JPH03277357A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- JPH03277357A JPH03277357A JP2077094A JP7709490A JPH03277357A JP H03277357 A JPH03277357 A JP H03277357A JP 2077094 A JP2077094 A JP 2077094A JP 7709490 A JP7709490 A JP 7709490A JP H03277357 A JPH03277357 A JP H03277357A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は超音波計断装置に関し、特に外来ノイズを除去
可能な超音波診断装置に関する。
可能な超音波診断装置に関する。
[従来の技術]
超音波振動子から超音波を被検体内に送波し、被検体内
の反射体で反射されたエコー信号を超音波振動子で再度
受波し、増幅・S波等の処理を行なった後に画像として
表示器に表示する超音波診断装置が知られている。この
ような超音波計断装置においては、超音波振動子の受渡
感度が良好なほど1分解能が良い画像を得ることができ
る。
の反射体で反射されたエコー信号を超音波振動子で再度
受波し、増幅・S波等の処理を行なった後に画像として
表示器に表示する超音波診断装置が知られている。この
ような超音波計断装置においては、超音波振動子の受渡
感度が良好なほど1分解能が良い画像を得ることができ
る。
しかし、超音波振動子の受渡感度が向上すれば、被検体
内からのエコー信号ばかりでなく、外部からのノイズを
拾いやすくなり、シールドの性能を上げたとしても、ノ
イズを十分に除去することは難しい。特に、手術中など
に超音波計断装置を使用する場合に、超音波メス等から
のノイズを拾ってしまい、診断が困難になってしまう恐
れがある。
内からのエコー信号ばかりでなく、外部からのノイズを
拾いやすくなり、シールドの性能を上げたとしても、ノ
イズを十分に除去することは難しい。特に、手術中など
に超音波計断装置を使用する場合に、超音波メス等から
のノイズを拾ってしまい、診断が困難になってしまう恐
れがある。
現在のところ、超音波メス等を使用する場合には、外来
ノイズが重畳しない超音波画像を出力することは非常に
困難である。
ノイズが重畳しない超音波画像を出力することは非常に
困難である。
さらに、現在−射的に使用されているノイズ低減画像フ
ィルタを用いた場合には、外来ノイズが重畳していない
画素に悪影響を及ぼさせずに、外来ノイズを除去するこ
とは、非常に困難である。
ィルタを用いた場合には、外来ノイズが重畳していない
画素に悪影響を及ぼさせずに、外来ノイズを除去するこ
とは、非常に困難である。
[発明が解決しようとする課題]
現在−射的に知られているノイズ低減フィルタの中て、
例えばアベレージング処理では、周囲の画素と比較して
特異点と考えられる外来ノイズが充分に除去できないだ
けでなく、画像のエツジ部分が鈍化してしまう。また、
メデイアンフィルタでは、外来ノイズはほぼ除去可能で
あろうが、画像がモザイク化してしまい、処理時間もか
かるため、超音波診断装置においてリアルタイム表示さ
せるためには、高価なりSP (ディジタル・シグナル
・プロセッサ)を使用しなければならず。そのために装
置も複雑化してしまう。
例えばアベレージング処理では、周囲の画素と比較して
特異点と考えられる外来ノイズが充分に除去できないだ
けでなく、画像のエツジ部分が鈍化してしまう。また、
メデイアンフィルタでは、外来ノイズはほぼ除去可能で
あろうが、画像がモザイク化してしまい、処理時間もか
かるため、超音波診断装置においてリアルタイム表示さ
せるためには、高価なりSP (ディジタル・シグナル
・プロセッサ)を使用しなければならず。そのために装
置も複雑化してしまう。
本発明は、上記の欠点を解消し、装置の大きさを変化さ
せずに、簡単なアルゴリズムて、他の画素に悪影響を及
ぼさず、外来ノイズがほぼ完全に除去された、超音波断
層像を出力する超音波診断装置を提供することを目的と
する。
せずに、簡単なアルゴリズムて、他の画素に悪影響を及
ぼさず、外来ノイズがほぼ完全に除去された、超音波断
層像を出力する超音波診断装置を提供することを目的と
する。
[問題点を解決するための手段]
本発明では、被検体中に超音波のビーム走査を繰り返し
、被検体より反射されるエコー信号により被検体の断層
像を表示する超音波計断装置において、断層像を構成す
る画素階調値について閾値を設定する閾値設定手段と、
所定時間を隔てて得られた2枚の断層像の同位置の画素
階調値の差分が閾値を越えていることを検出する比較手
段と、比較手段による比較の結果、2枚の断層像の同位
置の画素階調値の差が閾値を越えている場合に、大きい
方の画素階調値をノイズとして除去するノイズ除去手段
とを有することを特徴としている。
、被検体より反射されるエコー信号により被検体の断層
像を表示する超音波計断装置において、断層像を構成す
る画素階調値について閾値を設定する閾値設定手段と、
所定時間を隔てて得られた2枚の断層像の同位置の画素
階調値の差分が閾値を越えていることを検出する比較手
段と、比較手段による比較の結果、2枚の断層像の同位
置の画素階調値の差が閾値を越えている場合に、大きい
方の画素階調値をノイズとして除去するノイズ除去手段
とを有することを特徴としている。
また、前記の閾値dthを設定し、2枚の画像の同位置
の画素間で2つの画素階調値のうち一方をdl、もう一
方をd c−1としたとき、d t−、dt、>dth
またはd 、/、dt−、>dthなる不等式を用い、
2枚の画像データから外来ノイズ成分が除去された画像
を構成することを特徴としている。
の画素間で2つの画素階調値のうち一方をdl、もう一
方をd c−1としたとき、d t−、dt、>dth
またはd 、/、dt−、>dthなる不等式を用い、
2枚の画像データから外来ノイズ成分が除去された画像
を構成することを特徴としている。
さらに、前記閾値dthは、予想される外来ノイズの大
きさに伴い、設定値を変化させることを特徴としており
、前記外来ノイズ成分を除去する方法は、dlとdt−
+ とで0を含む重み付けを行なった平均化を行なうこ
とを特徴としている。
きさに伴い、設定値を変化させることを特徴としており
、前記外来ノイズ成分を除去する方法は、dlとdt−
+ とで0を含む重み付けを行なった平均化を行なうこ
とを特徴としている。
[作 用]
本発明の超音波診断装置では、2枚の画像の同位置の画
素において一方の画素階調値ともう一方の画素階調の差
分が閾値よりも大きい場合には、一方にノイズが重畳し
ているとみなし、ノイズが重量していないとみなされた
階調値データを出力し、差分が閾値を越えなければ、そ
のままの階調値データを出力することにより、外米ノイ
ズが重量していない画素には影響を及ぼさず、外来ノイ
ズを除去することが簡便に可能となる。前記ノイズが重
畳していないとみなされた階調値データとは、それぞれ
の画素の同位置の画素階調値間で重み付けした平均化を
行なっている。
素において一方の画素階調値ともう一方の画素階調の差
分が閾値よりも大きい場合には、一方にノイズが重畳し
ているとみなし、ノイズが重量していないとみなされた
階調値データを出力し、差分が閾値を越えなければ、そ
のままの階調値データを出力することにより、外米ノイ
ズが重量していない画素には影響を及ぼさず、外来ノイ
ズを除去することが簡便に可能となる。前記ノイズが重
畳していないとみなされた階調値データとは、それぞれ
の画素の同位置の画素階調値間で重み付けした平均化を
行なっている。
[実施例]
以下、本発明による超音波診断装置の実施例を図面を参
照して詳述する。
照して詳述する。
まず、本発明における外来ノイズの除去原理について説
明する。
明する。
超音波診断装置で出力されようとする、画像を2枚考え
る。2枚の画像は、出力される時間が近いものとする。
る。2枚の画像は、出力される時間が近いものとする。
例えば1フレーム分の超音波画像がリアルタイムで更新
される周期をTとし、1つの画像が時刻t2に出力され
る画像、もう1つの画像は時刻t + = t z
Tに出力される画像とする。また、どちらの画像も縦×
横がmxn画素で構成され、画像の縦i番目、横J番目
の画素をP、Jとし、時刻t1に出力される画像階調値
をd ” l 1、時刻t2に出力される画像階調値を
d ”、、とする。
される周期をTとし、1つの画像が時刻t2に出力され
る画像、もう1つの画像は時刻t + = t z
Tに出力される画像とする。また、どちらの画像も縦×
横がmxn画素で構成され、画像の縦i番目、横J番目
の画素をP、Jとし、時刻t1に出力される画像階調値
をd ” l 1、時刻t2に出力される画像階調値を
d ”、、とする。
−射的に、超音波エコー信号に外来ノイズが重畳した場
合、ノイズが重畳した画素は周辺画素に比較して輝度が
著しく高くなる。これは超音波エコー信号が特定の周波
数成分を持つのに対し、外来ノイズはそれと無関係な周
波数成分を持つために、干渉によって打ち消されること
が非常に稀であることによる。また、リアルタイム表示
の超音波診断装置では、出力される画像の時間間隔は、
射的に数十分の1秒程度であり、外来ノイズが重畳して
いない画像間では、同位置画素での階調値の変化は緩や
かである。
合、ノイズが重畳した画素は周辺画素に比較して輝度が
著しく高くなる。これは超音波エコー信号が特定の周波
数成分を持つのに対し、外来ノイズはそれと無関係な周
波数成分を持つために、干渉によって打ち消されること
が非常に稀であることによる。また、リアルタイム表示
の超音波診断装置では、出力される画像の時間間隔は、
射的に数十分の1秒程度であり、外来ノイズが重畳して
いない画像間では、同位置画素での階調値の変化は緩や
かである。
また、外来ノイズの出現する位置は、2枚の画像間にお
いては相関がほとんど無い。
いては相関がほとんど無い。
よってd ”i d ”+Jの値を考えた場合、その
値が0付近となるときにはd ” i J+ d ”
i jとも通常のエコー信号と考えられるが、d”、−
d”が正の大きな値であればd ”、、に外来ノイズが
重畳していると考えられる。また、負の大きな値であれ
ばdt l 、 、に外来ノイズが重量していると考え
られる。
値が0付近となるときにはd ” i J+ d ”
i jとも通常のエコー信号と考えられるが、d”、−
d”が正の大きな値であればd ”、、に外来ノイズが
重畳していると考えられる。また、負の大きな値であれ
ばdt l 、 、に外来ノイズが重量していると考え
られる。
そこて、時刻t、および+2において出力された2枚の
断層像から外来ノイズを除去するためには、 d ”、 −d ”i、> d thなる不等式を考
え、この不等式が成立する場合には、+2の時点におけ
る画素P、Jの階調値データd +2 、Jに外来ノイ
ズが重畳しており、上記の不等式が成立しない場合には
、d t” 、4に外来ノイズが重畳していないと考え
られる。
断層像から外来ノイズを除去するためには、 d ”、 −d ”i、> d thなる不等式を考
え、この不等式が成立する場合には、+2の時点におけ
る画素P、Jの階調値データd +2 、Jに外来ノイ
ズが重畳しており、上記の不等式が成立しない場合には
、d t” 、4に外来ノイズが重畳していないと考え
られる。
上記不等式が満たされた場合の出力データは、a dt
2 、 、+βd tl 、Jとされる。なお、ここ
でa十β:1.0≦(2<1,0<β≦1であり、α,
βは重み付けを行なう係数である。
2 、 、+βd tl 、Jとされる。なお、ここ
でa十β:1.0≦(2<1,0<β≦1であり、α,
βは重み付けを行なう係数である。
上記不等式が満たされない場合の出力データは、d”□
、とされる。このようにして、外来ノイズが除去できる
。このような原理に基づく処理を全画像領域に作用させ
ることて、周辺画素に影響を及ぼさずに、外来ノイズを
除去することができる。
、とされる。このようにして、外来ノイズが除去できる
。このような原理に基づく処理を全画像領域に作用させ
ることて、周辺画素に影響を及ぼさずに、外来ノイズを
除去することができる。
また、d ”+4は時間1+における1枚の画像の1画
素P、Jの階調値として説明を行なったが、上記の処理
は1画素単位の画素階調値に限られるものではない。
素P、Jの階調値として説明を行なったが、上記の処理
は1画素単位の画素階調値に限られるものではない。
つまり、d t+、Jは時刻t1におけるP、Jでの階
調値としたところを、 (k、1とも周辺がその大きさを示す値)という式によ
り、周辺画素と平均値にすることによっても、同様な処
理が可能である。また、平均値の他に周辺画素との中央
値、最頻値やそれらの値を組み合わせた値にすることに
よっても同様な処理が可能である。この場合、上式のに
、1の値を増やすことによって処理中の演算回数を少な
(でき、高速処理が可能になる。
調値としたところを、 (k、1とも周辺がその大きさを示す値)という式によ
り、周辺画素と平均値にすることによっても、同様な処
理が可能である。また、平均値の他に周辺画素との中央
値、最頻値やそれらの値を組み合わせた値にすることに
よっても同様な処理が可能である。この場合、上式のに
、1の値を増やすことによって処理中の演算回数を少な
(でき、高速処理が可能になる。
時間的に異なる複数枚の画像データの同位置の画素階調
値の平均値、中央値、最頻値やそれらの偵を組み合わせ
た値、または周辺画素との平均値、中央値、最頻値やそ
れらの画素を組み合わせた値等を用いる方法もある。こ
れによって。
値の平均値、中央値、最頻値やそれらの偵を組み合わせ
た値、または周辺画素との平均値、中央値、最頻値やそ
れらの画素を組み合わせた値等を用いる方法もある。こ
れによって。
d″’ l J l d t” + Jをそれぞれ1枚
の画像から求めていた場合にd ”iJ+ d ”++
の両方に外来ノイズが重量していた時除去が不可能であ
ったが、複数枚の画像からdt l 、 、を決定する
ことにより外来ノイズが更に効果的に除去が可能になる
。なお、今後の説明では、簡単のために処理はI画素単
位で行ない、dt l 、Jは1枚の画像データを用い
るものとする。
の画像から求めていた場合にd ”iJ+ d ”++
の両方に外来ノイズが重量していた時除去が不可能であ
ったが、複数枚の画像からdt l 、 、を決定する
ことにより外来ノイズが更に効果的に除去が可能になる
。なお、今後の説明では、簡単のために処理はI画素単
位で行ない、dt l 、Jは1枚の画像データを用い
るものとする。
重み付け係数をα=0.β=1とした場合の本発明の原
理を第4A図〜第4F図に示す。
理を第4A図〜第4F図に示す。
第4A図の時刻t、における断層像、第4B図の時刻t
2における断層像は、それぞれ縦×横がm×n画素で構
成されている。第4A図の断層像の縦p番目のラインの
画階調値を示した第4C図のグラフは、横軸にPp+〜
PP、、の画素、縦軸にその画素の階調値を示す、同様
に第4D図のグラフは第4B図の断層像の縦p番目の画
素階調値を示す。第4E図のグラフは第4C図および第
40図のグラフの画素ブタから上記処理によって外来ノ
イズを除去した場合の画素階調値を示すグラフて、第4
F図の出力断層像は上記処理を全画像に渡って行なった
場合に出力される断層像を示す。
2における断層像は、それぞれ縦×横がm×n画素で構
成されている。第4A図の断層像の縦p番目のラインの
画階調値を示した第4C図のグラフは、横軸にPp+〜
PP、、の画素、縦軸にその画素の階調値を示す、同様
に第4D図のグラフは第4B図の断層像の縦p番目の画
素階調値を示す。第4E図のグラフは第4C図および第
40図のグラフの画素ブタから上記処理によって外来ノ
イズを除去した場合の画素階調値を示すグラフて、第4
F図の出力断層像は上記処理を全画像に渡って行なった
場合に出力される断層像を示す。
第4C図および第4D図のグラフのデータから第4E図
のグラフを合成する場合に閾値dthを用いている。こ
の場合、第4D図のグラフの左から4番目と5番目の画
素にノイズが重畳しており、この2つの画素において第
4C図のグラフの画素階調値との差がそれぞれdthを
越えているために、この2つの画素には第4C図のグラ
フでの画素階調値が第4E図のグラフに用いられ、その
ほかの画素については°第4B図のグラフでのデータが
用いられる。
のグラフを合成する場合に閾値dthを用いている。こ
の場合、第4D図のグラフの左から4番目と5番目の画
素にノイズが重畳しており、この2つの画素において第
4C図のグラフの画素階調値との差がそれぞれdthを
越えているために、この2つの画素には第4C図のグラ
フでの画素階調値が第4E図のグラフに用いられ、その
ほかの画素については°第4B図のグラフでのデータが
用いられる。
このような処理を全画素について行なうことによってノ
イズが除去された画像を得ることができる。
イズが除去された画像を得ることができる。
この場合、閾値をどの値に設定するかて、ノイズ除去の
割合が変化してくる。
割合が変化してくる。
ISl値を小さく設定すれば、比較的小さなノイズも除
去が可能になるが、本来の画像の分解能がやや劣化して
しまう。また、H値を大きく設定すれば、閾値を小さく
した場合に比較して、画像の分解能は向上するが比較的
大きなレベルを持つノイズのみしか除去ができなくなる
。この様に、閾値の設定によって得られる画像の性質も
変イヒするため、本発明の超音波診断装置は、オペレー
タの希望する観察し易い画像の閾値に設定できる。
去が可能になるが、本来の画像の分解能がやや劣化して
しまう。また、H値を大きく設定すれば、閾値を小さく
した場合に比較して、画像の分解能は向上するが比較的
大きなレベルを持つノイズのみしか除去ができなくなる
。この様に、閾値の設定によって得られる画像の性質も
変イヒするため、本発明の超音波診断装置は、オペレー
タの希望する観察し易い画像の閾値に設定できる。
以上の説明では重み付け係数をα=0.8=1としてお
り、ノイズが重畳したと判断された画素は完全に除去さ
れる。しかしながら、この場合除去された画素には過去
のデータ(例えば1フレームI¥it)が表示されるの
て、その画素のリアルタイム性は若干低下してしまうこ
とになる。外来ノイズパルスの繰返し周期が超音波診断
装置のフレームレイトに対して十分長いときはこのリア
ルタイム性の低下はほとんど視覚には感じられないが、
繰返し周期が増加するにつれで多数の画素のJアルタイ
ム性が低下してしまい、不自然な画像となってしまう0
本発明の超音波診断装置ではオペレータの希望もしくは
外来ノイズの頻度に応じてα,βの値を可変とする態様
も可能であり、ノイズが重畳したと判断された画素に対
して、過去iti+のデータと現在(t2)のデータと
の重み付けした和で表示させることにより、リアルタイ
ム性を太き(損なわない範囲でノイズ除去が可能である
。
り、ノイズが重畳したと判断された画素は完全に除去さ
れる。しかしながら、この場合除去された画素には過去
のデータ(例えば1フレームI¥it)が表示されるの
て、その画素のリアルタイム性は若干低下してしまうこ
とになる。外来ノイズパルスの繰返し周期が超音波診断
装置のフレームレイトに対して十分長いときはこのリア
ルタイム性の低下はほとんど視覚には感じられないが、
繰返し周期が増加するにつれで多数の画素のJアルタイ
ム性が低下してしまい、不自然な画像となってしまう0
本発明の超音波診断装置ではオペレータの希望もしくは
外来ノイズの頻度に応じてα,βの値を可変とする態様
も可能であり、ノイズが重畳したと判断された画素に対
して、過去iti+のデータと現在(t2)のデータと
の重み付けした和で表示させることにより、リアルタイ
ム性を太き(損なわない範囲でノイズ除去が可能である
。
第1図には本発明の超音波診断装置の構成が示されてい
る。本装置は、外米ノイズを除去するノイズ除去回路1
5を有する。同図に示されるように、本装置は被検体l
Oに接続される電子アレイ式の超音波振動子11を有し
、超音波振動子11は送受信回路I2に接続されている
。送受信回路12から超音波振動子11に駆動信号が送
られ、超音波振動子11から被検体10に超音波信号が
送波される。送波された超音波信号は、被検体内の反射
体で反射し、再び超音波振動子11で受波される。受波
された超音波信号は電気信号に変換され、送受信回路1
2に送られる。送受信回路12には対数増幅回路13が
接続され、対数増幅回路13は送受信回路12から送ら
れる信号を対数増幅する。対数増幅回路13には検波回
路14が接続され、検波回路14は対数増幅回路13か
ら送られる信号から被検体の断層像を検波する。検波回
路14からの信号はADC回路15によりディジタル信
号のデータに変換される。
る。本装置は、外米ノイズを除去するノイズ除去回路1
5を有する。同図に示されるように、本装置は被検体l
Oに接続される電子アレイ式の超音波振動子11を有し
、超音波振動子11は送受信回路I2に接続されている
。送受信回路12から超音波振動子11に駆動信号が送
られ、超音波振動子11から被検体10に超音波信号が
送波される。送波された超音波信号は、被検体内の反射
体で反射し、再び超音波振動子11で受波される。受波
された超音波信号は電気信号に変換され、送受信回路1
2に送られる。送受信回路12には対数増幅回路13が
接続され、対数増幅回路13は送受信回路12から送ら
れる信号を対数増幅する。対数増幅回路13には検波回
路14が接続され、検波回路14は対数増幅回路13か
ら送られる信号から被検体の断層像を検波する。検波回
路14からの信号はADC回路15によりディジタル信
号のデータに変換される。
その後、ADC回路15からのデータはノイズ除去回路
16に送られ、上述のアルゴリズムに従い、外来ノイズ
の除去をする。外来ノイズが除去されたデータは、フレ
ームメモリ17に送られて記憶され、CRT 19のラ
スター掃引に同期して読みだされ、DAC回路18に送
られてアナログ信号に変換され、 CRT 19に表示
される。
16に送られ、上述のアルゴリズムに従い、外来ノイズ
の除去をする。外来ノイズが除去されたデータは、フレ
ームメモリ17に送られて記憶され、CRT 19のラ
スター掃引に同期して読みだされ、DAC回路18に送
られてアナログ信号に変換され、 CRT 19に表示
される。
第1図の実施例においては、超音波振動子を電子アレイ
式のものとしたが、電子アレイ式に限らず、機械セクタ
式や電子コンベックス式などリアルタイムで表示が行な
われる超音波診断装置の振動子においても、同様な構成
で外来ノイズの除去が可能である。
式のものとしたが、電子アレイ式に限らず、機械セクタ
式や電子コンベックス式などリアルタイムで表示が行な
われる超音波診断装置の振動子においても、同様な構成
で外来ノイズの除去が可能である。
次に、ノイズ除去回路16の詳しい第一の実施例を第2
図に示す。
図に示す。
なお、説明の理解を容易にするために、前記の重み付け
の係数をα=0.β=1とする。
の係数をα=0.β=1とする。
同図において、第1図のADC回路15から出力された
データは、フレーム単位でメモリ21またはメモリ22
に交互に記憶される。例えば、メモリ21にnフレーム
目の画像が書き込まれているときには、メモリ22には
n−1フレーム目に書き込まれた画像が記憶されており
、次にメモリ22にn+1フレーム目の画像データが書
き込まれるときには、メモリ21にnフレーム目に書き
込まれた画像が記憶されていることになる。
データは、フレーム単位でメモリ21またはメモリ22
に交互に記憶される。例えば、メモリ21にnフレーム
目の画像が書き込まれているときには、メモリ22には
n−1フレーム目に書き込まれた画像が記憶されており
、次にメモリ22にn+1フレーム目の画像データが書
き込まれるときには、メモリ21にnフレーム目に書き
込まれた画像が記憶されていることになる。
これらのメモ’J21および22はデュアルポートRA
Mのように書き込みと読み出しが独立のサイクルで行な
われる構造のものであり、それぞれの出力ポートには記
憶された画像データが1画素ずつ順次出力される。
Mのように書き込みと読み出しが独立のサイクルで行な
われる構造のものであり、それぞれの出力ポートには記
憶された画像データが1画素ずつ順次出力される。
この画素データの出力は同一のタイミングで同一位置(
同一アドレス)がアクセスされるため、両出力ボートに
は1フレーム分の時間差で得られた同一位置の画素デー
タのベアが出力されることになる。但し、各フレームの
サイクルにおいて読み出される画素データは、そのフレ
ームのサイクルで更新された(即ち新たに書き込まれた
)ものとなるような方法で読み出しアドレスは指定され
るものとする。この画像データのベアのうちメモ1/2
1側をPE I、メモリ22 flVIIをPE 2と
する。
同一アドレス)がアクセスされるため、両出力ボートに
は1フレーム分の時間差で得られた同一位置の画素デー
タのベアが出力されることになる。但し、各フレームの
サイクルにおいて読み出される画素データは、そのフレ
ームのサイクルで更新された(即ち新たに書き込まれた
)ものとなるような方法で読み出しアドレスは指定され
るものとする。この画像データのベアのうちメモ1/2
1側をPE I、メモリ22 flVIIをPE 2と
する。
PE lおよびPE 2はそれぞれデータセレクタ23
および24に入力される。データセレクタ23および2
4は同種のデータセレクタであるが、図示していないシ
ステムからライトイネーブル信号が出力されており、セ
レクタ23にはライトイネーブル信号WE lが、他方
24にはIIE 1を反転した信号−E2が入力される
。メモリ1にデータが書き込まれるときには、セレクタ
23はPE lを選択し、セレクタ24はPE 2を選
択する。逆にメモリ2にデータが書き込まれるときには
、セレクタ23はPE 2を選択し、24はPE lを
選択する。そのためセレクタ23の出力にはPE lと
PE 2のうち新しい方、即ち詩間的に後に入力された
方のデータが出力される。このデータをNDとする。セ
レクタ24の出力には逆に古い方のデータが出力される
。このデータを001とする。
および24に入力される。データセレクタ23および2
4は同種のデータセレクタであるが、図示していないシ
ステムからライトイネーブル信号が出力されており、セ
レクタ23にはライトイネーブル信号WE lが、他方
24にはIIE 1を反転した信号−E2が入力される
。メモリ1にデータが書き込まれるときには、セレクタ
23はPE lを選択し、セレクタ24はPE 2を選
択する。逆にメモリ2にデータが書き込まれるときには
、セレクタ23はPE 2を選択し、24はPE lを
選択する。そのためセレクタ23の出力にはPE lと
PE 2のうち新しい方、即ち詩間的に後に入力された
方のデータが出力される。このデータをNDとする。セ
レクタ24の出力には逆に古い方のデータが出力される
。このデータを001とする。
001は加算器25に送られ、加算器25は00 Iに
閾値設定回路26より出力される閾値を加え、このデー
タ002として出力する。データNDおよび002はコ
ンパレータ27に送られ、比較される。
閾値設定回路26より出力される閾値を加え、このデー
タ002として出力する。データNDおよび002はコ
ンパレータ27に送られ、比較される。
比較の結果、NDが002より大きければコンパレータ
27の出力fsELlはH(ハイ)レベルとなり、逆の
ときにはL(ロー)レベルとなる。コンパレータ27の
出力SELはデータセレクタ28のコントロール端子に
入力される。データセレクタ28のデータ入力端子には
データセレクタ23.24の出力NDおよび001が入
力されており、SELがHレベルであれば001が、逆
にSELがLレベルであればNOが選択され、第1図の
フレームメモリ17へと出力するように動作する(この
出力をPE Oとする)。
27の出力fsELlはH(ハイ)レベルとなり、逆の
ときにはL(ロー)レベルとなる。コンパレータ27の
出力SELはデータセレクタ28のコントロール端子に
入力される。データセレクタ28のデータ入力端子には
データセレクタ23.24の出力NDおよび001が入
力されており、SELがHレベルであれば001が、逆
にSELがLレベルであればNOが選択され、第1図の
フレームメモリ17へと出力するように動作する(この
出力をPE Oとする)。
つまり、書き込まれている画像データが1フレーム前の
データに較べて閾値以上大きければフレームメモリ17
へは1フレーム前のデータを出力し、そうでなければ書
き込まれているデータを出力する。外来ノイズが重畳し
た画素は全体からみればごく僅かであるのて、フレーム
メモリ17の内容の大半はフレーム毎に最新のデータに
更新され、また更新されないデータについても、はとん
どの場合lフレーム後には更新されることになる。これ
はフレーム間で同一の画素に続けて外来ノイズが重畳す
る確率が非常に少ないことによる。結果的にフレームメ
モリ17にはリアルタイム性を損なわずして外来ノイズ
が除去された画像データが記憶されることになる。
データに較べて閾値以上大きければフレームメモリ17
へは1フレーム前のデータを出力し、そうでなければ書
き込まれているデータを出力する。外来ノイズが重畳し
た画素は全体からみればごく僅かであるのて、フレーム
メモリ17の内容の大半はフレーム毎に最新のデータに
更新され、また更新されないデータについても、はとん
どの場合lフレーム後には更新されることになる。これ
はフレーム間で同一の画素に続けて外来ノイズが重畳す
る確率が非常に少ないことによる。結果的にフレームメ
モリ17にはリアルタイム性を損なわずして外来ノイズ
が除去された画像データが記憶されることになる。
以上、a:0.β:1の場合の実施例について述べたが
、もし、重み付け係数をa=0.5.8二0.5とする
場合は第5図に示されるような回路をデータセレクタ2
8の入力側に挿入することで実現できる。即ち、OD
1.NDが4ビツトからなるデータであるとして、それ
ぞれの上位3ビツトを加算器30で加え、データセレク
タ31を経由し、それまでの001に替わり、003と
して第2図のデータセレクタ28の一方の人力に接続さ
れている。データセレクタ31はSEL 2信号により
003=OD lあるいは003=0.5ND +
0.5001のいずれかを選択する。この選択は操作者
がマニュアル操作によって切替える方法や、装置の信号
の状態、例えば第2図のSEL信号がH(ハイ)レベル
になる頻度がある値以上の時、自動的にOD 3= 0
01から0D3=0.5ND + 0.5001に切
替える方法などが考えられる。
、もし、重み付け係数をa=0.5.8二0.5とする
場合は第5図に示されるような回路をデータセレクタ2
8の入力側に挿入することで実現できる。即ち、OD
1.NDが4ビツトからなるデータであるとして、それ
ぞれの上位3ビツトを加算器30で加え、データセレク
タ31を経由し、それまでの001に替わり、003と
して第2図のデータセレクタ28の一方の人力に接続さ
れている。データセレクタ31はSEL 2信号により
003=OD lあるいは003=0.5ND +
0.5001のいずれかを選択する。この選択は操作者
がマニュアル操作によって切替える方法や、装置の信号
の状態、例えば第2図のSEL信号がH(ハイ)レベル
になる頻度がある値以上の時、自動的にOD 3= 0
01から0D3=0.5ND + 0.5001に切
替える方法などが考えられる。
この実施例においてはノイズ除去後の画像2課用にフレ
ームメモリ17を用いたが、このフレームメモリ17は
必ずしも必要ではなく、もしCRT等の表示器のラスク
スキャンに同期して超音波のスキャンが行なわれるよう
なものであれば、PE Oをフレームメモリに記憶する
ことなく、直接図示していないDAC回路を介して表示
器上に表示させることが可能である。
ームメモリ17を用いたが、このフレームメモリ17は
必ずしも必要ではなく、もしCRT等の表示器のラスク
スキャンに同期して超音波のスキャンが行なわれるよう
なものであれば、PE Oをフレームメモリに記憶する
ことなく、直接図示していないDAC回路を介して表示
器上に表示させることが可能である。
このようにして、外来ノイズが除去される。上記の実施
例では、画像メモリ、加算器とも2つ必要であったが、
さらに回路構成を簡単化し、画像メモリ、加算器とも1
つで済ませることも可能である。
例では、画像メモリ、加算器とも2つ必要であったが、
さらに回路構成を簡単化し、画像メモリ、加算器とも1
つで済ませることも可能である。
この例を第二の実施例として第3図に示す。
画像メモリ101には第1図のADC回路15からの入
力が入力される。たとえばt番目のフレームのnライン
目の画像データが、図示していないADC回路を通過し
て画像メモ[01に記憶されるとする。tフレーム目の
データ書き込みが始まる前に、既に記憶されている1−
]フレーム目の画像データのうちlライン目の画像デー
タがラインバッファ102に蓄えられているものとする
。
力が入力される。たとえばt番目のフレームのnライン
目の画像データが、図示していないADC回路を通過し
て画像メモ[01に記憶されるとする。tフレーム目の
データ書き込みが始まる前に、既に記憶されている1−
]フレーム目の画像データのうちlライン目の画像デー
タがラインバッファ102に蓄えられているものとする
。
さて、画像メモリ101にtフレームの第1ラインのデ
ータ書き込みが1画素ずつ順次行なわれると同時に、ラ
インバッファ102には画像メモリ101に既に記憶さ
れているt−1フレームの第2ラインのデータが一画素
ずつ順次書き込まれる。
ータ書き込みが1画素ずつ順次行なわれると同時に、ラ
インバッファ102には画像メモリ101に既に記憶さ
れているt−1フレームの第2ラインのデータが一画素
ずつ順次書き込まれる。
ラインバッファ102はPIFO(ファーストインファ
ーストアウト)の形式のものであるため、書き込みと同
時に最も古く書き込まれたデータが出力される。この出
力されるデータを001とする。
ーストアウト)の形式のものであるため、書き込みと同
時に最も古く書き込まれたデータが出力される。この出
力されるデータを001とする。
OD lの出力は1−1フレームの第1ラインの第1画
素から順次行なわれ、画像メモリ101への書き込みに
同期している。つまり画像メモリ101へ書き込まれる
画素データと、ラインバッファ102から出力される画
素データとは同位置の画素であり、ちょうどlフレーム
分の時間を隔てで得られたものとなる。ラインバッファ
102から出力された画素データは加算器103で閾値
設定回路104から出力される閾値が加えられ、得られ
たデータ002がコンパレータ105の一方の入力に送
られる。コンパレーク105のもう一方の入力には画像
メモリ101に入力されるデータNDが送られている。
素から順次行なわれ、画像メモリ101への書き込みに
同期している。つまり画像メモリ101へ書き込まれる
画素データと、ラインバッファ102から出力される画
素データとは同位置の画素であり、ちょうどlフレーム
分の時間を隔てで得られたものとなる。ラインバッファ
102から出力された画素データは加算器103で閾値
設定回路104から出力される閾値が加えられ、得られ
たデータ002がコンパレータ105の一方の入力に送
られる。コンパレーク105のもう一方の入力には画像
メモリ101に入力されるデータNDが送られている。
コンパレータ105はNDと002とを比較する。NO
がOD2よりも大きいとき、コンパレータ105の出力
SELはL(ロー)レベルとなり、逆に002がNDよ
りも大きいときはH(ハイ)レベルとなる。コンパレー
タ105の出力SELは第1図のフレームメモリ17の
図示していないライトイネーブル入力に入力され、また
NDは同じフレームメモリ17のデータ入力に入力され
る(これをPEOと記す。)つまりNOは、SELがH
(ハイ)レベルのときにのみ第1図のフレームメモリ1
7へ書き込まれる。すなわち、外来ノイズが重量してい
ないNDの場合、SELはハイレベルとなりフレームメ
モリ17の内容は更新され、もし外来ノイズが重量して
いる場合、SELはローレベルでフレームメモリ17は
更新されない。
がOD2よりも大きいとき、コンパレータ105の出力
SELはL(ロー)レベルとなり、逆に002がNDよ
りも大きいときはH(ハイ)レベルとなる。コンパレー
タ105の出力SELは第1図のフレームメモリ17の
図示していないライトイネーブル入力に入力され、また
NDは同じフレームメモリ17のデータ入力に入力され
る(これをPEOと記す。)つまりNOは、SELがH
(ハイ)レベルのときにのみ第1図のフレームメモリ1
7へ書き込まれる。すなわち、外来ノイズが重量してい
ないNDの場合、SELはハイレベルとなりフレームメ
モリ17の内容は更新され、もし外来ノイズが重量して
いる場合、SELはローレベルでフレームメモリ17は
更新されない。
この動作を第1ラインから順番に超音波の走査線数分析
なえば、フレームメモリ17の1フレーム分の画像の大
半が更新されることになる。
なえば、フレームメモリ17の1フレーム分の画像の大
半が更新されることになる。
最初の実施例において述べた理由により、更新されなか
った画素についても1フレーム後にほとんどの場合更新
されるのて、外来ノイズの除去されたリアルタイム画像
の表示が実現できる。
った画素についても1フレーム後にほとんどの場合更新
されるのて、外来ノイズの除去されたリアルタイム画像
の表示が実現できる。
この実施例においては、フレームメモリ17への書き込
みをライトイネーブル入力で制御する方式をとっている
が、この部分を第2図の実施例のようにデータセレクタ
をフレームメモリ17の前に付加する方法でも良い。そ
の場合、データセレクタに入力される一方のデータをN
D、他方のデータ入力を001とすればよい。このよう
にすることで第2図の実施例に述べたようにフレームメ
モリを除いた構成とすることも可能である。
みをライトイネーブル入力で制御する方式をとっている
が、この部分を第2図の実施例のようにデータセレクタ
をフレームメモリ17の前に付加する方法でも良い。そ
の場合、データセレクタに入力される一方のデータをN
D、他方のデータ入力を001とすればよい。このよう
にすることで第2図の実施例に述べたようにフレームメ
モリを除いた構成とすることも可能である。
以上に述べた実施例においては、データ002はODl
+Dthの形をとっているが、これはADC回路15の
出力が超音波エコー信号に対して対数変換を行ったもの
だからである。
+Dthの形をとっているが、これはADC回路15の
出力が超音波エコー信号に対して対数変換を行ったもの
だからである。
超音波エコー信号に対数変換を施して画像表示する手法
はごく一般的に行われているが、対数変換をフレームメ
モリに記憶された後に施したり、また対数変換を行わな
いで表示する場合もある。
はごく一般的に行われているが、対数変換をフレームメ
モリに記憶された後に施したり、また対数変換を行わな
いで表示する場合もある。
この場合は、データ002を0DlxDthの形にする
方が妥当である。この場合、第2図および第3図の加算
器を乗算器に換えればよい。
方が妥当である。この場合、第2図および第3図の加算
器を乗算器に換えればよい。
また、以上の実施例においてはディジタル信号の外来ノ
イズ除去回路について説明を行ったが。
イズ除去回路について説明を行ったが。
アナログ信号においても同様な外来ノイズ除去が可能で
ある。
ある。
つまり第2図の実施例において、メモリ218よび22
のすぐ後にそれぞれDAC回路を配置し、ブタセレクタ
23.24.28をそれぞれアナログスイッチ23.2
4.28に置き換え、加算器25をオペアンプに置き換
えることて、容易にアナログ信号における外米ノイズ除
去が可能となる。この場合、アナログスイッチ28から
の出力信号はCRT等の表示器に送られる。このように
アナログ信号による処理にした場合、ディジタル信号で
の処理に比べて回路構成が簡単になる効果がある。
のすぐ後にそれぞれDAC回路を配置し、ブタセレクタ
23.24.28をそれぞれアナログスイッチ23.2
4.28に置き換え、加算器25をオペアンプに置き換
えることて、容易にアナログ信号における外米ノイズ除
去が可能となる。この場合、アナログスイッチ28から
の出力信号はCRT等の表示器に送られる。このように
アナログ信号による処理にした場合、ディジタル信号で
の処理に比べて回路構成が簡単になる効果がある。
以上述べたように、上記の実施例によって外来ノイズを
除去した超音波画像が得られる。
除去した超音波画像が得られる。
[発明の効果]
本発明によれば、超音波診断装置は、所定時間間隔で得
られた少なくとも2枚の断層像から1枚の断層像を合成
し1重畳する外来ノイズを除去することができる。本発
明によれば、現在−射的に知られている画像フィルタと
比較して、高速にかつ画像のエツジ部分の鈍化やモザイ
ク化などの悪影響をほとんど及ぼさせることなく、非常
に診断しやすい画像を提供できる効果がある。
られた少なくとも2枚の断層像から1枚の断層像を合成
し1重畳する外来ノイズを除去することができる。本発
明によれば、現在−射的に知られている画像フィルタと
比較して、高速にかつ画像のエツジ部分の鈍化やモザイ
ク化などの悪影響をほとんど及ぼさせることなく、非常
に診断しやすい画像を提供できる効果がある。
第1図は本発明による超音波診断装置の一実施例を示す
機能ブロック図、 第2図および第3図は、第1図におけるノイズ除去回路
の第1および第2の実施例を示す機能プロ・ンク図、 第4A図〜第4F図は本発明の原理を示す説明図である
。 第5図は第1図の実施例に重み付け処理を含めた場合の
付加部分の回路例を示す図である。 主 部 の −の説明 、 、ノイズ除去回路 、メモリ 。データセレクタ 、加算器 、WA値設定回路 、コンパレータ 16、 。 21.22 23.24.28.31 25.30.103 。 26.104. 。 27、tOS、 、 。
機能ブロック図、 第2図および第3図は、第1図におけるノイズ除去回路
の第1および第2の実施例を示す機能プロ・ンク図、 第4A図〜第4F図は本発明の原理を示す説明図である
。 第5図は第1図の実施例に重み付け処理を含めた場合の
付加部分の回路例を示す図である。 主 部 の −の説明 、 、ノイズ除去回路 、メモリ 。データセレクタ 、加算器 、WA値設定回路 、コンパレータ 16、 。 21.22 23.24.28.31 25.30.103 。 26.104. 。 27、tOS、 、 。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、被検体中に超音波のビーム走査を繰り返し、前記被
検体より反射されるエコー信号により前記被検体の断層
像を表示する超音波診断装置において、 前記断層像を構成する画素階調値について閾値を設定す
る閾値設定手段と、 所定時間を隔てて得られた2枚の前記断層像の同位置の
画素階調値の差分が前記閾値を越えていることを検出す
る比較手段と、 該比較手段による比較の結果、2枚の前記断層像の同位
置の画素階調値の差が前記閾値を越えている場合に、大
きい方の前記画素階調値をノイズとして除去するノイズ
除去手段とを有することを特徴とする超音波診断装置。 2、請求項1に記載の装置において、前記比較手段は、
2枚の前記断層像の同位置の画素階調値て、前記の閾値
dthを設定し、後に得られた階調値をd_t、先に得
られた階調値をd_t_−_1とし、d_t−d_t_
−_1>dthまたはd_t/d_t_−_1>dth
なる条件を持たすか否かを判断し、前記条件を満たした
場合、α+β=1,0≦α<1,0<β≦1としてαd
_t+βd_t_−_1をその画素における階調値とし
、前記条件を満たさない場合、d_tを前記画素の階調
値として表示することを特徴とする超音波診断装置。 3、請求項2に記載の装置において、前記閾値dthを
可変とすることを特徴とする超音波診断装置。 4、請求項2に記載の装置において、前記重み付け係数
α,βを前記の範囲内で可変とすることを特徴とする超
音波診断装置。 5、請求項1に記載の装置において、該装置は、画像を
構成する1フレーム分の前記データを交互に入力して記
憶し、かつ記憶データを出力する第1および第2のメモ
リを有し、データを入力しない一方のメモリは、データ
を入力している他方のメモリの出力するデータの1フレ
ーム前の同一位置のデータを出力し、 第1および第2のメモリから出力される新しいデータN
Dおよび古いデータODをそれぞれ選択する第1および
第2の選択手段と、 データODに所定の閾値THを加算して出力する閾値加
算手段と、該閾値加算手段の出力とNDとを比較し、N
D−OD>THならばODを出力し、そうでなければN
Dを出力する第3の選択手段とを有することを特徴とす
る超音波診断装置。 6、請求項1に記載の装置において、該装置は、 画像を構成する前記データを連続して入力し、1フレー
ム分の遅延を与えて出力する記憶手段と、該記憶手段の
出力するデータODに所定の閾値THを加算して出力す
る閾値加算手段と、該閾値加算手段からのデータODと
、前記記憶手段に入力するデータN口とを比較し、ND
−OD>THならば、ODを出力し、そうでなければ、
NDを出力する選択手段とを有することを特徴とする超
音波診断装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2077094A JPH03277357A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2077094A JPH03277357A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 超音波診断装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03277357A true JPH03277357A (ja) | 1991-12-09 |
Family
ID=13624197
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2077094A Pending JPH03277357A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03277357A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6781603B2 (en) * | 2000-11-21 | 2004-08-24 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Image display method and apparatus |
US6891965B2 (en) * | 2000-11-21 | 2005-05-10 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Image display method and apparatus |
JP2006158732A (ja) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波診断装置 |
JP2011004952A (ja) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Toshiba Corp | 3次元超音波診断装置及びプログラム |
-
1990
- 1990-03-28 JP JP2077094A patent/JPH03277357A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6781603B2 (en) * | 2000-11-21 | 2004-08-24 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Image display method and apparatus |
US6891965B2 (en) * | 2000-11-21 | 2005-05-10 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Image display method and apparatus |
JP2006158732A (ja) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波診断装置 |
JP2011004952A (ja) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Toshiba Corp | 3次元超音波診断装置及びプログラム |
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