径R3及びR4
各々に沿つた4つのデータサンプル点で、データ
サンプルから得られる。データサンプルS3 10*
S3 13*は補間器118に、データサンプルS3 11*
S3 12*は補間器120に、データサンプルS4 10*
S4 13*は補間器122に、データサンプルS4 11*
S4 12*は補間器124に印加され、そしてRERR
は全ての補間器に印加される。補間器118及び
120の出力は、第1の中間補間データ値I1を発
生する加算器126に接続され、かつ補間器12
2及び124の出力は、第2の中間補間データ値
を出力する補間器128に印加される。補間器1
18及び122は、必要ならば、それらに印加さ
れる異なるウエイテイング係数と共に、DPから
の内側及び外側データサンプルの異なる距離を考
慮に入れることができる。 以下、本発明の詳細な回路図につき説明する。 スキヤナー、バス信号 本発明に従つて補間をするときに使用される
種々の三角関数は、スキヤナーがデータを発生し
ている半径線に関連した角度についての情報を必
要とするゆえに、走査されている線を識別するた
めの手段が必要となる。セクターの第1の線上に
パルスを発生し、そしてスキヤナーが音響パルス
を身体内に伝達する毎に更新される係数を供給す
るような種々の方法を使用することができるが、
しかしソフトウエア制御のもとでセクターを構成
することができるようにするために、各角度は、
その角度のためのデータを受信する直前に7ビツ
トワードによつて独特に名称がつけられる。この
データは5ビツトに量子化される。本発明のスキ
ヤナーと走査変換器の間の信号バスの数を最小に
するために、角度及びデータビツトは、12ビツト
幅である第5図に示されるような共通データを転
送バス133を共有する。第5図のスキヤナー1
34の出力は、第5A図に示すように、最上位ビ
ツトが1の値を有しているとき、ビツト2〜8は
線番号を表わし、そしてそれが0の値を有してい
る場合、ビツト2〜6は、データサンプルの32レ
ベルのうちの1つを表わしている。ROMに記憶
されなければならない三角関数データ量を減らす
ために、セクターの中心半径線まわりに角度的に
対称にされ、そしてビツト番号1は任意に、線が
セクターの左半分にあるとき1の値にされ、そし
てそれが右半分にあるとき0の値にされる。セク
ターの中心線は1にセツトされたビツトを有して
いる。最下位ビツト、この場合ビツト番号11
は、ワードがデータサンプルの値を表わしている
時と同様に、ワードが線識別情報を包含している
ときにも生じる“STROBE”と呼ばれるパルス
を包含している。 タイミング信号 走査変換装置は、クロツク回路136で発生し
たパルスCLKによつてクロツクされるが、しか
し各回路がその機能を果たすのに十分な時間を供
給するために、クロツク回路136の出力の周波
数は、信号ENABLを得るためにデバイダ138
によつて半分に分周される。この信号と逆の負信
号NENBLは、デイバイダ138の出力にインバ
ータ140を接続することによつて供給される。 スキヤナー134のクロツクは、走査変換器の
クロツク回路136と同期していないかもしれな
いので、スキヤナー134からの最下位ビツト信
号STROBEは、シンクロナイザ135に印加さ
れる。シンクロナイザ135は多数の形態をとる
ことができるが、しかしここでは、一対のDフリ
ツプフロツプ132,139及びANDゲート1
41から構成され、図示されたように結合され
る。スキヤナー134から受信したワードに関し
て走査変換回路の種々の部分の動作順序を制御す
るために、INENABLEとして識別されるAND
ゲート141の出力は、同期された信号
STROBEであり、パルスCLKによつて更新され
るシフトレジスター142に印加される。もしク
ロツク136の周波数が12.4MHzであるならば、
レジスタの出力の順序パルスNINEN0,
NINEN1、及びNINEN2がCLKと同期するよ
うに、信号STROBEは少くとも80nsの間高にさ
れ、かつ少なくとも80nsの間低にされる。各パル
スは80nsの間低であり、3つのパルスは、わずか
に240nsの間続く。反転した信号INEN0,
INEN1、及びINEN2はそれぞれインバータ1
44,146、及び148によつて得られる。図
からわかるように、NINEN0又はINEN0はラ
ツチを可能にするために使用され、NINEN1又
はINEN1は書き込み機能を制御するために使用
され、そしてNINEN2又はINEN2はカウンタ
ーを制御するために使用される。 線番号の識別 ANDゲート141からの出力信号
INENABLEは、スキヤナー出力にそのときに存
在するワードをラツチするように、ラツチ回路1
52のEN入力にインバータ150を経て印加さ
れる。その線がある半分のセクターを示すビツト
番号1の信号SIGN及び線番号を示すビツト番号
2〜8は、ラツチ回路154に導かれて、ラツチ
回路154が可能になつたとき、線番号L#を表
わすビツトが一方の出力に現われ、かつSIGNビ
ツトが他の出力に現われる。 ビツト番号2〜6はある時には線識別情報を、
そして他の時にはデータサンプルの値を表わすの
で、これらのビツトが線番号を表わす時のみラツ
チ回路154が駆動される。これはここでは
HDR1として示された最上位ビツトを、INEN
1及びINEN2が印加されるORゲート156の
出力及びENABLとNANDゲート158で
“AND”することによつて達成される。この様
に、INEN1,INEN2を使用する理由は、
INEN1がENABL信号に関して2つの安定状態
の一つになるかもしれないためである。
ENABLEは160nsの周期を有しているのに対し
て、INEN0は80ns幅である。それ故、線番号が
ENABL信号と同期してラツチされることを確実
にするために、INEN0とINEN1の両方が必要
である。また、STRTL信号が同様な方法で発生
する。この信号は後に詳述する。ENABLE信号
を使用する理由は、ハードウエアのためのパイプ
ライン全体のタイミングを確立することである。
実質上、12.4MHzのクロツクを1/2に分周するこ
とによつて、160nsパイプライン時間が設定され
る。このように、各同期動作は、準備、伝搬遅
延、及び保持時間を達成するために160ns必要と
される。NANDゲート158は、HDR1すなわ
ち最上位ビツトが1であるときラツチ回路154
を駆動するのに必要とされる低出力を発生するこ
とのみができる。ラツチ回路154の入力に存在
するデータは走査線情報である。 データの描出 ビツト番号2〜6は、NINEN0によつて駆動
されるラツチ回路160の入力に接続されるの
で、それらが線情報を表わそうと、あるいはデー
タサンプルの値を表わそうと、それらはデータバ
ス162にDATAとして転送される。これらの
ビツトが線情報を表わすとき、HDR1を伝達す
る線166とANDゲート168の一方の入力と
の間にインバータ164を接続することによつて
得られる資格信号SWEによつて、第6図の線メ
モリへのそれらの書き込みが妨げられる。AND
ゲート168の他の入力はINEN1に接続されて
いる。スキヤナー134からのワードが線情報を
表わしているとき、HDR1は高であるので、資
格信号SWEは低でなければならない。しかしこ
のワードがデータを表わすとき、HDR1は低で
あるので、INEN1が生じるとき資格信号SWE
は高になる。 線の開始点 前述したように、補間機能のために使用される
RERR及びθERRの計算は、ある記憶値をそれぞ
れ既知の初期値に連続して加えるか、又は差し引
くことによつて得られる。これらの既知の初期値
はいずれのデイスプレイ点の値を使用してもよい
が、原点でのRERR及びθERRの既知の値はゼロ
であるので、開始点としてセクター原点を使用す
る方が容易である。しかしながら、この方法では
線の開始で生じるデータサンプルを知ることが必
須である。HDR1は各線の開始点で生じるので、
それは信号STRTLを発生するために使用するこ
とができる。一つの方法は、NANDゲート15
8の出力とラツチ回路172の入力の間にインバ
ータ170を接続することである。データが入力
されている間は、HDR1は低であるのでラツチ
回路172の出力も低である。しかしながら、L
#が入力されていればHDR1は高なので信号
NENBLがこのラツチを可能にする場合、高出力
信号STRTLはその出力に現われる。信号
STRTLは、関連した計算を開始するために、第
10図で使用される。 データサンプルの書き込み データサンプルを記憶する一つの方法を説明す
るために、第5図及び第6図を参照する。第6図
において、第5図からのデータバス162は3状
態バツフアすなわちゲート174,176及び1
78に接続され、そしてこれはそれぞれデイジタ
ル線メモリ180,182,184のI/Oに接
続されている。各線メモリは一線に沿つた396個
のデータサンプルを記憶することができ、そして
補間のために必要とされるデータサンプルを発生
するために2つの以前に書き込まれた半径方向線
が読み出されている間に、スキヤナー134の一
つの半径方向線からのデータサンプルが一つのメ
モリに書き込まれることが望まれる。3状態バツ
フアは、線メモリにデータを通すためにそれらの
駆動入力に低状態を印加することを必要とする。
適切な制御信号NLDを得るための一つの手段が
第5図に示されている。リード166からの
HDR1はNANDゲート186の一方の入力に印
加され、INENOは他方に印加され、そしてその
出力は、3出力線M1,M2,M3の一つに高状態
を出力する低状態付勢MOD3カウンター188
に印加される。受信した各HDR1は、NANDゲ
ート186にMOD3カウンターに対する信号
NLDを出力させ、MOD3カウンターを、次の出
力線の高状態にシフトさせる。このように、3つ
のHDR1の後、その順序は反復する。 I/Oに存在したデータを書き込むことができ
るように、線メモリ180,182,184を駆
動するには、低状態が書き込みイネーブル端子に
印加されることを必要とする。このような信号を
得ることは、それぞれM1,M2,M3をNANDゲ
ート190,192,194の入力に印加し、そ
して資格信号SWEをそれらの他の入力に印加す
ることによつて達成される。SWEは、NANDゲ
ート190,192,194の出力が低になるこ
とができるようにデータサンプルがデータバス1
62にあるきのみ高であり、そしてデータサンプ
ルがデータバス上にあるときのみ線メモリにデー
タを書き込ませる。これは、線番号データがメモ
リ180,182,184に書き込まれるのを妨
げる。いずれかのM1,M2、又はM3が高である
ということは、そのNANDゲートに低状態を出
力させ、そして関連した線メモリへの書き込みを
可能にする。このように、もしM1が高であるな
らば、線メモリ180はデータを受信可能にされ
る。 しかし、各線メモリは共通I/Oを有している
ので、そのメモリがデータサンプルを受信してい
る間出力イネーブル端子OEに高状態を印加する
ことによつて出力チヤネルを遮断することがまた
必要とされる。これは、線メモリ180,18
2,184のOE端子にそれぞれM1,M2,M3
印加することによつて達成される。例えば、もし
M1が高状態を有しているならば、線メモリ18
0の出力チヤンネルは出力可能な状態にされな
い。 要約すると、M1,M2,M3は順次高になる。
もしM1が高であるならば、3状態バツフア17
4は、データサンプルが線メモリ180のI/O
に達するのを可能にするが、しかし3状態バツフ
ア176及び178は、データサンプルがそれら
の個々の線メモリ182及び184のI/Oに達
するのを妨げる。同時に、データサンプルが線メ
モリ180内に書き込むことができるように、線
メモリ180の書き込み制御入力は低状態を受け
取る。線メモリ182及び184の出力チヤンネ
ルが出力可能な状態にされる間、線メモリ180
の出力チヤンネルは出力可能な状態にされない。
このように、M1が高で、データサンプルは線メ
モリ180上でのみ記憶することができ、そして
M2及びM3は低であるので、線メモリ182及び
184に以前に記憶したデータサンプルを読み出
すことができる。 ここで、どのようにしてサンプルを順次配列さ
れたアドレスに記憶するかについての問題が生じ
る。これは、アツプ/ダウン カウンター19
6,198,200によつて制御される。まず、
NANDゲート186の出力に信号NLDはカウン
ター196,198,200の負荷入力Lに印加
されて、各線の始めにそれらを全て0計数に戻
す。これらのカウンターが全てで計数することが
できるようにするために、低状態が両方の反転入
力ENT及びENPに入力されなければならない。 例えば、M1が高であるので、データサンプル
が線メモリ180に書き込まれると仮定する。こ
れらの条件のもとで、カウンター196の入力
ENPは、前述のように信号M1+SHIFTがイン
バータ195によつてENPに結合されているの
で、その線全体に対して低である。M1は線間で
は常に高であるので、それらはSHIFTの状態を
無関係にする。書き込みのとき、UND1が高であ
り、カウンターの計数が上昇している。UND1,
UND2,UND3はそれぞれ、ORゲート202,
204,206の一方の入力にM1,M2,M3
を、信号NMDECRを他方の入力に接続すること
によつて得られる。M1は高であるので、カウン
ター196の計数が上昇するように、NMDECR
の状態にかかわらず、ORゲート202の出力は
高である。実際の計数は、インバータ193を経
てカウンター196のENT入力に印加された信
号NM1+ADDENに応答して生じる。M1の反
転信号であるNM1は低であり、かつカウンター
196の入力ENTを低にすることができないの
で、ADDENが高になる毎に計数が行なわれる。
NM1+ADDEN,NM2+ADDEN及びNM3
+ADDENは次の様に得られる。データサンプル
が受信されている間入力が高であるように、
HDR1はANDゲート205の一方の入力にイン
バータ203を経て印加される。各データサンプ
ルは、かわりにINEN2を生じさせるための同期
した信号STROBE INENABLEを発生させる
STROBEに伴なつている。INEN2が高になる
時、ANDゲート205の出力すなわち信号
ADDENも又高となる。信号ADDENはORゲー
ト207,208,210の各々の一方の入力に
印加され、かつ信号NM1,NM2,NM3はそ
れぞれ他方の入力に印加される。この信号はM
1,M2,M3をインバータ212,214,2
16に印加することによつて得られる。線メモリ
180に書き込むとき、その線全体に対してはM
1は高であり、かつNM1は低である。又、
ANDゲート205の出力信号ADDENは各
INEN2に関連して高になり、カウンター196
は計数する。 前述のように、UND1は高であるので、それ
はカウントアツプする。他の線メモリ及びカウン
ター上の種々の信号の効果は、線からデータサン
プルを読み取ることの説明において、明らかにな
る。 この例において、データサンプルは線メモリ1
80に書き込まれた。同時に、データサンプルは
線メモリ182及び184から読み出される。も
し読み取りの順序が常に一方向であつたならば、
読み取り機能はこの点で説明されるであろう。し
かしこれはその例ではないので、読み取り機能を
制御する信号INCR,DECR、及びSHIFTがどの
ように得られるかを説明する必要がある。 デイスプレイ点走査制御信号 所定の線番号に相当するスライス内のデイスプ
レイ点を通つて、例えばセクターの原点のよう
な、所定のデイスプレイ点から進むために必要と
されるデイスプレイ点の列及び行に沿つたステツ
プ走査を表わすデイスプレイ点走査制御信号を発
生するための手段が必要である。前述したよう
に、デイスプレイ点走査制御信号はX、Y方向へ
の運動が異つているので、異つた形態をとること
ができ、そしてコンピユータによつて発生させる
ことができ、あるいはこの例示におけるように、
メモリから得ることができる。後述される第7図
の装置は、一連の単一ビツトを発生するステート
マシン220を備え、そしてそれは、ステツプが
デイスプレイ点の列に沿つてx軸に沿つていると
いうことを0によつて示し、またステツプがデイ
スプレイ点の行に沿つてy軸に沿つて原点から離
れているということを1によつて示す。 本発明の実施例において、セクターの原点から
の第1のステツプは、第3図の走査路31によつ
て示されるようにセクターの左半分にあるスライ
スに対しては左の方であり、かつ第3図の走査路
31′によつて示されるようにセクターの右半分
のスライスに対しては右の方である。この走査ア
ルゴリズムは、yアドレスが変化する毎に、xカ
ウンターのための方向がその最後の設定から変化
し、すなわち、線路31では最初のyアドレスが
変化した後、XDIRはxカウンターをカウントア
ツプするように、すなわちセクターの中心に近づ
くように変化するという概念を使用している。y
移動は引き続き連鎖動作することができる。しか
しながら、ステートマシン220が0を出力する
とき(x移動)、xカウンターは最後に受け入れ
たx方向に動くように、y方向の各動きは、
XDIRにおいて受け入れた変化である。また、同
じ角度だけ中心線、y軸のいずれかの側にあるス
ライスに対して、走査路は、x軸に沿つた相当す
るステツプの方向が反対であるのを除いて同一で
ある。しかしステートマシン220からの1及び
0は同一である。中心の方へのステツプに対して
0であり、かつx軸に沿つてセクターの外側の方
へのステツプに対して1である信号XDIRは、ア
ドレスカウンタ制御装置222によつてステート
マシン220の出力、及びラツチ回路230から
得られるSIGNビツトによつて得られる。第7図
に示すアドレスカウンター制御装置222はま
た、x又はyのステツプを表わす信号YINC/
XINCを供給する。 第7図を詳細に説明する。線番号を表わすビツ
トL#及び第5図のラツチ回路154の出力で
SIGNを表わすビツトはスキヤナー、ラツチ、バ
ツフア224に接続され、かつこれは、第5図の
ラツチ回路172からの信号STRTLによつて制
御されて、これらの信号のためのビツトをFIFO
バツフア226に通過させる。このFIFOバツフ
ア226は、スライスが限定されかつ読み出しの
用意をする前に、スキヤナーの2つの連続半径線
が第6図のデジタル線メモリ180,182,1
84の中の2つに2つの線番号を記憶する。半径
線の各STRTL信号が発生するので、FIFOバツ
フア226内のL#が進められる。セクターの第
3のSTRTL信号で、セクターの第1の線のため
のL#は、L#翻訳ROM228に入力される。
その出力はラツチ回路230に印加される。 L#翻訳ROM228の動作説明のために第7
B1,7B2,7B3図を参照して説明する。半径線
は1/120であるセクターの左半分内の外側線
で始まる偶数を割り当てられ、そしてここで第7
B図で示すように、1は線が左半分にあるという
ことを示すSIGNビツトであり、そして120は
線番号である。任意であるが、中心線はI/Oで
ある。セクターの右半分の最外線は図示されてい
ないが、0/120である。第7B図は、半径線
1/120及び1/118によつて形成されたセ
クターの左半分の最外スライスを示している。デ
ータサンプルは、線1/120及び1/118の
データサンプルが記憶される第6図の線メモリ1
80,182,184の2つから読み出されるけ
れども、点線1/116からのデータサンプルは
第3の線メモリ書き込まれている。後述されるよ
うに、RERR、COUNT、及びXHATの決定に
おいて使用される種々の角度測定は、この実施例
では、外側半径R0とy軸の間の角度に基いてい
る。翻訳ROM228は次の理由のために必要で
ある。全ての三角関係は外側線すなわちセクター
の左側に関係している。これはFIFOバツフア2
26の最古線番号を意味している。対象となる出
力スライスが第7B1図に示されているようであ
るとき、FIFOバツフア226からの現在の出力
は、現在の角度が線1/2のそれであるというこ
とを意味する線1/2である。第7B2図で示す
ように中心線が交差するとき、FIFOバツフア2
26の出力は1/0である。しかし、第7B1
で示すように0/2の角度と1/2の角度は等し
いので0/2の角度を使用する。これを完全にす
るために、線翻訳ROM228は線番号に2を加
え(第7図B3図)、そしてその符号を0に変え
る。すなわち、1/0のかわりに0/2はROM
228から出力され、第7B1図に示す1/2と
同じL#を持つている。SIGNビツトは、L#に
影響しないが、後述する理由によつて、線番号と
同様に遅延する。右側の残りの線は、2がそれら
に加えられる。中心線を除外する左側の全ては、
翻訳ROM228を通り抜ける。 ステート・マシーン220 線番号を表わすラツチ回路230の出力の6ビ
ツトのうちの3上位ビツトは、ROMセレクト
ROM232に印加されて、ステートメモリ23
4で使用され8つのROMのうちの1つを選択す
る。ステートメモリ234内の各ROMは、8つ
までのスライスを包含している。3下位ビツトは
ステートメモリ234に印加されて、特定のスラ
イスに関連して選択したROM内の一部を選択す
る。各スライスは、そのスライスのために合計で
2048ビツトを有するように、256の8ビツトワ
ードを包含している。各ビツトは、デイスプレイ
点を通つて走査される通路内の1ステツプに相当
する。このステツプがx軸に沿つたいずれかの方
向であるならば、それは0である。そしてこのス
テツプがy軸に沿つているならば、それは1であ
る。特定のx方向は、前述のように原点からのy
方向移動の合計数によつて決定される。 スキヤナーラツチバツフア224の出力におけ
る信号STRTLは、ENABLEパルスの速度で
(パイプライン時間)11ビツトアドレスを出力す
るためにステートマシーン、アドレスカウンター
236を動作開始するように印加される。これら
の11ビツトのうちの8ビツトは、ステートメモリ
234内の各スライスの256個の8ビツトワード
の1つを順次選択するように、そしてそれらをラ
ツチ回路238に供給するように印加される。ス
テートマシーン、アドレスカウンター236の出
力の11ビツトの3下位ビツトは、ラツチを可能に
するためANDゲート240のENABLEとAND
されて、ステートマシーン、メモリ234からそ
れに印加された8ビツトワードをマルチプレクサ
242に通し、そしてこれは、ワードのビツトを
3下位ビツトの制御によつて順次選択し、そして
それらをアドレスカウンター制御装置222に印
加する。マルチプレクサ242の出力は信号
YINC/XINCである。 ステートアドレスデコーダ ステートマシーン、アドレスカウンター236
の出力の11ビツトワードは、タイミング信号を進
めるようにROMであるステートアドレスデコー
ダ246に印加される。11ビツトワードによつて
表わされた計数が、後述されるように第8図の機
能が実施されるような時に生じる所定の値に達す
るとき、スタート補間信号である信号STRTIは
第5図のラツチ回路248のリセツト入力に送ら
れる。その目的は後に説明する。デコーダ246
は、R、RERR、COUNT、XHATを決定する
第8図の回路内のカウンター及び3つのラツチ回
路をクリアする信号NACCCLRを送る。デコー
ダ246は又、アドレスカウンター制御装置22
2の出力を初期設定する信号NINTLを出力す
る。そして信号CTRLDは、ソース250によつ
て決定されるようにセクターの原点のxアドレス
にxアドレスカウンター249を繰り返しセツト
し、そして各線の初めにソース254によつて決
定されるように原点のy計数にyアドレスカウン
ター252をセツトする。 アドレス制御装置 第7A図と関連して説明するように、アドレス
カウンター制御装置222は、マルチプレクサ2
42の出力内の各0に対して信号XCNTをxア
ドレスカウンター249に供給し、そしてマルチ
プレクサ242の出力内の各1に対してyアドレ
スカウンター252に信号YCNTを供給する。
アドレスカウンター制御装置222はまた、信号
XU/Dをxアドレスカウンター249に供給す
る。さらに、アドレスカウンター制御装置222
は、マルチプレクサ242からのYINC/
と共に、ラツチ回路230からのマルチプレクサ
242及び信号SIGNの出力に応答して第3図の
31及び31′のような通路を限定する信号
XDIRを供給する。信号XDIR及びYINC/
は、R、RERR、XHAT、COUNTの値を決定
する第8図の回路によつて使用される三角関数の
値を識別するために、後述されるように使用され
る。アドレスカウンタ制御装置から得られる信号
ACCCLKは、R及びCOUNTの値を決定すると
きに使用される第8図のアキユムレータのラツチ
を更新し、そして制御装置222から得られる信
号THETCLKは、XHATの値を決定するときに
使用される第8図のアキユムレータのラツチを更
新するために使用される。 さて、第7A図を参照する。各線の始めに、そ
れ故新たなスライスの始めに、第7図のステート
アドレスデコーダ246からの信号NINTLは低
になり、かつDフリツプフロツプ256のプリセ
ツト入力に印加されて、XDIRを高状態にして、
外側半径線の方にx軸に沿つたステツプであるこ
との信号を送るが、しかし原点に関する方向は決
定されない。NINTLはまた、XORゲート260
の一方の入力にその出力が接続され、かつXDIR
のあるDフリツププロツプ256の出力に入力が
接続された8段遅延器258をクリアする。
XORゲート260の他の入力は、第7図に示す
ラツチ回路230からのSIGNビツトを受け取る
ように接続されている。XORゲート260の出
力はXUP/である。もしこのラインがセクタ
ーの左半分にあるならば、SIGNは高であるの
で、XORN260の出力は低であり、計数ダウ
ン、すなわち左方向であることを示す。もしこの
線がセクターの右半分にあるならば、SIGNは低
であるので、XOR260の出力は高であり、計
数アツプを示す。 XDIRの制御は次の様に達成される。第7図で
示すマルチプレクサ242からのYINC/
は、ANDゲート262の一方の入力に印加され、
かつENABLEは他方に印加される。もし次のス
テツプが依然として外方向であるならば、
YINC/は0であるので、ANDゲート26
2の圧力は低である。この出力はXOR264の
一方の入力に印加され、XOR264の他の入力
は、Dフリツプフロツプ256の出力XDIRに接
続される。XDIRは外方向移動に対して高である
ので、XOR264の出力は高であり、かつ
XDIRは高のままである。しかしもしYINC/
XINCが1であり、y軸に沿つた原点からの移動
であることを示すならば、ANDゲート262の
出力は、ENABLEが発生するとき高であり、
XOR264の出力を低にし、かつXDIRを低に
して、xの次の移動と共にセクターの中心の方へ
のステツプであることを示す。 さてx軸に沿つたステツプの方向及びXUP/
DNは既知であるので、xの各ステツプに対して
信号XCNTを供給したままである。これをなす
ために、YINC/は、9段遅延器266に
印加され、それはまたNINTLによつてクリアさ
れる。9段遅延器266の出力は、ANDゲート
268の一方の入力に、そしてANDゲート27
0の反転入力に接続される。そしてENABLは両
方の他の入力に印加される。もしYINC/
が低であるならば、ANDゲート268の出力は
低であるので、yの計数はないが、しかしAND
ゲート270の出力は高であるので、XCNTは
高であり、XUP/が高であるか又は低である
かに依存して、xアドレスカウンター249を計
数アツプ又はダウンさせる。 もしYINC/が高であであり、yのステ
ツプを示すならば、ANDゲート268の出力は
高になつて、yアドレスカウンター252を計数
アツプさせる。 遅延器258及び266の目的は、第10図の
補間器を通して以前のデータをクリアさせること
である。それらは、ENABLE資格付与の後CLK
によつて更新される。しかしながら、Dフリツプ
フロツプ256はCLKのみによつて更新される。 CLKはまた、信号ACCCLKを相当する出力に
発生するようにENABLEに接続された一つのD
入力を有するシンクロナイザ272のクロツク入
力に印加される。シンクロナイザ272の別のD
入力は、ANDゲート262の出力に接続され、
相当する出力は3番目のD入力に接続され、そ
してその相当するQ出力は信号THETCLKを供
給する。 第7図で示すx及びyアドレスカウンター24
9及び252の出力はそれぞれラツチ回路274
及び276に接続され、それは次に、それぞれバ
ツフア278及び280に接続される。両バツフ
ア278,280は、それらのEN入力に印加さ
れた信号ENABLEを有している。このように、
各信号ENABLEで、x及びyアドレスはそれぞ
れリード282及び284に印加され、かつこれ
は、第10図の底部に沿つて、第10図のデイス
プレイメモリDM′に通される。 R及びRERRの決定 さて、第8図を参照する。第7図のラツチ回路
230の出力からのL#ビツト、及びアドレスカ
ウンタ制御装置222からのデイスプレイ点走査
制御信号XDIR及びYINC/は、各L#と
共に使用される角度θのための+sinθ、−sinθ、
及び+cosθの値を記憶したROM286の入力ア
ドレスに供給される。第8A図は、XDIR及び
YINC/のビツト値の異なる組み合せのた
めのROM286の出力を示す所定の線のための
真理値表を示している。ROM286は、適切な
12ビツト出力を供給するようにプログラムするこ
とができる。12ビツトは、ROM286から出て
くる分数番号を限定するために使用され、そして
ラツチ回路286の入力に印加される。またその
出力は加算器290の一方の入力に印加される。
ラツチ回路292は加算器290の出力とその別
の入力の間に結合されて、アキユムレータを形成
する。ラツチ回路292の出力は、対象となる半
径の分数部分を包含し、そしてその5最上位ビツ
トが必要な信号RERRである。それは5ビツトに
よつて表わされるが、しかしこの付加は、あまり
に多くの蓄積エラーすなわち加算及び/又は減算
すべき1000以上のSin及びcosが存在する状態を避
けるように、全て12ビツトを使用した。ラツチ回
路292は、第7図のステートアドレスデコーダ
246から得られる信号NACCLRによつて線の
始めにクリアされ、そしてそれは同じ図のアドレ
スカウンター制御装置222から得られた信号
ACCCLKによつて更新される。第7A図に見ら
れるように、信号NACCCLRはENABLEから得
られ、かつこれは、デイスプレイ点を通るステツ
プの割合を制御する。このように、x及びyの各
移動が、増分量(+sinθ、+cosθ)を半径の過去
の計算に加える。図示されるように、半径計算の
整数部分は、アキユムレータキヤリーの命令、
XDIR及びYINC/のもとで半径カウンタ
ー294内に保持される。 Kx,Kyの値、及び半径線に沿つたデータサン
プル間の距離はこの例では全て1に等しいので、
信号YINC/及び加算器290のキヤリー
出力を半径カウンター294に接続すると、それ
はキヤリーの数を計数し、かつ各デイスプレイ点
の半径内のデータサンプル分離の整数値に等しい
信号Rを発生する。半径カウンター294はま
た、半径RがRの整数値を通つて増加するとき信
号INCRを出力し、そしてその半径がRの整数値
を通つて減少するとき信号DECRを出力する。信
号Rは、デイスプレイ点の半径Rが規定された限
界を越えるときはいつでも、高状態にするように
ソース298からの半径限界信号と、比較回路2
96内で比較される。比較回路296の出力は
ROK?である。 信号RERR、INCR、DECR、及びROK?はラ
ツチ回路300及び302に通される。第10図
の補間手段に通される信号RERRが示されて、か
つROK?は、遅延段304を経てNANDゲート
306の一方の入力に通される。後述される様に
して得られる信号THETOK?は、高のとき、デ
イスプレイ点がスライス内にあるということを示
している。信号THETOKは遅延段304を通し
てNANDゲート306の他方の入力に与えられ
る。NANDゲート306の出力はラツチ回路3
08に印加され、かつその出力はバツフア310
に印加される。このように、ROK?又は
THETOK?のいずれかが低であるならば、バツ
フア310の出力NVALD?は高になる。
NVALD?は第10図のデイスプレイメモリ
DM′に導かれる。もしNVALD?が低であるなら
ば、第10図の補間手段によつてデイスプレイ点
のために得られる最終補間データ値は、デイスプ
レイメモリDM′に入力される。信号INCR及び
DECRは、第6図の線メモリ180,182及び
184のうちの2つの読み取り機能を制御するた
めに使用される。 半径カウンター294 第8図の半径カウンター294の回路図を第8
B図に示す。図で、加算器290からYINC/
XINC及びキヤリー信号、信号R、INCR及び
DECRを得るための一つの論理回路を示してい
る。加算器290内の半径が増加しかつ整数値を
通過するならばキヤリー信号は1であり、そして
もしその半径が増加し、かつ整数値を通過しない
ならば、キヤリー信号は0である。逆に、もし加
算器290内の半径が減少しかつ整数値を通過す
るならば、キヤリー信号は0である。そしてもし
その半径が減少しかつ整数値を通過しないなら
ば、キヤリー信号は1である。もしこの半径の分
数部分が0であつたならば、そのとき半径カウン
ター出力は、データサンプル点の1つの半径に等
しいデイスプレイ点の半径を示している。 YINC/は2段の遅延器312を経て
ORゲート314の一方の入力に印加され、そし
てXDIRは遅延器316を通つてORゲート31
4の他方の入力に導かれる。ORゲート314の
出力はアツプ/ダウンカウンター318のアツ
プ/ダウン制御入力に、そしてXOR320の一
方の入力に接続される。XOR320の他方の入
力は加算器290のキヤリー出力に接続され、そ
してXOR320の出力はORゲート314が接続
された入力とは異なるANDゲート322及び3
24の反転入力に接続されている。ORゲート3
14の出力は、ANDゲート324の他方の反転
入力に、そしてANDゲート322の非反転入力
に接続されている。第5図のNENBLはアツプダ
ウンカウンター318の駆動入力に印加され、
かつXOR320の出力は、同じカウンターの
駆動入力に接続されている。信号INCRは、
ANDゲート322の出力に接続された2段遅延
器326の出力にあり、かつ信号DECR、AND
ゲート324の出力に接続された2段遅延器32
8の出力にある。CLKは、アツプ/ダウンカウ
ンター318のクロツク入力と共に、遅延器31
2,316,326,328のクロツク入力に印
加され、そしてNACCCLRはアツプ/ダウンカ
ウンター318の入力に印加される。もし半径
が第3図の半径方向円弧のような半径方向境界を
通過しないならば、INCR及びDECRの両方が0
である。しかしもしそれが半径方向境界を通して
増加するならば、INCRは1で、DECRは0であ
る。そしてもしそれが半径方向境界を通つて減少
するならば、INORは0で、かつDECRは1であ
る。 XHATの決定 再び第8図を参照する。本実施例ではtanθ2
tanθ1に等しい△XHATの値は(ここでθ2はセク
ターの中心からスライスの外側線までの角度であ
り、かつθ1は内側線の角度である)、各半径線の
ためにROM330に記憶されている。第7図の
ラツチ回路230の出力からのL#信号をROM
330のアドレス入力に印加することにより、△
XHATの相当する値を選択する。ROM330の
出力は線全体に対して続き、かつ加算器332の
入力に印加される。加算器332の出力は、ラツ
チ回路334に印加され、かつこれは、第7図に
あるステートアドレスデコーダ246からの
NACCCLRによつてクリアされ、かつアドレス
カウンター制御装置222からのTHETCLKに
よつて更新される。ラツチ回路334の出力は、
アキユムレータを形成するように加算器332の
別の入力に接続され、そしてそれは、THECLK
が各y移動によつてアキユムレータを更新するの
で、yの各ステツプに対する△XHATの和であ
るXHATの値を、ラツチ回路334の出力に発
生する。あまりに大きな蓄積エラーを防げるよう
に加算器332へのフイードバツクにおいて多数
のビツトが使用される。また16ビツトがこのアキ
ユムレータにおいて使用され、そしてこれは、
XHATの整数部分のために4最上位ビツトが使
用される。 COUNTの決定 第7図のラツチ回路230からのL#を表わす
信号、及び同じ図のアドレスカウンター制御装置
222からの信号YINC/は、第8C図に
示されるように、+1,−1,及び+tanθ2の値の
一つを選択するようにROM336に印加され
る。角度θ2は、スライスの外側線とセクターの中
心線の間の角度であり、それ故、tanθ2の値は、
選択されたL#に依存している。 ラツチ回路338はROM336の出力と、加
算器340の入力の間に接続され、そして加算器
340の出力は、ラツチ回路342に導かれる。
ラツチ回路342は、第7図のステートアドレス
デコーダ246からのNACCCLRによつてクリ
アされ、また第7図のアドレスカウンター制御装
置222からの信号ACCCLKによつて更新され
る。ラツチ回路342の出力はデイスプレイ点走
査制御信号YINC/及びXDIRによつて示
された各ステツプに対してROM336から選択
された全ての値を合計するために、加算器340
の別の入力に接続されている。これは、スライス
がセクターの左半分又は右半分のいずれにあろう
とも、スライスの外側線から測定されたような
COUNT値である。合計計算のためには8ビツト
必要であるが、蓄積エラーを減らすように16ビツ
トがフイードバツクループ内で使用される。4ビ
ツトがCOUNTの整数部分のために使用される。
しかしながら、RERR及びXHATとは異なり、
デイスプレイ点がスライスの外側線の外側にある
とき、COUNTは負の値を有する。それ故、最上
位ビツトは、COUNTの値がプラスであるか、又
はマイナスであるかを示すために、ラツチ回路3
42の出力に発生する。 θERRの決定 θERRは、前述したように実際上COUNT/
XHATである。この除算は各16ビツトで行なう
ことができるが、本実施例においてこの精度は必
要でなく、5ビツトの精度で十分であるので、
COUNTとXHATの両方から適切に選択された
5ビツトフイールドが、このデバイスに必要なビ
ツト分解能を供給する。XHATは2つの数の大
きい方であり、かつ負でないので、それは、最上
位ビツトが、非ゼロの値になるまで、単に左にシ
フトされる。それから、COUNTが同じ量シフト
される。ROM344,346,348の目的
は、0〜3シフトする能力を提供することであ
る。ROM346及び348の5ビツト出力はラ
ツチ回路350を通つてデバイダーROM352
に導かれ、そしてそれは、スケールされた
COUNTをスケールされたXHATによつて除算
し、そしてその結果をラツチ回路354に印加す
る。そしてそれ第10図の補間パイプラインに導
かれる所望の信号θERRを出力する。 角度がスライス内にあるか否かを示す信号
THETOK?を得るために、COUNTの符号を表
わすビツトは、インバータ349及びラツチ回路
350を通つてANDゲート356に導かれる。
もしCOUNTが正であるならば、このビツトは高
であり、デイスプレイ点が外側線の角度θ2の外側
にないということを示すが、しかしもしこの
COUNTが負であるならば、ANDゲート356
への入力は低であり、THETOK?を示さない。
比較回路358はCOUNT及びXHATを受信す
るように接続され、そしてもしCOUNTが
XHATよりも小さいならば、高ビツトを出力し
て、デイスプレイ点がスライスの内側線の内側に
ないということを示し、そしてもしCOUNTが
XHATよりも大きいならば、低ビツトを出力し
て、デイスプレイ点が内側線の内側にあるという
ことを示す。比較回路358の出力のこのビツト
はラツチ回路350を通つて、ANDゲート35
6の別の入力に接続されている。その出力はラツ
チ回路354に通されて、信号THETOK?を発
生し、かつこれは、前述したように、遅延手段3
04を通つて、ROK?が印加された入力以外の
NANDゲート306の入力に通される。 線メモリからの読み出し 前述したように、本発明の実施例によれば、各
デイスプレイ点のための最終補間データ値は、そ
の点が位置するサブスライスを限定する2対のデ
ータサンプルを補間することによつて得られる。
第9図に示されたように、DP5及びDP6の最終
データ値は、1つのサブスライスを限定するデー
タサンプルS2,S3,S2′,S3′から得られるが、し
かしDP7のための最終データ値は、以前のサブ
スライスを限定するデータサンプルS1,S2,S1′,
S2′から得られる。DP8は、DP5及びDP6と同
じサブスライス内にあるので、その最終データ値
は、それらがあつた同じデータサンプル、すなわ
ちS2,S3,S2′,S3′から得られる。このように、
第6図の線メモリ180,182,184からの
データサンプルを読み取るための手段は、スライ
スの各半径線に沿つて選択されたデータサンプル
を保持し、前進させ、あるいは後退させることが
できなければならない。 データサンプルが読み取られる線メモリ18
0,182,184のうちの2つの選択は、信号
M1,M2,及びM3のどの2つが低であるかによ
つて決定される。第6図において、信号M1
M2,M3はそれぞれ、線メモリ180,182,
及び184の出力イネーブル端子に印加される。
もしM1が高であるならば、線メモリ180は、
データを受け取るために可能な状態にされ、デー
タはそこに入力され、そしてその出力チヤンネル
は、データをそこから読み出すことができないよ
うにブロツクされている。M2及びM3は、線メモ
リ182及び184がデータを受け取るのを妨げ
るように、低である。しかしM2及びM3は、線メ
モリ182及び184の出力チヤンネルを開い
て、カウンター198,200によつてセツトさ
れたアドレスでそれらからデータを読み出すよう
にする。 外側半径線は、セクターの左半分では左であ
り、かつ右半分では右にある。本発明のこの実施
例において、外側線からのデータサンプルは、内
側線のデータサンプルから分離しなければならな
いように、信号COUNTは常に外側線に関連して
いる。この機能はマルチプレクサ360及び36
2によつて実行される。各々マルチプレクサの異
なつた入力は、線メモリ180,182,184
の各々のI/Oチヤンネルにそれぞれ接続され、
そしてマルチプレクサ360が外側半径線からの
データサンプルをバスOLに向け、かつマルチプ
レクサ362が内側半径線からのデータサンプル
をバスILに向けるように、後述する如く制御す
る。 マルチプレクサ360の制御装置は、信号M2
のソースとANDゲート366の一方の入力の間
に接続されたインバータ363,XOR370の
出力とANDゲート366の他の入力の間に結合
されたインバータ368から成り、XOR370
はそれぞれの入力に印加される信号SIGN及び
M1を有し、XOR370の出力はANDゲート3
72の一方の入力に印加され、そして信号M3
インバータ374を経てANDゲート372の他
方の入力に印加される。ANDゲート366の出
力は、マルチプレクサ360の最下位ビツト、セ
レクトA入力LSB・SEL・Aに印加され、かつ
ANDゲート372の出力はマルチプレクサ36
0の最上位ビツト、セレクトB入力MSB・
SEL・Bに印加される。これらの接続によつて、
外側線は、第6A図の表に示されるように選択さ
れ、かつ外側線バスOLに印加される。 マルチプレクサ3626の制御装置は、信号
M3のソースとANDゲート378の一方の入力の
間に接続されたインバータ376、M2のソース
とANDゲート382の一方の入力の間に接続さ
れたインバーナ380、SIGNのソースに接続さ
れた一方の入力及びM1のソースに接続された他
の入力を有するXOR383から成り、そして
XOR383の出力はANDゲート382の入力に
接続され、かつまたANDゲート378の一方の
入力にインバータ384を経て接続されている。
ANDゲート378の出力は、マルチプレクサ3
62の最上位ビツト、セレクトB入力MSB・
SEL・Bに接続され、かつANDゲート382の
出力は、マルチプレクサ362の最下位ビツト、
セレクトB入力LSB・SEL・Aに接続されてい
る。これらの接続によつて、内側線は第6B図に
示されるように選択され、かつ内側線バスILに
印加される。 第10図に示すように、マルチプレクサ360
からの出力リードOLは、シフトレジスタ386
の入力に接続され、かつマルチプレクサ362か
らの出力リードILはシフトレジスタ388に接
続されている。シフトレジスタ386のQA及び
QB出力はそれぞれ、第1の中間補間データ値を
得るため後述される手段に、外側線上の連続デー
タ点を供給し、そしてシフトレジスタ388の
QA及びQB出力はそれぞれ、第2の中間補間デ
ータ値を得るため後述される手段に、内側線上の
連続データ点を供給する。 データサンプルを線メモリから選択 第8図の半径カウンター294によつて供給さ
れる信号INCR及びDECRは、第6図に示すよう
に読み取られている線メモリに接続されているカ
ウンター対196,198,200を、前進さ
せ、同じ点にとどまらさせ、あるいは後退させ
る。第9図のDP7からDP8にステツプするときの
ように、もしデイスプレイ点の半径がデータサン
プルのそれよりも大きくなるならば、INCRは高
であり、そしてDP6からDP7にステツプするとき
のように、もしデイスプレイ点の半径がデータサ
ンプルのそれよりも小さくなるならば、その
DECRは高になる。DP5からDP6にステツプする
ときのように、半径の整数部が変わらなければ、
INCRとDECRBの両方が低のままであるので、
カウンターは変化しない。後述のように、信号
SHIFTが現われるまで、カウンターは変化しな
い。SHIFTはINCRN及びDECRのそれぞれの高
状態に応答して現われる。 線の開始時に、第3図から見ることができるよ
うに、デイスプレイ点がデータサンプルS11及び
S11′のそれよりも大きな半径を有するまで、
INCRとDECRの両方が低であるので、特殊な状
況が生じる。それ故、第6図で示すように読み出
し中の2つのメモリに関連してINCR又はDECR
のいずれも、カウンターを変化させるのに必要な
信号SHIFTを発生させることができない。これ
らの状況において、カウンターは次の様に制御さ
れる。 第5図のスキヤナー134から受け取つたデー
タの各線の始めに、信号STRTLが第5図のラツ
チ172の出力に発生し、かつ第7図と関連して
説明したようにデイスプレイ点の走査を開始する
ために使用される。STRTL信号は、ラツチ回路
248のセツト入力に、そして2段シフトレジス
タ392に印加される。2段シフトレジスタ39
2は、NENBLによつて可能な状態にされるの
で、それは2つの連続高状態パルスSTRT1及
びSTRT2をORゲート396の分離入力に出力
する。実質上、STRTLはシフトレジスタ392
で遅延して、ORゲート396のへ入力のために
STRTLの2つの遅延したものを発生する。OR
ゲート396の出力はANDゲート398の一方
の入力に印加され、かつENABLEは他方に印加
され、そして2つの一致によつて、ANDゲート
398は、カウンターが係数することができるよ
うに、SHIFT信号である高レベルを出力する。 STRT1とSTRT2と同時に生じるスライス
の各線の第1の2つのサンプル(各線の第1のサ
ンプルは原点にある)のために、信号RERR及び
θERRが発生するのに十分な時間が経過したと
き、信号STRT1は第7図のステートアドレス
デコーダ246からラツチ回路248のリセツト
入力に送られる。ラツチ回路248はSTRTLに
よりセツトされているのでSTRT1がそれをク
リアする。STRTLとSTRT1の間の時間は、
WAITによつて示されている。STRT1が発生
するとき、ラツチ回路248はラツチ回路399
を可能な状態にし、かつそこに、第8図の半径カ
ウンター294からの信号INCR及びDECRが印
加される。INCR及びDECRがラツチ回路399
を通過したとき、各々、MINCR及びMDCERに
変わり、ORゲート396の別々の入力に通し、
そして高のときANDゲート398の出力に信号
SHIFTを発生することができる。又、MDECR
は信号MNDECRを発生させるためにインバータ
395に入力される。 SHIFTによるカウンター制御 カウンター196,198,200が計数する
のを可能にするために、それらの入力ENT及び
ENPは低状態でなければならない。M1が高であ
り、かつM2及びM3の両方が低であるように、デ
ータサンプルは線メモリ180に書き込まれてい
ると仮定する。書き込み機能の説明において、M
1が高なので線メモリ180のためのカウンター
196のENP入力を、線全体に対して低状態に
し、ENTの入力に印加される信号ADDENが発
生する毎にその計数が進められる。カウンター1
98及び200に対して、NM2及びNM3は線
全体に対して高である。そしてそれらは、インバ
ータ197及び199を経て個々のENT入力に
印加されるので、これらの入力は、その線の間低
状態に保持される。 信号M2+SHIFT、及びM3+SHIFTはそれ
ぞれ、インバータ400及び402を経て、カウ
ンター198及び200のENP入力に印加され
る。M2及びM3は線全体に対して低であるの
で、それらはENP入力を低にすることができな
い。このように、SHIFTのみが、カウンター1
98,200に計数させることができる。信号M
1+SHIFT,M2+SHIFT、及びM3+
SHIFTは、M1,M2,M3をORゲート40
8,410,412の入力に印加し、そして
SHIFTをそれらの他の入力に印加することによ
つて得られる。 線メモリ180,182、又は184が読み出
され、そして相当するカウンター196,19
8,200が、今説明したように信号SHIFTに
応答して計数するとき、カウンターは、信号
UND1,UND2、及びUND3が高状態にある
とき計数アツプし、そしてUND1,UND2、及
びUND3が低状態にあるとき計数ダウンする。
書き込み機能を考慮したときになされたように、
M1が高であり、かつM2及びM3が低であるよ
うにデイスプレイサンプルが線メモリ180に書
き込まれてあり又、NMDECRは高と仮定する。
これらの条件のもとで、第5図のORゲート20
2の出力UND1は高であり、その結果、書き込
まれている線メモリのためのカウンター196
は、必要なとき計数アツプする。ORゲート20
4の出力UND2及びORゲート206の出力
UND3はまた高であるので、カウンター198
及び200は計数アツプにセツトされる。しかし
もしMDECRが低であるならば、それらは計数ダ
ウンにセツトされる。 カウンター198及び200が計数アツプ及び
ダウンであるとき、第10図で示すように線メモ
リ182及び184の相当するアドレスのデイス
プレイサンプルは、シフトレジスタ386及び3
88のQAセクシヨン内に置かれる。SHIFTはま
た、第10図の次の論理回路を経てシフトレジス
タ386及び388を制御する。SHIFTはAND
ゲート409の一方の入力に、そしてANDゲー
ト411の一方の入力に印加される。また
MDECRはANDゲート409の他方の入力に、
そしてインバータ413を経てANDゲート41
1の他方の入力に印加される。ANDゲート40
9の出力は、シフトレジスタ386及び388の
左シフト入力に接続され、かつANDゲート41
1の出力はそれらの左シフト入力に接続されてい
る。SHIFTが高になり、かつMDECRが低であ
るとき、ANDゲート411は、シフトレジスタ
ー386,388にそれらの中のデータサンプル
を右にシフトさせ、かつ入力で新たなデータサン
プルを受けさせる。しかしもしSHIFTが高にな
り、かつMDECRが高になるならば、ANDゲー
ト409は、シフトレジスタ386及び388内
のデータサンプルを左にシフトさせ、すなわち、
QAをQBと、QBをQCと、……等のように置換す
る。シフトレジスタ386及び388は、8ワー
ドの長さであり、6つのデータサンプルによつて
保護する能力を提供し、レジスタ内には2ワード
が残つている。SHIFTは、第5図の、ORゲート
396の入力に存在するSTRT1及びSTRT2
の動作により各線の開始時に2度現われる。この
動作は、線Roのための第3図の最初の2つのデ
ータ点S10,S11を、そして線R1のためのS10′,
S11′を、それらの個々のシフトレジスター386
及び388のQB及びQA領域に入れる。しかしデ
イスプレイ点走査信号YINC/,XDIRN
が、デイスプレイ点S11,S11′よりも大きな半径
を有するデイスプレイ点までのステツプを生じる
まで、4つのデータサンプル内にこれ以上の変化
は生じない。そしてその点で、信号INCRは高に
なつて、SHIFTを高にし、かつカウンター19
8及び200を前進させると共に、シフトレジス
タ386の出力QB及びQAのデータサンプルS11
びS12、それにシフトレジスタ388の出力QB
びQAのデータサンプルS11′、及びS12′を印加する
ようにシフトレジスターを右に動かせる。 さて、デイスプレイ点走査信号が、S11及び
S11′よりも小さな半径を有するデイスプレイ点ま
でのステツプ、すなわち対象となる内側半径方向
境界上を戻るステツプを生じると仮定する。信号
DECRは、MDECRのように今高であり、そして
M2及びM3は低であるので、アツプ/ダウンカ
ウンター198及び200を計数ダウンにセツト
するように、信号UND2及びUND3は低であ
る。SHIFTはカウンターを計数ダウンさせ、そ
してMDECRと組み合わせて、シフトレジスター
386及び388を左にシフトさせ、デイスプレ
イ点S10,S11及びS10′,S11′を、それぞれレジス
ター386及び388のQB及びQA位置に戻す。
次のデイスプレイ点までのステツプが、S11及び
S11′がある円弧線の第3の交差を生じるならば、
レジスターから失われたサンプルS12及びS12′は、
読み出しアドレスが前述したようにSHIFTによ
つて制御される故に、線メモリ182及び184
からの次の点がサンプルS12及びS12′であるので、
問題は生じない。 補 間 第10図について説明する。 シフトレジスタ386のQA及びQB出力のデ
ータサンプルは、掛け算ROM414及び416
にそれぞれ印加され、シフトレジスター388の
QA及びQB出力のデイスプレイサンプルは掛け
算ROM418及び420にそれぞれ印加され、
そしてデイスプレイ点の半径方向位置を表わす信
号RERRは、ラツチ回路415内にラツチされた
後全ての4つのROMN414,416,418,
420に印加される。データサンプルは、もちろ
ん端数である信号RERRのように、5ビツト数に
よつて表わされる。ROM416及び420で
RERR×QR値の、そしてROM414及び418
で(1−RERR)×QBデータ値の適切な掛け算を
実行するようにプログラムされる。ROM414
の出力は、ラツチ回路414′を通つて加算器4
22の一方の入力に導かれ、そしてROM416
の出力は、ラツチ回路416′を通つて加算器4
22の別の入力に導かれるので、その出力は第1
の中間補間データ値I1となる。同様にROM41
8及び420の出力は、ラツチ回路418′及び
420′を通つてそれぞれ加算器424の入力に
導かれるので、その出力は第2の中間補間データ
値I2となる。 第1及び第2の中間補間データ値I1,I2は、ラ
ツチ回路422′及び424′を経て、掛け算
ROM426及び428の入力にそれぞれ印加さ
れる。第8図のラツチ回路354の出力からの信
号θERRは、最終データ値への第1及び第2の中
間補間データ値の個々を、ROM426及び42
8の出力に発生するように、ラツチ回路430,
432、及び434を通過した後掛け算ROM4
26及び428に印加される。ROM426は1
−θERRとラツチ回路422′の出力の掛け算を
実行し、かつROMT428は、θERRとラツチ
回路424′の出力の掛け算を実行する。ラツチ
回路426′及び428′はそれぞれ、ROM42
6及び428の出力と加算器436の異なる入力
との間に接続されて、その出力に最終補間データ
値を発生する。ラツチ回路438及び440、そ
れにバツフア441を通過した後、最終補間デー
タ値は、第7図のx及びyセクターアドレスカウ
ンター249及び252によつて決定されるデイ
スプレイメモリDM′内のx,yアドレスに印加
され、そしてデイスプレイ点が角度及び半径方向
でスライス内にあるならば、第8図のANDゲー
ト306の出力のNVALDは高である。メモリ
DM′は所望の方法で、DM′読み出し制御装置4
42によつて制御され、信号はデイスプレイ44
4に供給される。 動作の要約 下記の表は、第9図に示されたデイスプレイ点
DP5〜DP14のためのデイスプレイ点走査制御信
号XDIRN及びYINC/、及びINCR,
DECR,XUP/DN,XCNT及びYCNTのステ
ートと共に、半径の値、COUNT及びXHATを
表示しており、かつここで、DP5は、初期値半
径、Ri、Ci及びXHiのCOUNT及びXHATを有
する初期デイスプレイ点である。普通、初期デイ
スプレイ点は、全てのこれらの値がゼロであるセ
クターの原点にあるが、しかし反復付加は、この
値が個々に既知であるいずれのデイスプレイ点か
らも開始することができる。前述したように、
XDIR=1は、セクターの中心からのステツプを
示し、YINC/=0はx軸に沿つたステツ
プを示し、そしてYINC/=1は、原点か
ら離れるy軸に沿つたステツプを示している。一
つのデイスプレイ点から別のものへのステツプが
サブスライスの半径方向境界に交差しないとき、
INCR及びDECRは両方0になることができる
が、しかしもしいずれかが1であるならば、この
ステツプはこのような境界に交差する。XCNT
及びYCNTのための1の値は、個々の軸に沿つ
たステツプを示している。 第5,6,7,8,10図の実施例の動作の理
解をさらに助けるものとして、第11図及び第1
2図は、使用される種々の信号のタイミングを示
している。これらの信号が現われる回路内の点
は、相当するマルで囲んだ文字によつて示されて
いる。
The output of ROM 96 is applied to an adder 98 having its output connected to a latch circuit 100, which is connected by connecting its clock input to the output of OR gate 64 via lead 102. is updated by steps in either the y or x direction. The output of latch circuit 100 contains all negative values that occur when stepping from one display point to another.
It is connected to the input of adder 98 to form an accumulator for producing at the output the sum of the changes in the value of COUNT. Determination of θERR The values of XHAT and COUNT are the angular distances COUNT and XHAT−COUNT used in the interpolation formula.
((9), (10), (11),
(11′)), by XHAT of divider 104.
It is generally easier to divide COUNT to obtain a signal θERR representing the fractional distance of a display point from one line to another. Determining whether a display point is between the radius lines of a slice The determination of whether a given display point is between the radius lines of a slice is performed as follows. The most significant bit of COUNT output from latch circuit 100 is applied to one input of AND gate 108 via inverter 106. As is well known, this bit becomes a "1" when the digital signal at COUNT goes negative such that the output of inverter 106 goes low. Furthermore, XHAT and
The value of COUNT indicates a high state if COUNT is less than XHAT, and a high state if COUNT is less than XHAT.
is applied to decision block 110 which outputs a low state if it is greater than . In this way, if
If COUNT is negative or greater than XHAT, the output from AND gate 108 THETOK?, a situation that only occurs when the display point is angularly outside the slice. is in a low state. THETOK? is applied to one input of AND gate 72, and the other input of AND gate 72 receives ROK? is applied. in this way,
THETOK? is high, indicating that the display point is angularly inside the slice, and ROK? AND gate 72 outputs a high state only when is also high, indicating that the display point radius is less than RMAX , and the final interpolation applied at the indicated x,y address. data value, display memory
Remember it in DM. Interpolation Read controller 82 obtains multiple data samples from multiple radial lines from memory 40 under control of RDIR and CROSS and applies them simultaneously to the inputs of interpolators 112 and 114.
Two of the data points are located where a radial arc of smaller radius than the display point intersects the radial line of the slice, and two of the data points are located where a radial arc of larger radius intersects the radial line of the slice. It is located at an intersection. When the display point scan control signal from the means DPSG causes the display point scan to intersect the outer or inner radial arc, the signal CROSSs causes the readout controller 82 to
signal that a crossing has been made and
RDIR determines whether the intersection is outward or inward radial. Read control device 82
selects appropriate data points such that four data samples always define the area that encompasses the display point. As before, the newly selected data point can be further away from or closer to the sector apex depending on the values of RDIR and s. For example, the first four data display samples are S 3 11* , S 3 12* , S 4 11* , and
S 4 12* , and the display scan intersects from the display points to points outside the radial arc A 12 within the area defined by these points, then the read controller 82 detects the inner data samples S Samples other than 3 11* and S 4 11* S 3 12* and S 4 12*
and data samples S 3 13* and S 4 13*
Add. If this scan crosses the radius line A 12 again, the intermediate interpolated values obtained by interpolators 112, 114 are provided to interpolator 116, in which the first four data samples are used. By means of switch S 1 and switch S 2 in the positions shown, interpolator 1
12 and 114 interpolate in the radial direction, and interpolator 11
6 interpolates angularly, and S 3 applies data samples on R 3 to interpolator 112 and data samples on R 4 to interpolator 114. With switches S 1 and S 2 in other positions, the interpolation order is reversed and S 3 sends the inner data samples to interpolator 112 and the outer samples to interpolator 11.
4. If interpolation is to be done with respect to other additional display points as described in connection with FIG. It is clear that data samples must be obtained from memory 40 and appropriate ones thereof must be made available to the interpolator at the same time. Only one other combination is illustrated in FIG. 4A, as those skilled in the art will readily be able to conceive of the necessary data sample selection and interpolation means. In Figure 4A, the first and second
Interpolated data values of are obtained from the data samples at four data sample points along each of radii R 3 and R 4 in FIG. Data sample S 3 10* ,
S 3 13* is sent to the interpolator 118, and the data samples S 3 11* ,
S 3 12* is sent to interpolator 120, data samples S 4 10* ,
S 4 13* is sent to the interpolator 122, and the data samples S 4 11* ,
S 4 12* is applied to interpolator 124 and RERR
is applied to all interpolators. The outputs of interpolators 118 and 120 are connected to an adder 126 that generates a first intermediate interpolated data value I 1 and
The outputs of 2 and 124 are applied to an interpolator 128 which outputs a second intermediate interpolated data value. Interpolator 1
18 and 122 may take into account different distances of the inner and outer data samples from the DP, with different weighting factors applied to them, if necessary. A detailed circuit diagram of the present invention will be explained below. Scanner, Bus Signal The various trigonometric functions used when interpolating in accordance with the present invention are scanned because the scanner requires information about the angles associated with the radial line from which the data is being generated. A means to identify the lines is required. Various methods can be used, such as generating a pulse on a first line of sectors and providing coefficients that are updated each time the scanner transmits an acoustic pulse into the body.
However, in order to be able to configure sectors under software control, each angle is
Just before receiving the data for that angle, it is uniquely named by a 7-bit word. This data is quantized to 5 bits. To minimize the number of signal buses between the scanner and scan converter of the present invention, the angle and data bits share a common data transfer bus 133, as shown in FIG. 5, which is 12 bits wide. . Scanner 1 in Figure 5
The output of 34 is as shown in FIG. 5A, when the most significant bit has a value of 1, bits 2-8 represent the line number, and when it has a value of 0, Bits 2-6 represent one of 32 levels of data samples. To reduce the amount of trigonometric data that must be stored in ROM, the sector is angularly symmetrical about the center radius line, and bit number 1 is arbitrarily set to a value of 1 when the line is in the left half of the sector. and a value of 0 when it is in the right half. The centerline of the sector has a bit set to one. Least significant bit, in this case bit number 11
includes a pulse called "STROBE" that occurs when the word contains line identification information as well as when the word represents the value of a data sample. Timing Signals The scan converter is clocked by pulses CLK generated by clock circuit 136, but in order to provide each circuit with sufficient time to perform its function, the frequency of the output of clock circuit 136 is , divider 138 to obtain the signal ENABL
The frequency is divided in half by . The inverse of this signal, negative signal NENBL, is provided by connecting an inverter 140 to the output of divider 138. Since the scanner 134 clock may not be synchronized with the scan converter clock circuit 136, the least significant bit signal STROBE from the scanner 134 is applied to a synchronizer 135. Synchronizer 135 can take many forms, but is shown here as a pair of D flip-flops 132, 139 and an AND gate 1.
41 and are coupled as shown. AND, identified as INENABLE, to control the order of operation of various parts of the scan conversion circuitry with respect to words received from scanner 134.
The output of gate 141 is the synchronized signal
STROBE, applied to shift register 142 updated by pulse CLK. If the frequency of clock 136 is 12.4MHz, then
Register output order pulse NINEN0,
The signal STROBE is made high for at least 80 ns and made low for at least 80 ns so that NINEN1 and NINEN2 are synchronized with CLK. Each pulse is low for 80ns, and the three pulses last for only 240ns. Inverted signal INEN0,
INEN1 and INEN2 are each inverter 1
44, 146, and 148. As can be seen, NINEN0 or INEN0 is used to enable the latch, NINEN1 or INEN1 is used to control the write function, and NINEN2 or INEN2 is used to control the counter. Line number identification Output signal from AND gate 141
INENABLE is used to latch circuit 1 to latch the word currently present at the scanner output.
52 through an inverter 150. The signal SIGN with bit number 1 indicating the half sector of the line and bit numbers 2 to 8 indicating the line number are led to the latch circuit 154, and when the latch circuit 154 is enabled, it outputs the line number L#. The SIGN bit appears on one output and the SIGN bit appears on the other output. Bit numbers 2 to 6 sometimes contain line identification information,
Latch circuit 154 is activated only when these bits represent a line number, since at other times they represent the value of the data sample. this is here
The most significant bit indicated as HDR1 is
This is accomplished by "ANDing" the output of OR gate 156 with ENABL and NAND gate 158 to which 1 and INEN2 are applied. In this way, the reason for using INEN1 and INEN2 is
This is because INEN1 may be in one of two stable states with respect to the ENABL signal.
ENABLE has a period of 160ns, while INEN0 is 80ns wide. Therefore, the line number
Both INEN0 and INEN1 are required to ensure that they are latched in sync with the ENABL signal. Also, the STRTL signal is generated in a similar manner. This signal will be explained in detail later. The reason for using the ENABLE signal is to establish the overall pipeline timing for the hardware.
Effectively, a 160ns pipeline time is set by dividing the 12.4MHz clock by 1/2. Thus, each synchronization operation requires 160ns to achieve preparation, propagation delay, and hold time. NAND gate 158 locks latch circuit 154 when HDR1, that is, the most significant bit is 1.
can only generate the low power required to drive the The data present at the input of latch circuit 154 is scan line information. Data Rendering Bit numbers 2-6 are connected to the inputs of latch circuit 160 driven by NINEN0, so whether they represent line information or the value of a data sample, they are is transferred to the data bus 162 as DATA. When these bits represent line information, the qualification signal SWE obtained by connecting an inverter 164 between the line 166 carrying HDR1 and one input of an AND gate 168 provides the information in FIG. Their writing to line memory is prevented. AND
The other input of gate 168 is connected to INEN1. When a word from scanner 134 represents line information, HDR1 is high, so qualification signal SWE must be low. But when this word represents data, HDR1 is low, so when INEN1 occurs, the qualification signal SWE
becomes high. The starting point of the line is used for the interpolation function as mentioned above.
Calculations of RERR and θERR are obtained by successively adding or subtracting certain stored values from respective known initial values. These known initial values can be from any display point, but since the known values of RERR and θERR at the origin are zero, it is easier to use the sector origin as the starting point. . However, this method requires knowing the data sample that occurs at the start of the line. HDR1 occurs at the start of each line, so
It can be used to generate the signal STRTL. One way is to use NAND gate 15
8 and the input of the latch circuit 172. While data is being input, HDR1 is low, so the output of latch circuit 172 is also low. However, L
If # is input, HDR1 is high, so the signal
If NENBL enables this latch, a high output signal STRTL will appear at its output. signal
STRTL is used in Figure 10 to initiate the associated calculations. Writing Data Samples To explain one method of storing data samples, reference is made to FIGS. 5 and 6. In FIG. 6, data bus 162 from FIG.
78, which in turn are connected to the I/O of digital line memories 180, 182, and 184, respectively. Each line memory can store 396 data samples along a line, and two previously written radial lines are read out to generate the data samples needed for interpolation. It is desired that data samples from one radial line of the scanner 134 be written to one memory while the scanner 134 is running. Three-state buffers require a low state to be applied to their drive inputs to pass data to the line memory.
One means for obtaining a suitable control signal NLD is shown in FIG. from lead 166
HDR1 is applied to one input of a NAND gate 186, INENO is applied to the other, and its output is a low state energized MOD3 that outputs a high state on one of the three output lines M1 , M2 , M3 . counter 188
is applied to Each received HDR1 is sent to a NAND gate 186 as a signal to a MOD3 counter.
Output NLD and shift the MOD3 counter to the high state of the next output line. Thus, after three HDR1s, the sequence repeats. Driving the line memories 180, 182, 184 so that data that was present on the I/O can be written requires a low state to be applied to the write enable terminal. Obtaining such signals is accomplished by applying M 1 , M 2 , M 3 to the inputs of NAND gates 190, 192, 194, respectively, and the qualification signal SWE to their other inputs. be done. SWE indicates that the data sample is on data bus 1 so that the outputs of NAND gates 190, 192, and 194 can go low.
62 and causes data to be written to the line memory only when the data sample is on the data bus. This prevents line number data from being written to memory 180, 182, 184. A high on any M 1 , M 2 , or M 3 will cause that NAND gate to output a low state and enable writing to the associated line memory. Thus, if M 1 is high, line memory 180 is enabled to receive data. However, since each line memory has a common I/O, it is also necessary to interrupt the output channel by applying a high state to the output enable terminal OE while that memory is receiving data samples. It is said that This is the line memory 180, 18
This is achieved by applying M 1 , M 2 , and M 3 to the 2,184 OE terminals, respectively. For example, if
If M 1 has a high state, line memory 18
Output channels of 0 are not enabled for output. To summarize, M 1 , M 2 , and M 3 increase in sequence.
If M 1 is high, the 3-state buffer 17
4, the data sample is the I/O of the line memory 180
However, three-state buffers 176 and 178 prevent data samples from reaching the I/Os of their respective line memories 182 and 184. At the same time, the write control input of line memory 180 receives a low state so that data samples can be written into line memory 180. While the output channels of line memories 182 and 184 are enabled for output, line memory 180
The output channel of is not enabled for output.
Thus, when M 1 is high, data samples can only be stored on line memory 180, and
Since M 2 and M 3 are low, data samples previously stored in line memories 182 and 184 can be read. The question now arises as to how to store the samples in sequentially arranged addresses. This is up/down counter 19
6,198,200. first,
A signal NLD at the output of NAND gate 186 is applied to the load inputs L of counters 196, 198, 200 to return them to all zero counts at the beginning of each line. In order for these counters to be able to count in all, a low state must be input to both inverting inputs ENT and ENP. For example, assume a data sample is written to line memory 180 because M 1 is high. Under these conditions, the input of counter 196
ENP is low for the entire line because the signal M1+SHIFT is coupled to ENP by inverter 195 as described above. Since M1 is always high between lines, they make the state of SHIFT irrelevant. When writing, UND 1 is high and the counter count is rising. UND1,
UND2 and UND3 are OR gate 202,
M1, M2, M3 to one input of 204, 206
is obtained by connecting the signal NMDECR to the other input. Since M 1 is high, NMDECR is set so that the count of counter 196 increases.
Regardless of the state of , the output of OR gate 202 is high. The actual count occurs in response to the signal NM1+ADDEN applied via inverter 193 to the ENT input of counter 196. Since NM1, the inverse signal of M1, is low and the input ENT of counter 196 cannot be brought low, a count is made each time ADDEN goes high.
NM1+ADDEN, NM2+ADDEN and NM3
+ADDEN can be obtained as follows. so that the input is high while data samples are being received.
HDR1 is applied to one input of AND gate 205 via inverter 203. Each data sample instead generates a synchronized signal STROBE INENABLE to generate INEN2.
Accompanied by STROBE. When INEN2 goes high, the output of AND gate 205 or the signal
ADDEN is also high. Signal ADDEN is applied to one input of each of OR gates 207, 208, 210, and signals NM1, NM2, NM3 are applied to the other input, respectively. This signal is M
1, M2, M3 to inverters 212, 214, 2
16. When writing to line memory 180, M
1 is high and NM1 is low. or,
The output signal ADDEN of the AND gate 205 is
High in relation to INEN2, counter 196
is counted. As mentioned above, UND1 is high, so it counts up. The effects of the various signals on the other line memories and counters will become apparent in the discussion of reading data samples from the line. In this example, the data samples are line memory 1
Written in 80. At the same time, data samples are read from line memories 182 and 184. If the reading order was always unidirectional, then
The read function will be explained at this point. However, since this is not an example, it is necessary to explain how the signals INCR, DECR, and SHIFT that control the read function are obtained. Display Point Scanning Control Signals The display point scan control signals along the columns and rows of display points required to advance from a given display point, such as the origin of a sector, through the display points in the slice corresponding to a given line number. A means is required for generating a display point scan control signal representative of a step scan. As previously mentioned, the display point scanning control signal can take different forms due to the different motions in the X and Y directions, and can be generated by a computer, or as in this example. ,
Can be obtained from memory. The apparatus of FIG. 7, which will be described below, includes a state machine 220 that generates a series of single bits, and which is indicated by a 0, that a step is along the x-axis along a column of display points. , and by 1 to indicate that the step is away from the origin along the y-axis along the row of display points. In an embodiment of the invention, the first step from the origin of the sector is to the left for slices in the left half of the sector, as indicated by scan path 31 in FIG. to the right for slices in the right half of the sector, as indicated by scan path 31' in FIG. This scanning algorithm is such that every time the y address changes, the direction for the x counter changes from its last setting, i.e. in line 31, after the first y address change, XDIR counts up the x counter. It uses the concept of change as it approaches the center of the sector. y
Moves can still be chained. However, each movement in the y direction is such that when the state machine 220 outputs 0 (x movement), the x counter moves in the last accepted x direction.
This is a change we accepted at XDIR. Also, for slices that lie the same angle on either side of the centerline, y-axis, the scan paths are the same except that the direction of the corresponding step along the x-axis is opposite. However, the 1's and 0's from state machine 220 are the same. The signal XDIR, which is 0 for steps toward the center and 1 for steps toward the outside of the sector along the x-axis, is output by address counter controller 222 to the output of state machine 220. , and the SIGN bit obtained from latch circuit 230. The address counter controller 222 shown in FIG. 7 also receives a signal YINC/
Supply XINC. FIG. 7 will be explained in detail. With bit L# representing the line number and the output of latch circuit 154 in FIG.
The bits representing SIGN are connected to the scanner, latch, and buffer 224, which is controlled by the signal STRTL from the latch circuit 172 of FIG.
It is passed through the buffer 226. This FIFO buffer 226 is configured so that, before the slice is defined and ready for readout, the scanner's two consecutive radius lines are connected to the digital line memories 180, 182,
Two line numbers are stored in two of 84. As each STRTL signal of the radius line is generated, L# in FIFO buffer 226 is advanced. On the sector's third STRTL signal, the L# for the sector's first line is input to the L# translation ROM 228.
Its output is applied to latch circuit 230. In order to explain the operation of the L# translation ROM 228, the seventh
B 1 , 7B 2 , 7B 3 This will be explained with reference to FIG. The radius lines are assigned an even number starting with the outer line in the left half of the sector which is 1/120, and here the seventh
As shown in Figure B, 1 is the SIGN bit indicating that the line is in the left half, and 120 is the line number. Optionally, the centerline is I/O. The outermost line of the right half of the sector is not shown, but is 0/120. FIG. 7B shows the outermost slice of the left half of the sector formed by radius lines 1/120 and 1/118. The data samples are stored in the line memory 1 of FIG. 6 where data samples of lines 1/120 and 1/118 are stored.
80, 182, and 184, but data samples from the dotted line 1/116 are written to the third line memory. As discussed below, the various angular measurements used in determining RERR, COUNT, and XHAT are based on the angle between the outer radius R 0 and the y-axis in this example. Translation ROM 228 is necessary for the following reasons. All triangles relate to the outside line or left side of the sector. This is FIFO buffer 2
It means the oldest line number of 26. When the output slice of interest is as shown in FIG. 7B1 , the current output from FIFO buffer 226 is line 1/2, meaning that the current angle is that of line 1/2. It is. When the center lines intersect as shown in Figure 7B2 , the FIFO buffer 2
The output of 26 is 1/0. However, as shown in Figure 7B1 , the 0/2 angle and the 1/2 angle are equal, so the 0/2 angle is used. To complete this, the line translation ROM 228 adds 2 to the line number (Figure 7B3 ) and changes its sign to 0. In other words, 0/2 is ROM instead of 1/0
228 and has the same L# as 1/2 shown in FIG. 7B1 . The SIGN bit does not affect L#, but is delayed like the line number for reasons explained below. The remaining lines on the right have 2 added to them. Everything on the left excluding the center line is
Pass through the translation ROM 228. State machine 220 The 3 most significant bits of the 6 bits of the output of the latch circuit 230 representing the line number are the ROM select bits.
is applied to the ROM 232 and the state memory 23
4 to select one of the eight ROMs. Each ROM in state memory 234 contains up to eight slices. The three least significant bits are applied to state memory 234 to select a portion of the selected ROM associated with a particular slice. Each slice has a total of
It contains 256 8-bit words, having 2048 bits. Each bit corresponds to one step in the path scanned through the display points. If this step is in any direction along the x-axis, it is 0. And if this step is along the y-axis, it is 1. A particular x direction is the y direction from the origin as described above.
Determined by the total number of directional movements. The signal STRTL at the output of the scanner latch buffer 224 is applied to start the state machine, address counter 236, to output an 11-bit address at the rate of the ENABLE pulse (pipeline time). Eight of these eleven bits are applied to sequentially select one of the 256 8-bit words of each slice in state memory 234 and provide them to latch circuit 238. The three least significant bits of the 11-bit output of the state machine address counter 236 are ANDed with ENABLE of AND gate 240 to enable latching.
The state machine passes the 8-bit word applied to it from memory 234 to multiplexer 242, which sequentially selects the bits of the word under control of the three least significant bits and sends them to address counter controller 222. Apply. The output of multiplexer 242 is the signal
YINC/XINC. State address decoder State machine, address counter 236
The 11-bit word at the output of is applied to state address decoder 246, which is a ROM, to advance the timing signal. When the count represented by the 11-bit word reaches a predetermined value, which occurs when the function of FIG. 8 is implemented as described below, the signal STRTI, which is the start interpolation signal, is activated by the latch of FIG. is sent to the reset input of circuit 248. Its purpose will be explained later. decoder 246
sends a signal NACCCLR that clears the counter and three latches in the circuit of FIG. 8 that determine R, RERR, COUNT, and XHAT. Decoder 246 also includes address counter controller 22
Outputs a signal NINTL that initializes the output of 2. The signal CTRLD then repeatedly sets the x address counter 249 to the x address of the origin of the sector as determined by source 250 and the y count of the origin as determined by source 254 at the beginning of each line. y address counter 252 is set. Address Controller As described in connection with FIG. 7A, the address counter controller 222 includes the multiplexer 2
For each 0 in the output of multiplexer 242, a signal XCNT is provided to an x address counter 249, and for each 1 in the output of multiplexer 242, a signal YCNT is provided to a y address counter 252.
Address counter controller 222 also controls the signal
XU/D is supplied to the x address counter 249. Furthermore, address counter control device 222
is YINC/ from multiplexer 242
and a path defining signal such as 31 and 31' in FIG. 3 in response to the output of multiplexer 242 and signal SIGN from latch circuit 230.
Supply XDIR. Signals XDIR and YINC/
is used, as described below, to identify the values of the trigonometric functions used by the circuit of FIG. 8 to determine the values of R, RERR, XHAT, and COUNT. Signal obtained from address counter control device
ACCCLK updates the accumulator latch of FIG. 8 which is used in determining the values of R and COUNT, and the signal THETCLK obtained from controller 222 updates the latch of the accumulator of FIG. It is used to update the accumulator latch in Figure 8. Now refer to FIG. 7A. At the beginning of each line, and therefore at the beginning of a new slice, the signal NINTL from state address decoder 246 of FIG. 7 goes low and is applied to the preset input of D flip-flop 256, causing XDIR to go high.
It signals a step along the x-axis toward the outer radius, but the direction with respect to the origin is not determined. NINTL also uses XOR gate 260
whose output is connected to one input of
An eight-stage delay device 258 whose input is connected to the output of a certain D flip-flop 256 is cleared.
The other input of XOR gate 260 is connected to receive the SIGN bit from latch circuit 230 shown in FIG. The output of XOR gate 260 is XUP/. If this line is in the left half of the sector, SIGN is high, so the output of XORN 260 is low, indicating a count down, ie, to the left. If this line is in the right half of the sector, SIGN is low, so the output of the XOR 260 is high, indicating a count up. Control of XDIR is accomplished as follows. YINC/ from multiplexer 242 shown in FIG.
is applied to one input of AND gate 262,
and ENABLE is applied to the other. If the next step is still outward,
Since YINC/ is 0, AND gate 26
2 pressure is low. This output is applied to one input of XOR 264, the other input of which is connected to the output XDIR of D flip-flop 256. Since XDIR is high for outward movement, the output of XOR264 is high and
XDIR remains high. But if YINC/
If XINC is 1, indicating movement from the origin along the y-axis, the output of AND gate 262 is high when ENABLE occurs;
Bring the output of XOR 264 low and bring XDIR low to indicate a step toward the center of the sector with the next movement of x. Now the direction of the step along the x-axis and XUP/
Since DN is known, the signal XCNT remains supplied for each step of x. To do this, YINC/ is applied to a nine stage delay 266, which is also cleared by NINTL. The output of the 9-stage delayer 266 is connected to one input of an AND gate 268 and to an input of an AND gate 27.
Connected to the inverting input of 0. ENABL is then applied to both other inputs. If YINC/
is low, the output of AND gate 268 is low, so there is no count of y, but AND
Since the output of gate 270 is high, XCNT is high, causing x address counter 249 to count up or down depending on whether XUP/ is high or low. If YINC/ is high, indicating a y step, the output of AND gate 268 goes high, causing y address counter 252 to count up. The purpose of delays 258 and 266 is to clear previous data through the interpolator of FIG. They are CLK after ENABLE qualification
Updated by. However, D flip-flop 256 is updated only by CLK. CLK is also connected to one D
is applied to the clock input of synchronizer 272 which has an input. Another D of synchronizer 272
The input is connected to the output of AND gate 262,
The corresponding output is connected to the third D input, and its corresponding Q output provides the signal THETCLK. x and y address counter 24 shown in FIG.
The outputs of 9 and 252 are each connected to a latch circuit 274.
and 276, which in turn are connected to buffers 278 and 280, respectively. Both buffers 278, 280 have a signal ENABLE applied to their EN inputs. in this way,
For each signal ENABLE, the x and y addresses are applied to leads 282 and 284, respectively, and this is passed along the bottom of FIG. 10 to the display memory DM' of FIG. Determination of R and RERR Now, refer to Figure 8. The L# bit from the output of latch circuit 230 in FIG. ,
and +cosθ are supplied to the input address of the ROM 286 which stores the values. Figure 8A shows XDIR and
A truth table is shown for a given line showing the output of ROM 286 for different combinations of bit values of YINC/. ROM286 is suitable
Can be programmed to provide 12-bit output. The 12 bits are used to limit the fractional number coming out of ROM 286 and applied to the input of latch circuit 286. Its output is also applied to one input of adder 290.
A latch circuit 292 is coupled between the output of adder 290 and another input thereof to form an accumulator. The output of latch circuit 292 contains a fractional portion of the radius of interest, and its five most significant bits are the desired signal RERR. It is represented by 5 bits, but this addition used all 12 bits to avoid too many accumulated errors, ie, a situation where there are more than 1000 sins and cos to add and/or subtract. The latch circuit 292 is cleared at the beginning of the line by the signal NACCLR obtained from the state address decoder 246 of FIG.
Updated by ACCCLK. As seen in FIG. 7A, signal NACCCLR is derived from ENABLE and controls the rate of steps through the display points. Thus, each movement in x and y adds an incremental amount (+sin θ, +cos θ) to the past calculation of radius. As shown, the integer part of the radius calculation consists of the instructions for the accumulator carry,
It is maintained in radius counter 294 under XDIR and YINC/. The values of Kx, Ky, and the distance between the data samples along the radius line are all equal to 1 in this example, so
Connecting the signal YINC/and the carry output of adder 290 to radius counter 294, which counts the number of carries and generates a signal R equal to the integer value of the data sample separation within the radius of each display point. Radius counter 294 also outputs a signal INCR when the radius R increases through an integer value of R, and outputs a signal DECR when the radius decreases through an integer value of R. Signal R is connected to the radius limit signal from source 298 and to comparator circuit 2 to go high whenever the radius R of the display point exceeds a defined limit.
96. The output of the comparison circuit 296 is
ROK? It is. Signals RERR, INCR, DECR, and ROK? is passed through latch circuits 300 and 302. The signal RERR passed through the interpolation means of FIG. 10 is shown and ROK? is passed through delay stage 304 to one input of NAND gate 306. The signal THETOK obtained as described below? When high, indicates that the display point is within the slice. Signal THETOK is applied through delay stage 304 to the other input of NAND gate 306. The output of the NAND gate 306 is the latch circuit 3
08, and its output is applied to buffer 310
is applied to Like this, ROK? or
THETOK? If either of the buffer 310 output NVALD? is low? becomes high.
NVALD? is the display memory in Figure 10.
Guided by DM′. If NVALD? is low, the final interpolated data value obtained for the display point by the interpolation means of FIG. 10 is input into the display memory DM'. Signal INCR and
DECR is used to control the read functions of two of the line memories 180, 182 and 184 in FIG. Radius Counter 294 The circuit diagram of the radius counter 294 in FIG.
Shown in Figure B. In the figure, from adder 290 YINC/
XINC and carry signal, signal R, INCR and
One logic circuit for obtaining DECR is shown. The carry signal is 1 if the radius in adder 290 increases and passes through an integer value, and the carry signal is 0 if the radius increases and does not pass an integer value. Conversely, if the radius in adder 290 decreases and passes through an integer value, the carry signal is zero. And if the radius decreases and does not pass through an integer value, the carry signal is 1. If the fractional portion of this radius was zero, then the radius counter output indicates a radius of the display point equal to the radius of one of the data sample points. YINC/ passes through a two-stage delay device 312
is applied to one input of OR gate 314, and XDIR is applied to one input of OR gate 314 through delay device 316.
4 is led to the other input. The output of OR gate 314 is connected to the up/down control input of up/down counter 318 and to one input of XOR 320. The other input of XOR 320 is connected to the carry output of adder 290, and the output of XOR 320 is different from the input of AND gates 322 and 3 to which OR gate 314 is connected.
It is connected to the inverting input of 24. OR gate 3
The output of 14 is connected to the other inverting input of AND gate 324 and to the non-inverting input of AND gate 322. NENBL in FIG. 5 is applied to the drive input of the up-down counter 318,
And the output of XOR 320 is connected to the drive input of the same counter. The signal INCR is
at the output of the two-stage delay device 326 connected to the output of the AND gate 322, and the signals DECR, AND
a two-stage delay device 32 connected to the output of gate 324;
It is at the output of 8. CLK is the clock input of the up/down counter 318 as well as the delay circuit 31.
2, 316, 326, and 328, and NACCCLR is applied to the input of up/down counter 318. If the radius does not pass through a radial boundary such as the radial arc in Figure 3, both INCR and DECR will be 0.
It is. But if it increases through the radial boundary, INCR is 1 and DECR is 0. And if it decreases through the radial boundary, INOR is 0 and DECR is 1. Determination of XHAT Refer again to Figure 8. In this example, tanθ 2
A value of ΔXHAT equal to tanθ 1 (where θ 2 is the angle from the center of the sector to the outer line of the slice, and θ 1 is the angle of the inner line) is stored in ROM 330 for each radius line. has been done. The L# signal from the output of the latch circuit 230 in FIG.
By applying 330 address inputs, △
Select the corresponding value of XHAT. The output of ROM 330 continues for the entire line and is applied to the input of adder 332. The output of adder 332 is applied to latch circuit 334, which receives the output from state address decoder 246 in FIG.
Cleared by NACCCLR and updated by THETCLK from address counter controller 222. The output of the latch circuit 334 is
connected to another input of adder 332 to form an accumulator, and which
updates the accumulator with each y movement, producing a value of XHAT at the output of latch circuit 334, which is the sum of ΔXHAT for each step of y. A large number of bits are used in the feedback to adder 332 to prevent too large an accumulation error. Also 16 bits are used in this accumulator, and this is
The 4 most significant bits are used for the integer part of the XHAT. Determination of COUNT The signal representing L# from the latch circuit 230 of FIG. 2 is applied to ROM 336 to select one of the values. The angle θ 2 is the angle between the outer line of the slice and the center line of the sector, therefore the value of tan θ 2 is
Depends on the L# selected. A latch circuit 338 is connected between the output of ROM 336 and the input of adder 340, and the output of adder 340 is directed to latch circuit 342.
Latch circuit 342 is cleared by NACCCLR from state address decoder 246 of FIG. 7 and updated by signal ACCCLK from address counter controller 222 of FIG. The output of latch circuit 342 is output to adder 340 to sum all values selected from ROM 336 for each step indicated by display point scan control signals YINC/ and XDIR.
connected to another input. This is as measured from the outside line of the slice, whether the slice is in the left or right half of the sector.
It is a COUNT value. Eight bits are required for the sum calculation, but 16 bits are used in the feedback loop to reduce cumulative errors. 4 bits are used for the integer part of COUNT.
However, unlike RERR and XHAT,
When the display point is outside the outer line of the slice, COUNT has a negative value. Therefore, the most significant bit is used by latch circuit 3 to indicate whether the value of COUNT is positive or negative.
42 output. Determination of θERR As mentioned above, θERR is actually determined by COUNT/
It is XHAT. This division can be performed with 16 bits each, but this precision is not necessary in this example, and 5 bits of precision is sufficient, so
Appropriately selected 5-bit fields from both COUNT and XHAT provide the necessary bit resolution for this device. Since XHAT is the larger of the two numbers and is non-negative, it is simply shifted to the left until the most significant bit is a non-zero value. Then COUNT is shifted by the same amount. The purpose of ROMs 344, 346, 348 is to provide the ability to shift 0-3. The 5-bit outputs of ROMs 346 and 348 pass through a latch circuit 350 to a divider ROM 352.
and it was scaled
Divide COUNT by the scaled XHAT and apply the result to latch circuit 354. Then, it outputs a desired signal θERR which is guided to the interpolation pipeline shown in FIG. Signal indicating whether the angle is within the slice
THETOK? To obtain COUNT, the bit representing the sign of COUNT is routed through an inverter 349 and a latch circuit 350 to an AND gate 356.
If COUNT is positive, this bit is high, indicating that the display point is not outside the outer line angle θ 2 , but if this
If COUNT is negative, AND gate 356
The input to is low and THETOK? does not indicate.
Comparator circuit 358 is connected to receive COUNT and XHAT, and if COUNT
If less than XHAT, output a high bit to indicate that the display point is not inside the inside line of the slice, and if COUNT is
If it is greater than XHAT, output a low bit to indicate that the display point is inside the inner line. This bit of the output of comparator circuit 358 is passed through latch circuit 350 to AND gate 35.
connected to another input of 6. Its output is passed through a latch circuit 354, which sends a signal THETOK? , and this causes the delay means 3 to occur as described above.
Through 04, ROK? For inputs other than those to which
It is passed to the input of NAND gate 306. Reading from Line Memory As previously discussed, in accordance with embodiments of the present invention, the final interpolated data value for each display point is determined by interpolating two pairs of data samples that define the subslice in which the point is located. obtained by.
As shown in FIG. 9, the final data values of DP5 and DP6 are obtained from data samples S 2 , S 3 , S 2 ′, S 3 ′ that limit one subslice, but for DP7. The final data values of the data samples S 1 , S 2 , S 1 ′,
obtained from S 2 ′. Since DP8 is in the same subslice as DP5 and DP6, its final data values are derived from the same data samples they were in, ie, S 2 , S 3 , S 2 ', S 3 '. in this way,
The means for reading data samples from the line memories 180, 182, 184 of FIG. 6 must be capable of retaining, advancing, or retracting selected data samples along each radial line of the slice. No. Line memory 18 from which data samples are read
Two choices among 0,182,184 are signal
It is determined by which two of M 1 , M 2 , and M 3 are low. In FIG. 6, the signals M 1 ,
M 2 and M 3 are line memories 180, 182, and
and 184 output enable terminals.
If M 1 is high, the line memory 180 is
It is enabled to receive data, data is input into it, and its output channel is blocked so that data cannot be read from it. M 2 and M 3 are low to prevent line memories 182 and 184 from receiving data. However, M 2 and M 3 open the output channels of line memories 182 and 184 to read data from them at the addresses set by counters 198 and 200. The outer radius line is to the left in the left half of the sector and to the right in the right half. In this embodiment of the invention, the signal COUNT is always associated with the outside line so that data samples from the outside line must be separated from data samples on the inside line. This function is provided by multiplexers 360 and 36
2. A different input of each multiplexer is connected to a line memory 180, 182, 184.
are respectively connected to each I/O channel of
Multiplexer 360 directs data samples from the outer radius line to bus OL, and multiplexer 362 directs data samples from the inner radius line to bus IL, as described below. The controller of multiplexer 360 controls signal M 2
an inverter 363 connected between the source of XOR 370 and one input of AND gate 366, an inverter 368 coupled between the output of
are the signals SIGN and SIGN applied to their respective inputs.
M 1 and the output of XOR370 is AND gate 3
72 and signal M 3 is applied to the other input of AND gate 372 via inverter 374 . The output of AND gate 366 is applied to the least significant bit of multiplexer 360, the select A input LSB SEL A, and
The output of AND gate 372 is output to multiplexer 36
Most significant bit of 0, select B input MSB.
Applied to SEL・B. With these connections,
The outside line is selected as shown in the table of FIG. 6A and applied to the outside line bus OL. The controller for multiplexer 3626 controls the signal
An inverter 376 connected between the source of M 3 and one input of AND gate 378, an inverter 380 connected between the source of M 2 and one input of AND gate 382, one connected to the source of SIGN. consists of an XOR383 having an input of M1 and another input connected to the source of M1 , and
The output of XOR 383 is connected to the input of AND gate 382 and also to one input of AND gate 378 via inverter 384.
The output of AND gate 378 is multiplexer 3
62 most significant bits, select B input MSB.
SEL.B, and the output of AND gate 382 is the least significant bit of multiplexer 362,
Connected to select B input LSB/SEL/A. With these connections, the inside line is selected as shown in FIG. 6B and applied to the inside line bus IL. As shown in FIG.
The output read OL from the shift register 386
and the output lead IL from multiplexer 362 is connected to a shift register 388. QA of shift register 386 and
The QB outputs each provide successive data points on the outer line to means described below for obtaining a first intermediate interpolated data value, and to a shift register 388.
The QA and QB outputs each provide successive data points on the inner line to means described below for obtaining second intermediate interpolated data values. SELECTING DATA SAMPLES FROM LINE MEMORY Signals INCR and DECR provided by radius counter 294 of FIG. 200 to move forward, stay at the same point, or move backwards. If the radius of the display point becomes larger than that of the data sample, as when stepping from DP 7 to DP 8 in Figure 9, INCR is high, and when stepping from DP 6 to DP 7 , If the radius of the display point becomes smaller than that of the data sample, then its
DECR becomes high. If the integer part of the radius does not change, as when stepping from DP 5 to DP 6 ,
Since both INCR and DECRB remain low,
The counter does not change. As explained below, the signal
The counter does not change until SHIFT appears. SHIFT appears in response to the respective high states of INCRN and DECR. At the beginning of the line, as can be seen from FIG .
until it has a radius larger than that of S 11 ′.
A special situation arises because both INCR and DECR are low. Therefore, as shown in Figure 6, INCR or DECR is used in relation to the two memories being read.
None of these can generate the signal SHIFT needed to change the counter. In these situations, the counter is controlled as follows. At the beginning of each line of data received from scanner 134 of FIG. 5, a signal STRTL is generated at the output of latch 172 of FIG. 5 and begins scanning the display points as described in connection with FIG. used for. The STRTL signal is applied to the set input of latch circuit 248 and to two stage shift register 392. 2-stage shift register 39
2 is enabled by NENBL, so it outputs two consecutive high state pulses STRT1 and STRT2 to the separate inputs of OR gate 396. In effect, STRTL is a shift register 392
for input to OR gate 396.
Generates two delayed versions of STRTL. OR
The output of gate 396 is applied to one input of AND gate 398, and ENABLE is applied to the other, and by coincidence of the two, AND gate 398 is applied to the SHIFT signal so that the counter can Output a certain high level. For the first two samples of each line of the slice (the first sample of each line is at the origin) occurring simultaneously with STRT1 and STRT2, when sufficient time has elapsed for the signals RERR and θERR to occur, the signals STRT1 is sent from state address decoder 246 in FIG. 7 to the reset input of latch circuit 248. Since latch circuit 248 is set by STRTL, STRT1 clears it. The time between STRTL and STRT1 is
Indicated by WAIT. When STRT1 occurs, latch circuit 248 is activated by latch circuit 399.
is enabled and to which the signals INCR and DECR from radius counter 294 of FIG. 8 are applied. INCR and DECR are latch circuits 399
, respectively, are changed to MINCR and MDCER, and passed through separate inputs of OR gate 396.
And when it is high, a signal is sent to the output of AND gate 398.
SHIFT can occur. Also, MDECR
is input to inverter 395 to generate signal MNDECR. Counter control by SHIFT To enable counters 196, 198, 200 to count, their inputs ENT and
ENP must be in a low state. Assume that data samples are being written to line memory 180 such that M 1 is high and both M 2 and M 3 are low. In the explanation of the writing function, M
1 is high, causing the ENP input of the counter 196 for the line memory 180 to be low for the entire line, and its count is advanced each time the signal ADDEN applied to the ENT input occurs. counter 1
98 and 200, NM2 and NM3 are high for the entire line. They are then applied to the individual ENT inputs via inverters 197 and 199 so that these inputs are held low during that line. Signals M2+SHIFT and M3+SHIFT are applied to the ENP inputs of counters 198 and 200 via inverters 400 and 402, respectively. Since M2 and M3 are low for the entire line, they cannot drive the ENP input low. In this way, only SHIFT has counter 1
98,200 can be counted. Signal M
1+SHIFT, M2+SHIFT, and M3+
SHIFT is OR gate 40 for M1, M2, M3
8,410,412 inputs, and
obtained by applying SHIFT to those other inputs. The line memory 180, 182 or 184 is read out and the corresponding counter 196, 19
8,200 counts in response to the signal SHIFT as just described, the counter
Counts up when UND1, UND2, and UND3 are high, and counts down when UND1, UND2, and UND3 are low.
As was done when considering the write function,
Assume that display samples have been written to line memory 180 such that M1 is high, M2 and M3 are low, and NMDECR is high.
Under these conditions, the OR gate 20 in Figure 5
The output UND1 of 2 is high, so that the counter 196 for the line memory being written
counts up when necessary. OR gate 20
4 output UND2 and OR gate 206 output
UND3 is also high, so counter 198
and 200 are set to count up. But if MDECR is low, they are set to count down. When counters 198 and 200 are counting up and down, the display samples at the corresponding addresses in line memories 182 and 184 are stored in shift registers 386 and 3, as shown in FIG.
It is placed in the Q A section of 88. SHIFT also controls shift registers 386 and 388 via the following logic circuitry in FIG. SHIFT is AND
It is applied to one input of gate 409 and to one input of AND gate 411. Also
MDECR is the other input of AND gate 409,
Then, through the inverter 413, the AND gate 41
1 to the other input. AND gate 40
The output of 9 is connected to the left shift input of shift registers 386 and 388, and the output of AND gate 41
The outputs of 1 are connected to their left shift inputs. When SHIFT goes high and MDECR is low, AND gate 411 causes shift registers 386, 388 to shift the data samples in them to the right and receive new data samples at their inputs. However, if SHIFT goes high and MDECR goes high, AND gate 409 shifts the data samples in shift registers 386 and 388 to the left, i.e.
Replace Q A with Q B , Q B with Q C , etc. Shift registers 386 and 388 are eight words long, providing the ability to protect by six data samples, with two words remaining in the registers. SHIFT is STRT1 and STRT2 present at the inputs of OR gate 396 in FIG.
appears twice at the start of each line due to the action of . This operation converts the first two data points S 10 , S 11 of FIG. 3 for line Ro and S 10 ', S 11 for line R 1 to
S 11 ′ in their respective shift registers 386
and 388 Q B and Q A areas. However, the display point scanning signal YINC/,XDIRN
No further changes occur within the four data samples until S 11 , S 11 ' result in a step to a display point having a radius greater than display points S 11 , S 11 '. And at that point, signal INCR goes high, causing SHIFT to go high and counter 19
8 and 200, and data samples S 11 and S 12 of outputs Q B and Q A of shift register 386, and data samples S 11 and S 12 ′ of outputs Q B and Q A of shift register 388. You can move the shift register to the right to apply the voltage. Now, the display point scanning signal is S 11 and
Assume that we take a step to a display point with a radius smaller than S 11 ', ie, a step back on the inner radial boundary of interest. signal
Since DECR, like MDECR, is now high and M2 and M3 are low, signals UND2 and UND3 are low, setting up/down counters 198 and 200 to count down. SHIFT counts down the counter and, in combination with MDECR, shifts shift registers 386 and 388 to the left, shifting display points S 10 , S 11 and S 10 ′, S 11 ′ to Q B of registers 386 and 388, respectively. and return to Q A position.
The steps to the next display point are S 11 and
If S 11 ′ causes the third intersection of a certain arc line, then
The samples S 12 and S 12 ′ missing from the register are
Since the read address is controlled by SHIFT as described above, line memories 182 and 184
Since the next points from are samples S 12 and S 12 ′,
No problems arise. Interpolation Figure 10 will be explained. The data samples of the QA and QB outputs of the shift register 386 are transferred to the multiplication ROMs 414 and 416.
of the shift register 388.
The QA and QB output display samples are applied to multiplication ROMs 418 and 420, respectively;
The signal RERR representing the radial position of the display point is then latched into the latch circuit 415 and then applied to all four ROMNs 414, 416, 418,
420. The data samples are represented by 5-bit numbers, like the signal RERR, which is of course a fraction. With ROM416 and 420
RERR×QR value, and ROM414 and 418
is programmed to perform the appropriate multiplication of (1-RERR) x QB data values. ROM414
The output of the adder 4 passes through the latch circuit 414'.
22, and the ROM 416
The output of the adder 4 passes through the latch circuit 416'.
22 other inputs, so its output is the first
becomes the intermediate interpolated data value I1 . Similarly ROM41
The outputs of 8 and 420 are routed through latch circuits 418' and 420', respectively, to the inputs of adder 424, so that its output becomes the second intermediate interpolated data value I2 . The first and second intermediate interpolated data values I 1 and I 2 are passed through latch circuits 422' and 424', and then multiplied by
Applied to the inputs of ROMs 426 and 428, respectively. Signal θERR from the output of latch circuit 354 of FIG.
Latch circuit 430,
After passing through 432 and 434, multiplication ROM4
26 and 428. ROM426 is 1
-θERR is multiplied by the output of latch circuit 422', and ROMT 428 multiplies θERR by the output of latch circuit 424'. The latch circuits 426' and 428' are connected to the ROM 42, respectively.
6 and 428 and different inputs of adder 436 to produce the final interpolated data value at its output. After passing through latch circuits 438 and 440 and buffer 441, the final interpolated data value is placed at the x,y address in display memory DM' determined by x and y sector address counters 249 and 252 of FIG. NVALD at the output of AND gate 306 in FIG. 8 is high if the display point is angularly and radially within the slice. memory
DM' can be read out by the DM' readout controller 4 in any desired manner.
42 and the signal is displayed on the display 44.
4. Summary of Operation The table below shows the display points shown in Figure 9.
Display point scanning control signals XDIRN and YINC/ and INCR for DP 5 to DP 14 ,
Displays the radius value, COUNT and XHAT along with the states of DECR, XUP/DN, XCNT and YCNT, and where DP 5 is the initial This is a display point. Usually the initial display point is at the origin of the sector where all these values are zero, but iterative addition can start from any display point for which this value is individually known. As previously mentioned,
XDIR=1 indicates a step from the center of the sector, YINC/=0 indicates a step along the x-axis, and YINC/=1 indicates a step along the y-axis away from the origin. When a step from one display point to another does not intersect the radial boundaries of the subslice,
INCR and DECR can both be 0, but if either is 1, this step crosses such a boundary. XCNT
A value of 1 for YCNT and YCNT indicates a step along each axis. 11 and 1 to further aid in understanding the operation of the embodiments of FIGS.
Figure 2 shows the timing of the various signals used. The points in the circuit at which these signals appear are indicated by the corresponding circled letters.

【表】【table】

【表】 他の実施例 画像の一部の分解能を増加させるために、スキ
ヤナーの半径線を、その部分内で互いに接近させ
る。本発明の走査変換装置は、適切なデイスプレ
イ点を選択するための走査制御信号を発生するよ
うに第7図のステートマシーンのメモリ内の1及
び0を変えることによつて、かつ種々の三角関数
の記憶値を変えることによつて、このようなフオ
ーマツトに適応することができる。 このとき、A/Dコンバータのサンプリング速
度は、半径方向に沿つて補間することが望ましい
ものにするようにされるが、しかし技術の進歩に
より、ずつと高いサンプリング速度を予期するこ
とができるので、この補間は必要はない。このよ
うな場合に、各半径線から1つづつの適切なデイ
スプレイサンプルを選択することができるように
INCR及びDECRを決定することがさらに必要で
ある。そして、角度補間をすることがさらに必要
である。ここで説明したシステムは、もし信号
RERRはゼロに等しくセツトされるならば、この
様に動作する。 第13図は、このシステムの変形を示し、そし
てここで、第10図のROM414及び416
は、ROM446と取り換えられ、ROM418
及び420はROM448と取り換えられ、そし
てROM426及び428はROM450と取り
換えられる。ラツチ回路は簡単にするために省略
した。ROM446,448、及び450は同じ
構成である。それぞれは、RERRであろうと、
θRERRであろうと、エラー信号の、そしてデー
タサンプルの可能な値の全ての組み合せに対して
異なる記憶出力を包含している。図示されたよう
に、信号RERRはROM446及び448に印加
され、かつ信号θERRはROM450に印加され
るので、第1の中間補間データ値I1及びI2が各デ
イスプレイ点の半径位置で得られ、そして最終補
間データ値FDPがデイスプレイ点の角度位置で
得られる。この場合に、データサンプルS1及びS2
はスライスの一つの半径線に沿つたものであり、
かつデータサンプルS3及びS4は他の半径線に沿つ
たものである。しかしながら、前述したように、
信号θERRはROM446及び448に印加し、
かつ信号RERRはROM450に印加することが
できるので、第1及び第2の中間補間データ値
I1,I2はデイスプレイ点の角度位置である。この
場合、S1及びS2は半径方向円弧に沿つており、か
つS3及びS4は別の半径方向円弧に沿つている。 第14図は、単一のROMを示し、かつこれ
は、第13図の3つのROM446,448,4
50の全ての機能を内部で実行する。 第15図は、本発明の他実施例を示し、かつこ
こで、各デイスプレイ点のためのRERR及び
θERRの値は以前に決定され、かつROM454
に記憶されたので、スライスのデイスプレイ点が
走査されているとき、信号RERR及びθERRは積
極的には得られない。デイスプレイ点走査制御信
号XDIR及びYINC/は、手段456によ
つて供給され、そして各デイスプレイ点のx,y
アドレスは、前述したようにカウンター458及
び460によつて決定される。信号STRTLは
ROM454に印加され、そして必要なピン数を
減らすために、セクターの第1の線を表わすワー
ドは、同期するように各セクター走査の始めの信
号を減らす手段462によつて使用することがで
きる。デイスプレイ点のx,yアドレスから、
ROM454は、第5,6,8,10図において
説明されるように使用されるINCR及びDECRの
適切な記憶値を選択して、線メモリから正しいデ
ータサンプルS1,S2,S3、及びS4を選択する。各
デイスプレイ点のためのRERR及びθERR、及び
DATAの全ての可能な組み合せの最終データ値
がROM454内に記憶されている。適切な最終
データ値は、各点のためのRERR、θERR、及び
DATAのデイジタル値から選択される。このよ
うに、ROM454は、各デイスプレイ点のため
の最終補間データ値を決定するためデータサンプ
ル及びデイスプレイ点走査制御信号に応答する手
段である。 本発明の走査変換装置は、任意の2つの半径線
の間、及び所定の半径方向範囲内にある映像の選
択された部分を拡大することもできる。これは、
半径線及び半径方向範囲を識別するためのカーソ
ルを含むことができる手段、拡大率mだけ映像の
小さな部分の各デイスプレイ点のためにRERRを
割るための手段、及びmだけ小さな部分の各デイ
スプレイ点のためのXHATとCOUNTを掛け算
するための手段を備えることによつて、なすこと
ができる。また、急速に動く対象物の映像を明り
ようにするために、映像の小さな部分を高速で走
査することが可能である。 単一半径方向位置を使うかわりに、次の様に2
つの半径方向位置に計算することができる。2つ
の定数△R2及び△R1が、セクター内の各線に対
して選択される。△R2は第1のアキユムレータ
に、そして△R1は第2のアキユムレータに導か
れる。y方向の動きがデイスプレイ点走査信号に
よつて示される毎に、2つのアキユムレータは更
新される。第1のアキユムレータは、セクター頂
点から、外側線に沿つて、対象となるデイスプレ
イ点DPがある列の交点までの距離に相当する半
径を計算するときにθ2を使用する。第2のアキユ
ムレータはセクター頂点から内側線に沿つて、上
述したのと同じ列の交点までの距離に相当する半
径を計算するときにθ1を使用する。各シフトレジ
スターからのQA及びQB出力にあるデータがそ
れらの個々の半径計算に近接するように2つのシ
フトレジスターを個々に適切に動かせるために、
各半径カウンターはそれら自身の信号INCR及び
DECRを発生する。2つの半径計算は次に、外側
線のためにRERRO 11、及び内側線のために
RERRi 11と呼ばれる2つのRERR信号を発生す
る。これらの信号は、各シフトレジスターにある
データを補間するために使用される。その結果
は、2つの中間補間データ値であり、各々が、必
ずしも頂点から同じ半径方向偏位でない2つのサ
ンプルデータ値に近接している。中間補間データ
値は現在の出力デイスプレイ列と、対象となる線
メモリから読み出されている2つの走査線との交
点にある。 これらの2つの中間データ値は主として信号
COUNT及びXHATを使つて、θERRのために補
正する現在の方法に類似したやり方で使用され
る。その結果は、スライスの半径方向線によつ
て、対象となるデイスプレイ点の内側で中間補間
データ値を補間するためにCOUNT及びXHAT
によつて得られる最終データ値である。 選択された領域の拡大は、この領域内の各デイ
スプレイ点のためのθERRに拡大率mを掛け、そ
してRERRをmで割ることによつて達成すること
ができる。 以上述べたように、本発明はx軸、y軸方向の
行、及び列に沿つて補間値を得ており又、反復的
にデータを付加しているので極めて短かい時間で
波打つた形や不要な線がない真の断層面を表示装
置上に再現することができる。 尚、本実施例では直線的に補間を行なつたが、
種々の曲線を使用して補間値を得ることもでき
る。
Other Examples To increase the resolution of a portion of an image, the radial lines of the scanner are moved closer together within that portion. The scan converter of the present invention is constructed by varying the 1's and 0's in the memory of the state machine of FIG. It is possible to adapt to such a format by changing the stored value of . The sampling rate of the A/D converter is then such that it is desirable to interpolate along the radial direction, but with advances in technology, increasingly higher sampling rates can be expected; This interpolation is not necessary. In such cases, you can now select an appropriate display sample from each radius line.
It is further necessary to determine INCR and DECR. Then, it is further necessary to perform angular interpolation. The system described here is useful if the signal
This is how it works if RERR is set equal to zero. FIG. 13 shows a variation of this system, in which ROM 414 and 416 of FIG.
is replaced with ROM446 and ROM418
and 420 are replaced with ROM 448, and ROMs 426 and 428 are replaced with ROM 450. The latch circuit has been omitted for simplicity. ROMs 446, 448, and 450 have the same configuration. Each is RERR,
θRERR includes different storage outputs for all possible combinations of error signal and data sample values. As shown, signal RERR is applied to ROMs 446 and 448 and signal θERR is applied to ROM 450 so that first intermediate interpolated data values I 1 and I 2 are obtained at the radial position of each display point; A final interpolated data value FDP is then obtained at the angular position of the display point. In this case, data samples S 1 and S 2
is along one radius of the slice,
and data samples S 3 and S 4 are along other radial lines. However, as mentioned above,
Signal θERR is applied to ROM446 and 448,
And since the signal RERR can be applied to the ROM 450, the first and second intermediate interpolated data values
I 1 and I 2 are the angular positions of the display points. In this case, S 1 and S 2 lie along a radial arc, and S 3 and S 4 lie along another radial arc. FIG. 14 shows a single ROM, and this includes the three ROMs 446, 448, 4 of FIG.
All 50 functions are performed internally. FIG. 15 shows another embodiment of the invention, and in which the values of RERR and θERR for each display point are previously determined and stored in ROM 454.
Since the signals RERR and θERR are not actively available when the display points of the slice are being scanned. Display point scanning control signals XDIR and YINC/ are provided by means 456 and are
The address is determined by counters 458 and 460 as described above. Signal STRTL
To reduce the number of pins applied to ROM 454 and required, the word representing the first line of a sector can be used by means 462 to synchronize the signal at the beginning of each sector scan. From the x, y address of the display point,
ROM 454 selects the appropriate storage values for INCR and DECR to be used as described in FIGS. 5, 6, 8, and 10 to retrieve the correct data samples S 1 , S 2 , S 3 , and Select S4 . RERR and θERR for each display point, and
The final data values for all possible combinations of DATA are stored in ROM 454. The appropriate final data values are RERR, θERR, and
Selected from the digital value of DATA. Thus, ROM 454 is a means responsive to the data samples and display point scan control signals to determine the final interpolated data value for each display point. The scan converter of the present invention is also capable of magnifying selected portions of the image between any two radial lines and within a predetermined radial range. this is,
means for dividing the RERR for each display point of the small portion of the image by a magnification factor m; and means for dividing the RERR for each display point of the small portion of the image by a magnification factor m; This can be done by providing a means for multiplying XHAT and COUNT for. It is also possible to scan small parts of the image at high speeds to brighten the image of rapidly moving objects. Instead of using a single radial position, two
can be calculated into two radial positions. Two constants ΔR 2 and ΔR 1 are chosen for each line within the sector. ΔR 2 is routed to the first accumulator and ΔR 1 to the second accumulator. The two accumulators are updated each time movement in the y direction is indicated by the display point scanning signal. The first accumulator uses θ 2 when calculating the radius corresponding to the distance from the sector vertex along the outer line to the intersection of a row of display points DP of interest. The second accumulator uses θ 1 when calculating the radius corresponding to the distance from the sector apex along the inner line to the intersection of the same rows as described above. In order to properly move the two shift registers individually so that the data present at the QA and QB outputs from each shift register are close to their respective radius calculations,
Each radius counter has their own signal INCR and
Generate DECR. The two radius calculations are then RERR O 11 for the outer line, and for the inner line
Generates two RERR signals called RERR i 11 . These signals are used to interpolate the data in each shift register. The result is two intermediate interpolated data values, each in close proximity to two sample data values that are not necessarily at the same radial excursion from the vertex. The intermediate interpolated data value is at the intersection of the current output display column and the two scan lines being read from the target line memory. These two intermediate data values are primarily signals
It is used in a similar manner to the current method of correcting for θERR using COUNT and XHAT. The result is a COUNT and
is the final data value obtained by . Enlargement of a selected region can be accomplished by multiplying θERR for each display point within this region by a magnification factor m and dividing RERR by m. As described above, the present invention obtains interpolated values along the rows and columns in the x-axis and y-axis directions, and adds data repeatedly, so it can create wavy shapes in an extremely short time. A true tomographic plane without unnecessary lines can be reproduced on the display device. Note that in this example, interpolation was performed linearly, but
Various curves can also be used to obtain interpolated values.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の基本構成を示すブロツク図
である。第1A,1B,1C図は、第1図の各装
置の機能をグラフ表示したものである。第2図、
第3図は、本発明の基本計算で使用する図であ
る。第4図は本発明の詳細なブロツク図である。
M図は第5,6,7,8,10図の組み合わせ図
である。第5,6,7,8,10図は本発明の回
路図である。第4A図は、第4図の補間手段の他
の実施例である。第5A図は本発明のデジタル情
報形態図である。第6A,6B図は本発明のマル
チプレクサの真理値表である。第7A図は第7図
に示すアドレスカウンタ制御装置222の回路図
である。第7B,7B1,7B2,7B3図は第7図
の翻訳ROM228の回路図である。第8A図
は、第8図のROM286の真理値表である。第
8B図は第8図の半径カウンター294の回路図
である。第8C図は、第8図のROM336の真
理値表である。第9図は、本発明に関する実施例
の説明のための図である。第11,12図は本発
明に関する実施例のタイミングチヤートである。
第13,14,15図は、本発明に関する他の実
施例である。 20:スキヤナー、22:A/Dコンバータ
ー、24:走査変換装置、26:デイスプレイメ
モリ、28:読み出し装置、30:デイスプレイ
手段。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of the present invention. Figures 1A, 1B, and 1C are graphical representations of the functions of each device in Figure 1. Figure 2,
FIG. 3 is a diagram used in the basic calculation of the present invention. FIG. 4 is a detailed block diagram of the present invention.
Figure M is a combination diagram of Figures 5, 6, 7, 8, and 10. 5, 6, 7, 8 and 10 are circuit diagrams of the present invention. FIG. 4A is another embodiment of the interpolation means of FIG. FIG. 5A is a digital information form diagram of the present invention. Figures 6A and 6B are truth tables for the multiplexer of the present invention. FIG. 7A is a circuit diagram of the address counter control device 222 shown in FIG. 7B, 7B 1 , 7B 2 and 7B 3 are circuit diagrams of the translation ROM 228 of FIG. FIG. 8A is a truth table of the ROM 286 of FIG. FIG. 8B is a circuit diagram of radius counter 294 of FIG. FIG. 8C is a truth table of the ROM 336 of FIG. FIG. 9 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention. 11 and 12 are timing charts of an embodiment of the present invention.
13, 14, and 15 show other embodiments of the present invention. 20: scanner, 22: A/D converter, 24: scan conversion device, 26: display memory, 28: reading device, 30: display means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 セクターのスライスを形成する半径方向線
と、前記半径方向線と同じ中心を有する等間隔の
半径方向円弧線との交点に生じるデータサンプル
から補間値を得、前記補間値は各々X軸およびY
軸にそれぞれ平行な直交列および行の交点に配置
されたデイスプレイ点で表示され、前記行の間隔
がKx、前記列の間隔がKyである走査変換装置に
おいて、少なくともサブスライスを構成する2つ
の前記半径方向線と2つの半径方向円弧線との交
点に生じる4つのデータサンプルを供給する手
段、前記サブスライスの半径方向円弧線に関し
て、選択された前記サブスライス内のデイスプレ
イ点の半径方向位置を表わす第1の信号を供給す
るための手段と、前記サブスライスの2つの半径
方向線に関して、前記の選択されたデイスプレイ
点の角度位置を表わす第2の信号を供給するため
の手段と前記デイスプレイ点の一方の側のデータ
サンプルから、前記半径方向位置および角度位置
の一方で少なくとも1つの中間補間値を得るため
に、前記第1及び第2の信号のうちの選択された
信号に応答する手段と、前記デイスプレイ点の他
方の側のデータサンプルから、前記半径方向位置
および角度位置の一方で少なくとも別の中間補間
値を得るために、前記第1、第2の信号のうち選
択された信号に応答する手段と、前記半径方向位
置および角度位置の他方の側で前記選択されたデ
イスプレイ点の最終補間値を得るために、前記第
1、第2の信号のうちの他方の信号および前記中
間補間値に応答する手段と、前記スライス内の前
記デイスプレイ点を順次考査して、前記第1の信
号を定める前記デイスプレイ点の半径方向位置
(Rj+1)を直前の前記デイスプレイ点の半径方
向位置(Rj)に前記スライスで定まる第1の定
数距離を加減して決定し、前記第2の信号を決定
する比の分母、分子である前記デイスプレイ点に
対する第1、第2の距離(COUNTj+1、
XHATj+1)を直前のデイスプレイ点に対する
前記第1、第2の距離(COUNTj、XHATj)の
各々にスライスで定まる第2、第3の定数距離を
加減して定める走査手段とから成る前記走査変換
装置。
1 Obtaining interpolated values from data samples occurring at the intersections of a radial line forming a slice of the sector and equally spaced radial arc lines having the same center as said radial line, said interpolated values being
In a scan conversion device represented by display points arranged at the intersection of orthogonal columns and rows respectively parallel to an axis, the spacing of said rows being Kx and the spacing of said columns Ky. means for providing four data samples occurring at the intersections of a radial line and two radial arc lines, representing the radial position of a display point within the selected subslice with respect to the radial arc line of said subslice; means for providing a first signal; and means for providing a second signal representative of the angular position of said selected display point with respect to two radial lines of said subslice; means responsive to a selected one of the first and second signals to obtain at least one intermediate interpolated value of one of the radial position and angular position from data samples on one side; responsive to a selected one of the first and second signals to obtain at least another intermediate interpolated value of one of the radial position and angular position from data samples on the other side of the display point; means for the other of the first and second signals and the intermediate interpolated value to obtain a final interpolated value for the selected display point on the other side of the radial and angular positions; means for responding, sequentially considering the display points in the slice to determine the first signal from the radial position (Rj+1) of the display point to the radial position (Rj) of the immediately preceding display point; The first and second distances (COUNTj+1,
XHATj+1) by adding or subtracting second and third constant distances determined by slices to each of the first and second distances (COUNTj, XHATj) to the immediately preceding display point.
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