イメージセンサを用いた高速度デイジタル撮像による声帯振動検査装置

使用图像传感器进行高速数字成像的声带振动测试装置

基本信息

批准号：
61870067
负责人：
桐谷滋
金额：
$ 2.5万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
财政年份：
1986
资助国家：
日本
起止时间：
1986 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

声帯振動の高速度撮影は、各種の発声条件における、声帯音源特性の変化の解析や臨床用の病的な声帯振動状態の観察に重要である。一般の高速度映画撮影の方法は、装置が大がかりとなる傾向があるので実用的に用いるには困難がある。そこで我々は、喉頭用内視鏡とイメージセンサを組み合せた、声帯振動像の高速度ディジタル撮影装置を開発している。本研究では、従来のプロトタイプ装置を改良し、臨床場面でも使用し得る小型専用装置を開発した。この方法では、側視鏡を一眼レフカメラボディに接続する。カメラフィルム面に相当する位置にイメージセンサを装着する。センサからの画素信号を、高速A/D変換器でディジタル化し、イメージメモリに記憶する。イメージメモリに格納した画像をCRTモニター上にスローモーションその他の形で再生表示して観察する。今回の装置では、画素数は100×100、画素走査のクロックは10MHzのイメージセンサを採用し、800コマ/秒で撮影できる。より高いフレーム・レートのためには、走査線を間引く、特殊な走査方式を考案し、100×36画素で2000コマ/秒、100×17画素で4000コマ/秒の撮影が可能となった。一方、明るい像を得るために通常の側視鏡より径のやや太い、特殊な側視鏡を製作した。これに250Wハロゲンランプ光源2台を接続し、通常の被験者で2000〜4000コマ/秒の撮影速度が達成できた。次に、小型専用装置とするため、専門のイメージメモリを製作、パーソナルコンピュータと組み合わせた装置を開発した。メモリは1MByte、約0.1秒分の画像を記憶し、パーソナルコンピュータで音声信号と併せてスローモーション表示する。表示データは検査データとしてVTRに録画して、記録・保管できる。この装置は、高速度映画撮影に比べて装置が簡便なので、声帯振動状態の臨床検査用にほぼ実用的に使用し得る。

声带振动的高速成像对于分析各种人声条件下的声带源特征的变化和观察临床病理声音振动的变化很重要。一般的高速电影拍摄方法实际上很难使用，因为该设备往往很大。因此，我们正在开发一种用于声带振动图像的高速数字成像设备，结合了喉内窥镜和图像传感器。在这项研究中，我们改进了常规原型设备，并开发了可用于临床环境的小型设备。在此方法中，侧视图连接到SLR相机主体。图像传感器安装在与摄像机膜表面相对应的位置。来自传感器的像素信号由高速A/D转换器数字化并存储在图像内存中。存储在图像存储器中的图像以慢动作或其他形式的形式复制并显示在CRT监视器上。该设备使用一个像素计数为100 x 100的图像传感器，像素扫描时钟为10MHz，使您可以以每秒800帧的速度拍照。为了更高的帧速率，设计了一种特殊的扫描方法，该方法允许每秒2000帧，每秒100 x 36像素和4000帧每秒使用100 x 17像素。另一方面，为了获得明亮的图像，制造了一个特殊的侧观看系统，直径略大于普通的侧视图系统。两个250W卤素灯光源与此相连，正常受试者能够达到每秒2000至4000帧的射击速度。接下来，为了使其成为一个小型专用设备，制造了专门的图像内存，并开发了将个人计算机组合在一起的设备。存储器存储1MBYTE图像，价值约0.1秒，并以慢动作以及个人计算机上的音频信号显示。可以将显示的数据记录并存储在VTR中作为检查数据。该设备可以用实用的方式用于声带振动的临床测试，因为它比高速摄影更容易。