JP5449852B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
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Description
また、請求項2に記載の超音波診断装置は、被検体に対し超音波を送受信し、所定時間毎に前記被検体における特定の領域の超音波画像データを生成する画像生成手段と、前記超音波画像データに対して、時間方向及び前記領域の空間方向に、階層的にn次(nは2次以上の自然数)の多重解像度分解を行い、k次(1≦k≦n)における、全ての前記方向において空間周波数の低い画像である低域分解画像データと、少なくとも一つの前記方向において空間周波数の高い画像である高域分解画像データとを得る多重解像度分解手段と、算出時点の階層の1つ下の次元の出力データ又はn次の前記低域分解画像データからエッジの接線方向を含む当該次元における特徴量を算出する特徴量算出手段と、前記1つ下の次元の出力データ又はn次の前記低域分解画像データに対して、当該次元における前記特徴量に基づいて各前記方向毎に強調又は平滑化を行うフィルタリング処理を施し処理後低域分解画像データを取得するフィルタリング処理手段と、k次の前記処理後低域分解画像データとk次の前記高域分解画像データとを多重解像度合成して(k−1)次の合成画像を生成し、前記超音波画像データと同じ画像ピクセルサイズを有する処理後超音波画像データを生成するまで前記多重解像度合成を繰り返す多重解像度合成手段と、前記処理後超音波画像データを基に超音波画像を表示部に表示させる表示制御手段と、を備えることを特徴とするものである。
以下、この発明の第1の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。本実施形態に係かる超音波診断装置は図1に示すブロック図で表わされる。図1は本実施形態に係る超音波診断装置の機能を表すブロック図である。
次に、スペックル/ノイズ低減処理部100により実行されるスペックル及びノイズの低減処理について詳細に説明する。スペックル/ノイズ低減処理部100は、Bモードデータ及びドプラデータのいずれに対しても同様のスペックル及びノイズの低減処理を実行できる。そこで、以下の説明では、Bモードデータに対するスペックル及びノイズの低減処理を例に説明する。また、以下の説明では、説明を分かり易くするために2次元の超音波画像のデータを基にスペックル/ノイズ低減処理を説明するが、これは3次元の超音波画像のデータでも可能である。3次元の超音波画像のデータを使用する場合には、時間の次元を入れると4次元となるが、計算上は以下で説明する行列の計算が1行1列増えるだけである。また、以下の説明では、1枚のBモード画像を構成するデータのことを1フレームのBモードデータという場合がある。さらに、Bモード画像の枚数に対応したBモードデータの数のことをフレーム数という場合がある。1フレームのBモードデータが本発明における「1枚の超音波画像データ」にあたる。
そして、Rn+1は数値計算で打切り誤差となる項であり、|h|が十分に小さければ、Rn+1=0となる。
以下、この発明の第2の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置はスペックル/ノイズ低減処理を行ったBモードデータを利用して次のフレームに対するスペックル/ノイズ低減処理を行う構成であることが第1の実施形態と異なるものである。本実施形態に係る超音波診断装置の構成も図1のブロック図で表わされる。以下の説明では、第1の実施形態と同一の符号を付された機能部は特に説明のない限り同じ機能を有するものとする。
次に、本実施形態に係る超音波診断装置の他の例について説明する。本変形例では処理前のBモードデータを蓄積しておき、スペックル/ノイズ低減処理を行うときに最新の処理前のフレームをフレーム蓄積部106に出力する構成である。
002 送受信部
003 信号処理部
004 画像生成部
005 表示制御部
006 ユーザインタフェース
007 表示部
008 入力部
009 統括制御部
100 スペックル/ノイズ低減処理部
101 多重解像度分解部
102 特徴量算出部
103 フィルタリング処理部
104 多重解像度合成部
105 高域レベル制御部
106 フレーム蓄積部
107 処理前フレーム蓄積部
Claims (10)
- 被検体に対し超音波を送受信し、所定枚数の超音波画像データを生成する画像生成手段と、
前記所定枚数の超音波画像データに基づいて、時間方向及び空間方向に多重解像度分析を行い、低域分解画像データと、高域分解画像データとを得る多重解像度分解手段と、
前記低域分解画像データからエッジ情報に関する特徴量を算出する特徴量算出手段と、
前記特徴量に基づいて前記低域分解画像データに対してフィルタリング処理を施し処理後低域分解画像データを取得するフィルタリング処理手段と、
前記処理後低域分解画像データと前記高域分解画像データとを多重解像度合成して処理後超音波画像データを生成する多重解像度合成手段と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。 - 被検体に対し超音波を送受信し、所定時間毎に前記被検体における特定の領域の超音波画像データを生成する画像生成手段と、
前記超音波画像データに対して、時間方向及び前記領域の空間方向に、階層的にn次(nは2次以上の自然数)の多重解像度分解を行い、k次(1≦k≦n)における、全ての前記方向において空間周波数の低い画像である低域分解画像データと、少なくとも一つの前記方向において空間周波数の高い画像である高域分解画像データとを得る多重解像度分解手段と、
算出時点の階層の1つ下の次元の出力データ又はn次の前記低域分解画像データからエッジの接線方向を含む当該次元における特徴量を算出する特徴量算出手段と、
前記1つ下の次元の出力データ又はn次の前記低域分解画像データに対して、当該次元における前記特徴量に基づいて各前記方向毎に強調又は平滑化を行うフィルタリング処理を施し処理後低域分解画像データを取得するフィルタリング処理手段と、
k次の前記処理後低域分解画像データとk次の前記高域分解画像データとを多重解像度合成して(k−1)次の合成画像を生成し、前記超音波画像データと同じ画像ピクセルサイズを有する処理後超音波画像データを生成するまで前記多重解像度合成を繰り返す多重解像度合成手段と、
前記処理後超音波画像データを基に超音波画像を表示部に表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。 - 前記超音波画像データを生成順に順次記憶していく処理前データ蓄積手段をさらに備え、
前記フィルタリング処理手段は、t枚目の超音波画像データにおける前記フィルタリング処理として、前記処理前データ蓄積手段に記憶されている前記t−1枚目から所定枚数前までの超音波画像データにおける同じ位置の各画素の各画素値を用いて拡散方程式を数値解析してt枚目の超音波画像データの前記同じ位置の各画素の画素値を算出することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の超音波診断装置。 - 前記処理後低域分解画像データを生成順に順次記憶していく処理後データ蓄積手段をさらに備え、
前記フィルタリング処理手段は、t枚目の超音波画像データにおけるフィルタリング処理として、前記処理後データ蓄積手段に記憶されている前記t−1枚目から所定枚数前までの前記処理後低域分解画像データにおける同じ位置の各画素の各画素値を用いて拡散方程式を数値解析してt枚目の処理後低域分解画像データの前記同じ位置の各画素の画素値を算出することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の超音波診断装置。 - 前記フィルタリング処理手段は、現在と過去の所定枚数の前記超音波画像データを用いて前記空間方向に対する前記フィルタリング処理を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
- 前記フィルタリング処理手段は、
非線形拡散方程式で表わされるフィルタを用いて前記フィルタリング処理を行うものであり、
該非線形拡散方程式の数値解析を行う場合に、
空間方向の数値微分として、
∂Ii/∂x={Ii+1−Ii−1}/2
時間方向の数値微分として、
∂It/∂t={3It−4It−1−It−2}/2
(Ii:xがiの時の画素値、It:時刻tにおける画素値)
を用いることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一つに記載の超音波診断装置。 - 前記特徴量算出手段は、各画素の構造テンソルを算出し、前記構造テンソルを用いて固有値と固有ベクトルを算出し、特徴量として、前記各固有値に基づいてエッジの大きさを得、前記固有ベクトルに基づいて前記エッジの接線方向を得ることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1つに記載の超音波診断装置。
- 前記フィルタリング処理手段は、非線形異方性拡散フィルタであることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
- 前記高域分解画像データに対し前記特徴量に基づいて前記エッジを強調するフィルタリング処理を行い、該フィルタリング処理が行われた高域分解画像データを前記多重解像度合成手段に出力する高域レベル制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
- 被検体に対して超音波を送受信して、所定時間毎に前記被検体における同一領域の超音波画像データを生成する画像生成手段と、
複数の前記超音波画像データを基に、時間方向及び空間方向に多重解像度分解して、1次については空間周波数に応じて低域分解画像及び高域分解画像に分離し、以後、(k−1)次に分離された低域分解画像をk次の低域分解画像及び該k次の高域分解画像に分離することを、k=2からn(nは、2以上の自然数)まで行う多重解像度分解手段と、
n次においては、該n次の低域分解画像を基にした一方のデータと及び該n次の高域分解画像を基にした他方のデータとを多重解像度合成した該n次の合成画像を生成し、以後、一方のデータをk次の合成画像とし、他方のデータをk−1次の高域分解画像として合成画像を生成する前記多重解像度分解の逆変換を、k=nから2まで行う多重分解画像合成手段と、
前記n次の場合は該n次の多重解像度分解手段と該n次の多重分解画像合成手段との間にあって該n次の低域分解画像を受けて画像におけるエッジの接線方向を含む該n次の特徴量を算出し、前記k−1次の場合は該k−1次と該k次との多重分解画像合成手段の間にあって該k次の合成画像を受けて画像におけるエッジの接線方向を含む該k−1次の特徴量を算出することをk=nから2まで行う特徴量算出手段と、
該特徴量算出手段から前記n次から1次までの特徴量を受けて、それぞれについて前記エッジの接線方向の強調又は平滑化を行い、各次における前記一方のデータとして前記多重分解画像合成手段へ送るフィルタ処理手段と、
前記多重解像度分解手段から前記n次から1次までの高域分解画像を受けて、対応する各次の特徴量で重み付けして前記他方のデータとして前記多重分解画像合成手段へ送る高域レベル制御部と、を備え、
前記多重分解画像合成手段の1次の出力として、元の超音波画像データと同じ画像ピクセルサイズの合成画像を得る、
ことを特徴とする超音波診断装置。
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