JP2000139911A - 音響走査線補間方法および装置と超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 帯域制限を兼ねる逆フィルタ特性を用いて超
音波受信信号のフィルタ操作を行なうことにより、周波
数特性の補正に加えて音響走査線本数の増加を図り、走
査変換後の画質低下を抑制する。 【解決手段】 複数本の音響走査線上の受信データから
ブロックデータを抽出し、抽出されたブロックデータの
音響走査線間に零挿入を行なって音響走査線の増加した
ブロックデータを生成し、このブロックデータに走査線
補間および周波数特性補正を兼ねた２次元フィルタ処理
を施して周波数特性の補正が行なわれたブロックデータ
を生成し、このブロックデータを合成して音響走査線の
受信データを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被検体からの超音波
受信信号の周波数特性補正および音響走査線の補間によ
り画質の向上を図る音響走査線補間方法およびその装置
と、それを利用した超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、超音波受信信号の周波数特性補正
により画質の向上を図った超音波診断装置は、特開平9-
173334号に記載されたものが知られている。図９は従来
の超音波診断装置の構成を示しており、901 は超音波と
電気信号の相互変換を行なう超音波探触子、902 は超音
波探触子の音波と電気信号を行なう振動子を駆動する送
信手段、903 は超音波受信信号を増幅しディジタル信号
に変換する受信手段、907 は超音波が被検体内部を伝搬
した際に変化した周波数特性を補正する周波数特性補正
手段、904 は受信信号の検波を行なう検波手段、905 は
音響走査線上の受信信号に対して走査変換を行なう走査
変換手段（ＤＳＣ）、906 は走査変換されたデータを表
示する表示手段から構成されている。

【０００３】以上のように構成された超音波診断装置に
ついて、図９を用いてその動作を説明する。まず、送信
手段902 は、超音波探触子901 を駆動し、被検体内部へ
超音波を放射する。被検体内部からの反射波は、再び超
音波探触子901 で受信され、電気信号に変換される。受
信手段902 は、電気信号に変換された複数の振動子から
の受信信号を増幅して、ディジタル信号に変換する。周
波数特性補正手段907は、超音波が被検体内部を伝搬す
る際に減衰した周波数成分を強調するフィルタ操作を受
信信号に対して行なうことにより、周波数特性を補正す
る。フィルタ操作には、時間軸上でディジタルフィルタ
を適用する方法と、フーリエ変換により一旦周波数領域
へ変換してフィルタ処理を行ない、逆フーリエ変換によ
り再び時間波形へ戻す方法がある。また、周波数特性を
補正するフィルタは、測定系の伝達関数の逆の特性を有
する逆フィルタを使用し、相対的に劣化していない周波
数成分を抑圧し、劣化した周波数成分を強調する。検波
手段904 は、周波数特性の補正された受信信号の検波を
行ない、画像表示に適したデータ形式に変換する。超音
波の放射および受信を複数回行なって被検体内を超音波
走査し、複数本の音響走査線上の受信信号の検波処理ま
でを行なった後、走査変換手段905 は、複数本の音響走
査線上の受信信号に対して走査変換を行ない、表示に適
した走査線情報に変換する。その際、音響走査線間の欠
落した情報は、振幅のみを使用した補間方法、例えばバ
イリニア補間が用いられる。表示手段906 は、走査変換
されたデータを表示する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の超音波診断装置では、周波数補正を行なっても、走
査変換時のバイリニア補間等の振幅のみに基づく補間を
行なうと、表示段階では周波数特性補正による画質向上
の効果が低下してしまうという問題があった。特にコン
ベックス走査やセクタ走査では、深くなるほど音響走査
線の間隔が広くなり、画質向上の効果の低下度合いは顕
著となるという問題があった。

【０００５】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、帯域制限を兼ねる逆フィルタ特性を用いて超音波受
信信号のフィルタ操作を行なうことにより、周波数特性
の補正に加えて音響走査線本数の増加を図り、走査変換
後の画質低下を抑制する優れた音響走査線補間方法およ
び装置と、それを利用した超音波診断装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記従来の問題を解決す
るために、本発明による音響走査線補間方法は、複数本
の音響走査線上の受信信号からブロックデータを抽出
し、抽出されたブロックデータの音響走査線間に零挿入
を行なって音響走査線の増加したブロックデータを生成
し、このブロックデータに走査線補間および周波数特性
補正を兼ねた２次元フィルタ処理を施して周波数特性の
補正が行なわれたブロックデータを生成し、このブロッ
クデータを合成して音響走査線の受信信号を生成するよ
うにしたものであり、音響捜査線上の超音波受信データ
に対して周波数特性の補正を行いつつ、周波数特性に基
づく音響走査線の補間を同時に行うことができる。

【０００７】また、本発明による音響走査線補間装置
は、複数本の音響走査線上の受信信号からブロックデー
タを生成するブロックデータ生成手段と、ブロックデー
タに対して音響走査線補間および周波数特性補正を兼ね
た２次元フィルタ処理を行なうフィルタ処理手段と、点
広がり関数の情報を保持する点広がり関数保持手段と、
点広がり関数に基づき補間用逆フィルタ特性を導出する
逆フィルタ特性演算手段とを備えるようにしたものであ
り、音響捜査線上の超音波受信データに対して周波数特
性の補正、および周波数特性に基づく音響走査線の補間
の処理を同時に行うことができる。

【０００８】また、本発明による超音波診断装置は、超
音波トランスジューサの駆動を行なう送信手段と、電気
信号と音波との相互変換を行なう超音波探触子と、超音
波受信信号の増幅およびＡ／Ｄ変換を行なう受信手段
と、受信信号の周波数補正を行ない音響走査線の補間を
行なう音響走査線補間装置と、受信信号の検波を行なう
検波手段と、超音波走査方式に従って走査変換を行なう
走査変換手段と、走査変換された画像データを表示する
表示手段とを備えるようにしたものであり、音響捜査線
上の超音波受信データに対して周波数特性の補正を行い
つつ、周波数特性に基づく音響走査線の補間を行うこと
により、画像表示における画質の劣化を抑制することが
できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
複数本の音響走査線上の受信データからブロックデータ
を抽出し、抽出されたブロックデータの音響走査線間に
零挿入を行なって音響走査線の増加したブロックデータ
を生成し、このブロックデータに走査線補間および周波
数特性補正を兼ねた２次元フィルタ処理を施して周波数
特性の補正が行なわれたブロックデータを生成し、この
ブロックデータを合成して音響走査線の受信データを生
成することを特徴とした音響走査線補間方法であり、音
響捜査線上の超音波受信データに対して周波数特性の補
正を行いつつ、周波数特性に基づく音響走査線の補間を
行うことができるという作用を有する。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、走査線補間
および周波数特性補正を兼ねた２次元フィルタ特性は、
受信信号測定系の伝達特性に対する逆フィルタ特性を有
することを特徴とする請求項１記載の音響走査線補間方
法であり、音響捜査線上の超音波受信データに対して周
波数特性の補正を行いつつ、周波数特性に基づく音響走
査線の補間を行うことができるという作用を有する。

【００１１】また、請求項３記載の発明は、走査線補間
および周波数特性補正を兼ねた２次元フィルタ特性は、
受信信号測定系の伝達特性に対する逆フィルタ特性に対
して、音響走査線ラテラル方向の空間周波数成分の帯域
制限特性を乗じることにより作成されることを特徴とす
る請求項１記載の音響走査線補間方法であり、音響捜査
線上の超音波受信データに対して周波数特性の補正を行
いつつ、周波数特性に基づく音響走査線の補間を行うこ
とができるという作用を有する。

【００１２】また、請求項４記載の発明は、走査線補間
および周波数特性補正を兼ねた２次元フィルタ周波数特
性は、補間により増加させた後と同一数の音響走査線か
らなる点広がり関数から作成されることを特徴とした請
求項３記載の音響走査線補間方法であり、音響捜査線上
の超音波受信データに対して周波数特性の補正を行いつ
つ、周波数特性に基づく音響走査線の補間を行うことが
できるという作用を有する。

【００１３】また、請求項５記載の発明は、走査線補間
および周波数特性補正を兼ねた２次元フィルタ特性は、
ブロックデータの位置に応じて変化させることを特徴と
する請求項４記載の音響走査線補間方法であり、音響捜
査線上の超音波受信データに対して周波数特性の補正を
行いつつ、周波数特性に基づく音響走査線の補間を行う
ことができるという作用を有する。

【００１４】また、請求項６記載の発明は、複数本の音
響走査線上の受信信号からブロックデータを生成するブ
ロックデータ生成手段と、ブロックデータに対して音響
走査線補間および周波数特性補正を兼ねた２次元フィル
タ処理を行なうフィルタ処理手段と、点広がり関数の情
報を保持する点広がり関数保持手段と、点広がり関数に
基づき補間用逆フィルタ特性を導出する逆フィルタ特性
演算手段とを備えることを特徴とした音響走査線補間装
置であり、音響走査線上の超音波受信データに対して周
波数特性の補正を行いつつ、周波数特性に基づく音響走
査線の補間を行なって周波数特性の補正がなされた音響
走査線数を増加させることができるという作用を有す
る。

【００１５】また、請求項７記載の発明は、超音波トラ
ンスジューサの駆動を行なう送信手段と、電気信号と音
波との相互変換を行なう超音波探触子と、超音波受信信
号の増幅およびＡ／Ｄ変換を行なう受信手段と、受信信
号の周波数補正を行ない音響走査線の補間を行なう音響
走査線補間装置と、受信信号の検波を行なう検波手段
と、超音波走査方式に従って走査変換を行なう走査変換
手段と、走査変換された画像データを表示する表示手段
とを備えることを特徴とした超音波診断装置であり、音
響捜査線上の超音波受信データに対して周波数特性の補
正を行いつつ、周波数特性に基づく音響走査線の補間を
行うことにより周波数特性の補正がなされた音響走査線
数を増加させ、画像表示における画質の劣化を抑制する
ことができるという作用を有する。

【００１６】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図８を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は実施の形態１における音響走査
線補間方法のフローチャートを示している。まずステッ
プ101 では、複数の音響走査線上の受信信号から一定範
囲のデータをブロックデータとして抽出し、窓関数を乗
算する。抽出されるデータのサイズは、点広がり関数か
ら作成される逆フィルタと同じサイズである。ステップ
102 では、ブロックデータ中の音響走査線間に値が０
（零）のデータを挿入する。ステップ103 では、2 次元
フーリエ変換を行ない、ブロックデータの周波数特性を
導出する。フーリエ変換の具体的方法としては、例えば
高速フ−リエ変換（Fast Fourier Transform:FFT）を用
いる。ステップ104 では、周波数特性に対して周波数補
正用の係数を乗算し、周波数特性の補正および音響走査
線補間のためのフィルタ処理を行なう。ステップ105 で
は、２次元逆フーリエ変換を行ない、時間波形列からな
るブロックデータを生成する。ステップ106 では、フィ
ルタ処理されたブロックデータと前回までにフィルタ処
理されたブロックデータの間で重複する範囲があれば加
算する。ステップ107 では、用意された複数の音響走査
線上の受信信号の全データに対してフィルタ処理が行な
われたか否かを判定し、行なわれていないならばステッ
プ101 に戻り、別のブロックデータの抽出および周波数
補正を行う。全受信データの処理が終了したならば、周
波数特性補正処理を終了する。

【００１７】次に、音響走査線補間方法について、図２
から図４を用いてさらに詳細に説明する。図２は超音波
探触子と音響走査線の様子を表す図であり、201 は超音
波探触子、202 は超音波の走査を行なう線すなわち音響
走査線である。図３はブロックデータの抽出の様子を表
す図であり、301 は音響走査線上の受信信号列、302は
フィルタ処理を適用する範囲であり、ブロックデータ抽
出範囲、303 は零挿入されたブロックデータ、304 はブ
ロックデータ302 に対して時間方向に隣接するブロック
データ、305 はブロックデータ302 に対して音響走査線
ラテラル方向に隣接するブロックデータである。図４
(a) はブロックデータの２次元スペクトルの模式図であ
り、401 はノイズレベルを上回る信号成分の存在領域、
図４(b) はブロックデータの周波数v=0 における時間方
向スペクトル、図４(c) はブロックデータの周波数u=0
におけるラテラル方向スペクトルである。

【００１８】本実施例の形態では、図２のように超音波
探触子201 で超音波の送受信を行なう方向を音響走査線
202 とし、音響走査線202 上で受信された信号の列を並
べて図３の受信信号列301 のようにした状態でブロック
抽出およびフィルタ処理を行なう。

【００１９】本実施の形態１における音響走査線補間方
法では、まず複数の音響走査線上の受信信号列301 から
ブロックデータ302 を抽出する。次にブロックデータ30
2 に対して２次元的な広がりを持つ窓関数を乗算する。
窓関数としては、例えば１次元の窓関数のハニング窓、
ハミング窓、矩形窓などを２次元に拡張したものが用い
られる。次にブロックデータに値が０の走査線列を挿入
し、走査線数を増加させたブロックデータ303 を得る。
ブロックデータ303 の周波数解析としてフーリエ変換を
行ない、例えば図４ような周波数特性を得る。フィルタ
処理では周波数解析後のデータを用い、フィルタの周波
数特性とブロックデータの周波数特性とを乗算すること
により行なわれる。フィルタ処理後のデータは、逆フー
リエ変換を行ない、時間波形の列に戻す。以降、順次ブ
ロックデータの抽出範囲の位置をずらして、受信信号の
処理を行なう。なお、ブロックデータ抽出範囲のずらし
方としては、互いの範囲が重なるようにすることが望ま
しい。上記説明においてフーリエ変換および逆フーリエ
変換の方法としては、例えばブロックデータのサイズを
m,n を整数として２^m ×２ⁿ のように２の階乗の値に設
定し、高速フーリエ変換を行なう方法が用いられる。

【００２０】次に、周波数特性の補正および音響走査線
補間のためのフィルタ特性について図５および図６を用
いてさらに詳細に説明する。図５(a) は逆フィルタの空
間周波数v=0 における時間方向スペクトル、図５(b) は
逆フィルタの時間周波数u=u0におけるラテラル方向スペ
クトル、図５(c) は時間周波数u=u0における逆フィルタ
適用後の受信信号の時間方向スペクトル、図５(d) は時
間周波数u=u0における逆フィルタ適用後の受信信号のラ
テラル方向スペクトルである。

【００２１】本実施の形態１におけるフィルタ特性は、
最小二乗フィルタもしくはウィーナフィルタとして知ら
れるフィルタを用いる。なお、最小二乗フィルタは厳密
に測定系の伝達特性に対しての逆特性を与えるものでは
ないが、以降の説明では最小二乗フィルタを逆フィルタ
と称する。最小二乗フィルタは次式のように与えられ
る。 Ｈ_inv (u,v) ＝Ｈ^* (u,v) ／（｜Ｈ (u,v)｜² +c） ・・・ (1) または Ｈ_inv (u,v) ＝Ｇ(u,v) ×Ｈ^* (u,v) ／（｜Ｈ (u,v)｜² +c）・・・ (2)

【００２２】上記式において、Ｈ_inv (u,v) は逆フィル
タ特性、Ｈ(u,v) は点広がり関数、Ｇ(u,v) は帯域制限
を行う関数、c は信号対ノイズのパワー比、u およびv
はそれぞれ時間角周波数と空間角周波数を表す。また、
^* 印は共役複素数を表す。帯域制限を行う関数Ｇ(u,v)
は、例えばガウス関数が用いられる。逆フィルタ特性
は、上記(1) もしくは(2) 式に従えば位相情報も含まれ
るが、(1) もしくは(2)式の絶対値を求めて振幅情報の
みを含むものとしてもよい。上記式に従って求められる
逆フィルタの周波数特性は、図５(a) および(b) のよう
になり、図５(b)および(c) のようにブロックデータの
周波数特性におけるピーク位置周辺を強めるように働
く。ただし、ピーク位置から一定の大きさまで低下した
範囲のみを強める。強めない範囲は(1) 、(2) 式中のc
の値により決められる。フィルタ処理後の周波数特性は
図５(c) および(d) のようになる。

【００２３】測定系の点広がり関数Ｈ(u,v) は、フィル
タ処理の前に実測もしくは理論計算によって求めてお
く。点広がり関数の実測方法としては、細線に対する受
信信号を測定し、その特性を点広がり関数として使用す
る。さらに、補間フィルタとして用いるには、値０の走
査線の内挿して後述の帯域制限フィルタを適用しておく
か、もしくは補間後と同じ走査線密度でインパルス応答
を求めておき、逆フィルタ特性を導出する。例えば、メ
カニカルセクタ走査方式による受信データに本実施の形
態を適用して、走査線補間により２倍の走査線数にする
場合、あらかじめ音響走査線間隔を１／２として２倍の
数の音響走査線数で点広がり関数を求めておく。

【００２４】次に、逆フィルタの変形について図６を用
いて説明する。図６(a) はラテラル方向周波数の帯域制
限に使用する１次元フィルタのスペクトルであり、601
は１次元フィルタの通過帯域、図６(b) はラテラル方向
周波数の帯域制限に使用するファンフィルタのスペクト
ルであり、602 はファンフィルタの通過帯域、図６(c)
は逆フィルタに(a) の１次元フィルタを適用した場合の
スペクトルであり、603 は1 次元フィルタを用いた場合
の逆フィルタの通過帯域、図６(d) は逆フィルタに(b)
のファンフィルタを適用した場合のスペクトルであり、
604 はファンフィルタを用いた場合の逆フィルタの通過
帯域である。

【００２５】最小二乗フィルタは、それ自体、帯域制限
フィルタとして機能させてもよいが、逆フィルタにラテ
ラル方向の周波数帯域制限特性を乗じることにより変形
して用いてもよい。この操作により、逆フィルタ処理後
の信号にエイリアシングの影響が現れないように、ラテ
ラル方向に急峻な遮断特性を有する帯域制限フィルタと
することができる。例えば、図６(a) のような１次元帯
域制限特性601 を、逆フィルタ特性に乗じて図６(c) の
ような変形した逆フィルタ周波数特性603 を得る。もし
くは図６(b) のような通過域を有するファンフィルタ特
性602 を用い、図６(d) のような変形した逆フィルタ周
波数特性604 を得てもよい。

【００２６】なお、逆フィルタ特性は、一定間隔の時間
範囲もしくは深さ範囲で求めておくことが望ましい。少
なくとも、焦点より探触子に近い領域、焦点近傍領域、
焦点以遠領域の３領域に分割し、それぞれ逆フィルタ特
性を求めておき、フィルタ処理に用いる。

【００２７】また、上記の説明ではフーリエ変換により
周波数特性に変換してフィルタ処理を施すものとした
が、上記逆フィルタ特性からインパルス応答を求めてデ
ィジタルフィルタを作成し、時間領域上で処理してもよ
い。

【００２８】以上のように、本発明の実施の形態１によ
れば、点広がり関数から音響走査線ラテラル方向の空間
周波数帯域制限特性を有する逆フィルタを求め、複数の
音響走査線上の受信信号からブロックデータを抽出し、
零の値の受信データを音響走査線間に挿入し、補間用逆
フィルタによる２次元フィルタリングを行なうことによ
り、周波数特性の補正およびラテラル方向の補間を同時
に行なえ、周波数特性の補正された音響走査線を増加さ
せた受信データを生成することができる。

【００２９】（実施の形態２）図７は実施の形態２にお
ける音響走査線補間装置の構成を示しており、701 は複
数の音響走査線の超音波受信データを蓄積する入力用メ
モリ、702 は受信データからフィルタ処理の対象となる
超音波受信データを抽出し、音響走査線間に値が0 の音
響走査線データを挿入してブロックデータを生成するブ
ロックデータ生成手段、704 は一定深度ごとの点広がり
関数の情報を保持する点広がり関数（ＰＳＦ）保持手
段、705 は点広がり関数に基づき補間用逆フィルタ特性
を導出する逆フィルタ特性演算手段、706 は逆フィルタ
特性演算手段705 により導出された補間用逆フィルタ特
性を記録するフィルタ特性保持手段、707 はブロックデ
ータに対して補間用逆フィルタによる２次元フィルタ処
理を行なうフィルタ処理手段、708 はフィルタ処理され
た音響走査線上のデータを蓄積する出力用メモリであ
る。

【００３０】以上のように構成された音響走査線補間装
置について、図７を用いてその動作を説明する。本実施
の形態２の音響走査線補間装置は、実施の形態１に記さ
れた方法に基づき動作する。まず、フィルタ処理を行な
う前に、音響走査線補間情報として補間により増加させ
る音響走査線数がブロックデータ生成手段702 およびフ
ィルタ特性演算手段705 へ、また逆フィルタ生成情報と
して実施の形態１中の(1) 式もしくは(2) 式中のc の値
が逆フィルタ特性演算手段705 へ入力されるものとす
る。音響走査線補間情報と逆フィルタ生成情報が入力さ
れると、逆フィルタ特性演算手段705 は、点広がり関数
保持手段704 から(1) もしくは(2) 式に従いフィルタ特
性を導出し、さらにフィルタ特性のラテラル方向周波数
の帯域制限を行ない、補間用逆フィルタ特性を導出し、
フィルタ特性保持手段706 に記憶させる。

【００３１】音響走査線補間装置に入力される複数の音
響走査線上の受信データは、まず入力用メモリ701 に貯
えられる。ブロックデータ生成手段702 はフィルタ処理
の対象となる受信データが入力用メモリ701 に記録され
たと判定したならば、入力用メモリ701 に記録されてい
る受信データの中からフィルタ処理の対象となるデータ
を読み出し、窓関数の乗算を行なう。次に読み出したブ
ロックデータの音響走査線間に値が０の受信データを挿
入し、音響走査線数を増加したブロックデータを生成
し、フィルタ処理手段707 へ送る。フィルタ処理手段70
7 は、フィルタ保持手段706 に記録されている補間用逆
フィルタ特性を使用してブロックデータのフィルタ処理
を行なう。フィルタ処理の方法としては、ブロックデー
タを２次元フーリエ変換を用いて周波数特性に変換し、
補間用逆フィルタ特性の周波数特性と乗算し、２次元逆
フーリエ変換により音響走査線上のデータに戻す方法が
用いられる。フィルタ処理されたデータは、出力用メモ
リ708 に既に存在する重複するデータとの加算が行なわ
れ、出力用メモリ708 に記録される。

【００３２】以上のように、本発明の実施の形態２によ
れば、受信データからフィルタ処理の対象となる超音波
受信データを抽出し、音響走査線間に値が０の音響走査
線データを挿入してブロックデータを生成するブロック
データ生成手段と、一定深度ごとの点広がり関数の情報
を保持する点広がり関数保持手段と、点広がり関数に基
づき補間用逆フィルタ特性を導出する逆フィルタ特性演
算手段と、導出された補間用逆フィルタ特性を記録する
フィルタ特性保持手段と、ブロックデータに対して補間
用逆フィルタによる２次元フィルタ処理を行なうフィル
タ処理手段とを備えているので、受信データの周波数特
性の補正とラテラル方向の補間処理を同時に行ない、音
響走査線の数を増加させた受信データを生成することが
できる。

【００３３】（実施の形態３）図８は実施の形態３にお
ける超音波診断装置の構成を示しており、801 は超音波
と電気信号の相互変換を行なう超音波探触子、802 は超
音波探触子の音波と電気信号を行なう振動子を駆動する
送信手段、803 は超音波受信信号の増幅し、ディジタル
信号に変換する受信手段、808 は周波数特性を補正し、
音響走査線の補間を行なう音響走査線補間装置、804 は
受信信号の検波を行なう検波手段、805は複数本の音響
走査線上の受信信号に対して走査変換を行なう走査変換
手段（ＤＳＣ）、806 は走査変換されたデータを表示す
る表示手段から構成されている。

【００３４】以上のように構成された超音波診断装置に
ついて、図８を用いてその動作を説明する。本実施の形
態３の音響走査線補間装置808 は、実施の形態２の構成
を有し、実施の形態１に記された方法に基づき動作す
る。まず、超音波の送受信を行なう前に、音響走査線補
間情報として補間により増加させる音響走査線数と、逆
フィルタ生成情報として実施の形態１中の(1) 式もしく
は(2) 式中のc の値が音響走査線補間装置808 に入力さ
れる。そして音響走査線補間装置808 は、(1) もしくは
(2) 式に従い、フィルタ特性を導出し、さらにフィルタ
特性のラテラル方向周波数の帯域制限を行ない、補間用
逆フィルタ特性を導出してフィルタの特性を記憶する。

【００３５】逆フィルタ特性の導出の後、まず送信手段
802 は、超音波探触子801 を駆動して被検体内部へ超音
波を放射する。被検体内部からの反射波は、再び超音波
探触子801 で受信され、電気信号に変換される。受信手
段802 は、電気信号に変換された複数の振動子からの受
信信号を増幅してディジタル信号に変換する。音響走査
線補間装置808 は、超音波が被検体内部を伝搬する際に
減衰した周波数成分を強調するフィルタ処理を受信信号
に対して行なうことにより、周波数特性を補正し、ラテ
ラル方向の補間処理により音響走査線数の増加を図る。
検波手段804 は周波数特性の補正され、音響走査線数の
増加した受信信号の検波を行ない、画像表示に適したデ
ータ形式に変換する。超音波の放射および受信を複数回
行なって被検体内を超音波走査し、複数本の音響走査線
上の受信信号を得る。走査変換手段805 は複数本の音響
走査線上の受信信号に対して走査変換を行ない、表示に
適した走査線情報に変換する。その際、音響走査線間の
欠落した情報は、振幅のみを使用した補間方法、例えば
バイリニア補間を用いる。走査変換に伴う補間処理は、
従来と同様に行なうが、音響走査線補間手段808 により
周波数特性を反映した音響走査線補間を行い、音響走査
線数が増加しているので、走査変換手段805の補間処理
により新たに生成されるデータは、従来に比べて少なく
なる。したがって、従来に比べて画像表示に使用される
画素データの中で振幅のみに基づくデータ数が減少し、
受信信号の周波数特性に基づいて補正したデータが増加
するので、従来の超音波診断装置に比べて画質の劣化を
抑制することができる。

【００３６】以上のように、本発明の実施の形態３によ
れば、周波数特性を補正し、音響走査線の補間を行なう
音響走査線補間装置を設けることにより、受信データの
周波数特性の補正とラテラル方向の補間処理により音響
走査線の数を増加させたデータを生成し、従来の超音波
診断装置に比べて走査変換後の画質の劣化を抑制するこ
とができる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、本発明による音響走査線
補間方法は、複数本の音響走査線上の受信信号からブロ
ックデータを抽出し、抽出されたブロックデータの音響
走査線間に零挿入を行なって音響走査線の増加したブロ
ックデータを生成し、このブロックデータに走査線補間
および周波数特性補正を兼ねた２次元フィルタ処理を施
して周波数特性の補正が行なわれたブロックデータを生
成し、このブロックデータを合成して音響走査線の受信
信号を生成するようにしたものであり、音響捜査線上の
超音波受信データに対して周波数特性の補正を行いつ
つ、周波数特性に基づく音響走査線の補間を同時に行う
ことができる。

【００３８】また、本発明による音響走査線補間装置
は、複数本の音響走査線上の受信信号からブロックデー
タを生成するブロックデータ生成手段と、ブロックデー
タに対して音響走査線補間および周波数特性補正を兼ね
た２次元フィルタ処理を行なうフィルタ処理手段と、点
広がり関数の情報を保持する点広がり関数保持手段と、
点広がり関数に基づき補間用逆フィルタ特性を導出する
逆フィルタ特性演算手段とを備えるようにしたものであ
り、音響捜査線上の超音波受信データに対して周波数特
性の補正、および周波数特性に基づく音響走査線の補間
の処理を同時に行うことができる。

【００３９】また、本発明による超音波診断装置は、超
音波トランスジューサの駆動を行なう送信手段と、電気
信号と音波との相互変換を行なう超音波探触子と、超音
波受信信号の増幅およびＡ／Ｄ変換を行なう受信手段
と、受信信号の周波数補正を行ない音響走査線の補間を
行なう音響走査線補間装置と、受信信号の検波を行なう
検波手段と、超音波走査方式に従って走査変換を行なう
走査変換手段と、走査変換された画像データを表示する
表示手段とを備えるようにしたものであり、音響捜査線
上の超音波受信データに対して周波数特性の補正を行い
つつ、周波数特性に基づく音響走査線の補間を行うこと
により、画像表示における画質の劣化を抑制することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１における音響走査線補間方法を示
すフロー図

【図２】超音波探触子と音響走査線の様子を示す模式図

【図３】ブロックデータの抽出の様子を示す模式図

【図４】(a) ブロックデータの2 次元スペクトルの模
式図 (b) ブロックデータの周波数v=0 における時間方向ス
ペクトル図 (c) ブロックデータの周波数u=0 におけるラテラル方
向スペクトル図

【図５】(a) 逆フィルタの空間周波数v=0 における時
間方向スペクトル図 (b) 逆フィルタの時間周波数u=u0におけるラテラル方
向スペクトル図 (c) 時間周波数u=u0における逆フィルタ適用後の受信
信号の時間方向スペクトル図 (d) 時間周波数u=u0における逆フィルタ適用後の受信
信号のラテラル方向スペクトル図

【図６】(a) ラテラル方向周波数の帯域制限に使用す
る1 次元フィルタのスペクトルの模式図 (b) ラテラル方向周波数の帯域制限に使用するファン
フィルタのスペクトルの模式図 (c) 逆フィルタに(a) の1 次元フィルタを適用した場
合のスペクトルの模式図 (d) 逆フィルタに(b) のファンフィルタを適用した場
合のスペクトルの模式図

【図７】実施の形態２における音響走査線補間装置の構
成を示すブロック図

【図８】実施の形態３における超音波診断装置の構成を
示すブロック図

【図９】従来の超音波診断装置の構成を示すブロック図

【符号の説明】

201 超音波探触子 202 音響走査線 301 音響走査線上の受信信号列 302 ブロックデータ抽出範囲 303 零挿入されたブロックデータ 304 ブロックデータ302 に対して時間方向に隣接する
ブロックデータ 305 ブロックデータ302 に対して走査線番号方向に隣
接するブロックデータ 401 ノイズレベルを上回る信号成分の存在領域 601 1 次元フィルタの通過帯域 602 ファンフィルタの通過帯域 603 1 次元フィルタを用いた場合の逆フィルタの通過
帯域 604 ファンフィルタを用いた場合の逆フィルタの通過
帯域 701 入力用メモリ 702 ブロックデータ生成手段 704 点広がり関数保持手段 705 逆フィルタ特性生成手段 706 フィルタ特性保持手段 707 フィルタ処理手段 708 出力用メモリ 801 超音波探触子 802 送信手段 803 受信手段 804 検波手段 805 走査変換手段 806 表示手段 808 音響走査線補間装置 901 超音波探触子 902 送信手段 903 受信手段 904 検波手段 905 走査変換手段 906 表示手段 907 周波数特性補正手段

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の音響走査線上の受信データから
   ブロックデータを抽出し、抽出されたブロックデータの
   音響走査線間に零挿入を行なって音響走査線の増加した
   ブロックデータを生成し、このブロックデータに走査線
   補間および周波数特性補正を兼ねた２次元フィルタ処理
   を施して周波数特性の補正が行なわれたブロックデータ
   を生成し、このブロックデータを合成して音響走査線の
   受信データを生成することを特徴とした音響走査線補間
   方法。
2. 【請求項２】 走査線補間および周波数特性補正を兼ね
   た２次元フィルタ特性は、受信信号測定系の伝達特性に
   対する逆フィルタ特性を有することを特徴とする請求項
   １記載の音響走査線補間方法。
3. 【請求項３】 走査線補間および周波数特性補正を兼ね
   た２次元フィルタ特性は、受信信号測定系の伝達特性に
   対する逆フィルタ特性に対して、音響走査線ラテラル方
   向の空間周波数成分の帯域制限特性を乗じることにより
   作成されることを特徴とする請求項１記載の音響走査線
   補間方法。
4. 【請求項４】 走査線補間および周波数特性補正を兼ね
   た２次元フィルタ周波数特性は、補間により増加させた
   後と同一数の音響走査線からなる点広がり関数から作成
   されることを特徴とした請求項３記載の音響走査線補間
   方法。
5. 【請求項５】 走査線補間および周波数特性補正を兼ね
   た２次元フィルタ特性は、ブロックデータの位置に応じ
   て変化させることを特徴とする請求項４記載の音響走査
   線補間方法。
6. 【請求項６】 複数本の音響走査線上の受信信号からブ
   ロックデータを生成するブロックデータ生成手段と、ブ
   ロックデータに対して音響走査線補間および周波数特性
   補正を兼ねた２次元フィルタ処理を行なうフィルタ処理
   手段と、点広がり関数の情報を保持する点広がり関数保
   持手段と、点広がり関数に基づき補間用逆フィルタ特性
   を導出する逆フィルタ特性演算手段とを備えることを特
   徴とした音響走査線補間装置。
7. 【請求項７】 超音波トランスジューサの駆動を行なう
   送信手段と、電気信号と音波との相互変換を行なう超音
   波探触子と、超音波受信信号の増幅およびＡ／Ｄ変換を
   行なう受信手段と、受信信号の周波数補正を行ない音響
   走査線の補間を行なう音響走査線補間装置と、受信信号
   の検波を行なう検波手段と、超音波走査方式に従って走
   査変換を行なう走査変換手段と、走査変換された画像デ
   ータを表示する表示手段とを備えることを特徴とした超
   音波診断装置。