JP2000333953A - ズーム表示機能付き超音波診断装置 - Google Patents

ズーム表示機能付き超音波診断装置

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JP2000333953A
JP2000333953A JP11149398A JP14939899A JP2000333953A JP 2000333953 A JP2000333953 A JP 2000333953A JP 11149398 A JP11149398 A JP 11149398A JP 14939899 A JP14939899 A JP 14939899A JP 2000333953 A JP2000333953 A JP 2000333953A
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Tomoyuki Motoi
知之 本井
Hiroyuki Yamamoto
裕幸 山本
Masashio Kodama
眞塩 児玉
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Kanda Tsushin Kogyo Co Ltd
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Kanda Tsushin Kogyo Co Ltd
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    • G06T3/00Geometric image transformations in the plane of the image
    • G06T3/40Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
    • G06T3/4007Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting based on interpolation, e.g. bilinear interpolation

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  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】ズーム表示処理を座標変換テーブルを用いると
ともにソフトウエアにて行うことによりズーム表示の表
示形式の変更にも迅速に対応できるようにした 【構成】全体画像表示を行うための、予め設定してある
直交座標−極座標の標準変換テーブルを用いて極座標上
の入力した超音波データから画像値の4点補間をして表
示画面の直交座標上の各画像データを得る手段と、ズー
ム画像表示を行うための、全体画像中のズームしようと
する範囲に対し前記標準変換テーブルの各極座標値の間
にズーム率に基づいてシフトする手段と、前記手段によ
り作成されたズーム用変換テーブル用いて極座標上の入
力した超音波データから画像値の4点補間をして表示画
面の直交座標上の各画像データを得る手段とを有し、全
体画像とズーム画像とを表示するズーム表示機能付き超
音波診断装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は座標変換テーブルを
用いて超音波診断画像の全体画像とその一部を拡大した
ズーム画像とを同時に表示するようにしたズーム表示機
能付き超音波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図2は、超音波診断装置のブロック図で
ある。超音波探触子1が送受信部2により被検査体に超
音波を発射するとともに、反射してきた超音波を受信す
ることで断層面を扇状に走査する。反射波は検波回路3
にて整相、検波処理を受けた後A/D変換部4にてディ
ジタル信号の画像データに変換され、さらに画像記憶部
5に格納される。次に画像記憶部5の画像データは極座
標上のデータのため座標変換処理部6で直交座標上のデ
ータに変換されD/A変換器9でアナログ信号に変換さ
れた後表示部8で断層像として表示される。
【0003】従来のズーム表示機能付き超音波診断装置
は図9に示すように全体画像を表示する場合、図10に
示すようにまず制御部の制御を受けた座標変換回路によ
り直交座標に対する極座標値を求めている。この極座標
値に対応する画像値を取り囲んでいる測定ポイントの超
音波入力データ4点(画像記憶部)から表示画面の直交
座標の画像値を4点補間回路により求めることにより表
示器に画像出力を行う。また特定の領域をズーム(拡
大)表示するにはズーム表示用に更に線にて囲んだズー
ム用座標変換回路を追加し、全体画像とズーム画像の同
時表示を実現している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように全体画像表
示に加えズーム表示機能を追加するには専用のハード回
路を追加するか又は交換する必要があった。そのためズ
ーム率や画像表示形式を変更したい場合等の要求があっ
てもすぐには対応できなかった。
【0005】本発明の目的は、このズーム表示処理を座
標変換テーブルを用いるとともにソフトウエアにて行う
ことによりズーム表示の表示形式の変更にも迅速に対応
できるようにしたズーム表示機能付き超音波診断装置の
提供にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の構成を以下のようにした。 (1) 予め設定してある直交座標−極座標の標準変換
テーブルを用いて極座標上の入力した超音波データから
画像値の4点補間をして表示画面の直交座標上の各画像
データを得る手段と、ズーム画像表示を行うための、全
体画像中のズームしようとする範囲に対し前記標準変換
テーブルをズーム率に基づいてシフトしたズーム用変換
テーブルを用いて極座標上の入力した超音波データから
ズーム画像を得る手段とを有したことを特徴とするズー
ム表示機能付き超音波診断装置。 (2) 予め設定してある直交座標−極座標の標準変換
テーブルを用いて極座標上の入力した超音波データから
画像値の4点補間をして表示画面の直交座標上の各画像
データを得る手段と、ズーム率が2のべき数の値でなく
×tである場合には、全体画像中のズームしようと
する範囲を変換テーブル上でt倍の位置にシフトして第
1段階のズーム用変換テーブルを作成する手段と、前記
第1段階のズーム用変換テーブルの各極座標値の間にズ
ーム率に基づいて変数θ、R個別に座標の2倍の補間
を行い第2段階ズーム用変換テーブルを作成する手段
と、前記第2段階ズーム用変換テーブルの極座標の変数
Rを1/t倍して最終的なズーム用変換テーブルを作成
する手段と、前記最終的なズーム用変換テーブルに基づ
いて極座標上の入力した超音波データから画像値の4点
補間をして表示画面の直交座標上の各画像データを得る
手段とを有したズーム表示機能付き超音波診断装置。
【0007】
【作用】本発明のズーム表示機能付き超音波診断装置に
ズーム位置及びズーム率を設定すると、設定されたズー
ム率によりズーム用変換テーブルが作成され、その後こ
の予め定めたズーム用変換テーブルにて画像値の4点補
間を行い、本体画像表示と同時にズームされた拡大画像
とが同時に素早く表示器に表示できる。また、ズーム用
変換テーブル作成式に代入される値の小数点位置をシフ
トすることで素早くズーム用変換テーブルを作成するよ
うにしている。そのため、ズームする位置やズーム率が
変更されても拡大画像が素早く表示器に表示できるよう
になる。
【0008】
【実施例】図1は本発明の一実施例であるフローチャー
トを示す。図2はズーム機能付き超音波診断装置のブロ
ック図、図3はズーム機能付き超音波診断装置の座標変
換処理部6他の構成図、図4は表示画面の画素数を表す
図である。図5は極座標の入力データの存在する点を示
す図である。図6は直交座標と極座標の対応図である。
図7は画像値の4点補間を示す図である。図8は極座標
の4点補間を示す図である。図9はズーム表示画面の図
である。図10は全体画像とズーム画像を表示器に出力
する回路図である。図11はズーム用変換テーブルを作
成する過程を示す図である。
【0009】図2の座標変換処理部6他の構成を図3に
示す。60はDSP、50はDSP60の外部にある外
部メモリである。51は入力用記憶部、5は図2で述べ
た画像記憶部、61は各種変換テーブルを記憶する変換
テーブル記憶部、67は出力用記憶部で表示用画像デー
タを記憶する。62は超音波入力データを記憶する入力
データ記憶部、63は変換テーブル記憶部61から取り
込んだ変換テーブルを記憶する変換テーブル記憶部、6
4は表示用画像データを記憶する表示用画像データ記憶
部、65はDSP60内のキャシュメモリである内部記
憶部、66は画像値の4点補間演算処理を行う補間演算
部である。
【0010】71はズーム画像を表示するためのズーム
表示操作部、72は極座標演算部、73は第1段階ズー
ム用変換テーブル記憶部、74は座標の4点補間演算
部、75は第2段階ズーム用変換テーブル記憶部、76
は極座標演算部である。
【0011】まず超音波断層像を表示のため表示器の直
交座標上の画素点に対応する極座標の点を求め、求めた
点の画像値を超音波探触子1で得られた極座標の入力デ
ータに基づく4点補間により求める手段を説明する。最
初に極座標の原点と直交座標の原点を合わせておく。図
6(1)のように極座標における各点の位置は原点から
の距離Rと角度θで表示される。一方図6(2)のよう
に直交座標における各点の位置は原点からの水平の距離
Xと垂直方向の距離Yで表示される。極座標の入力デー
タとしては図5で示すようにRとθとの交点になるとこ
ろの画像入力データが存在する。
【0012】1フレーム(一表示用画面)は図4に示す
ように例えば横512×縦512個の画素で構成されて
いる。まず全体画像である原画面を表示するため直交座
標−極座標変換式θ=f1(X,Y)、R=f2(X,
Y)から標準変換テーブルを予め作成する。一例として
図7(1)のように抜粋した標準変換テーブルを以下の
表1に示す。
【0013】
【表1】
【0014】扇形のABCDの中に含まれる座標点の表
示用の各画像値を極座標の入力データから4点補間演算
で求めるにはA,B,C,D点の画像入力データが必要
となる。(表2に示す)
【0015】
【表2】
【0016】次に図7(2)を用いて画像値の4点補間
演算を行い極座標の入力データから直交座標の表示用の
出力データに変換する手順を説明する。図7(2)は図
7(1)のR、R+1、θ、θ+1で囲まれた部分を示
している。直交座標の1点Pは極座標のどの位置に該当
するかを求めると原点からの距離R+△Rまた向きはθ
+△θの位置にあることが判る。なお、△Rと△θは0
から1の間の値をとる。すなわちRとθは整数成分、△
Rと△θは小数成分ということができる。入力画像デー
タは極座標上のRとθの整数成分の線が交わる点のとこ
ろに存在するためP点を取り囲む整数となるRとR+1
とθ、θ+1の線が交わる4点A,B,C,Dの入力画
像値からP点の画像値を次のような式1を用いて補間演
算して求める。点A,B,C,Dの画像値は各々I
,I,I とする。
【0017】
【式1】P点の画像値=I×(1−△θ)×(1−△
R)+I×△θ×(1−△R)+I×(1−△θ)
×△R+I×△θ×△R
【0018】直交座標の点P(X,Y)は変換テーブル
63から極座標の点P(R+△R,θ+△θ)として表
示される。R、θは整数であり図5で示すようにRとθ
が交わるところに入力データが存在する。△Rと△θは
0から1の間の値をとる小数である。よって上記した4
点補間演算の式1によりA,B,C,Dの各画像値
、I、I、Iから図7(2)で示す極座標p
点(R+△R,θ+△θ)の座像値が得られる。これは
すなわち直交座標のp点(X,Y)の画像値である。同
様にしてI、I、I、Iの極座標データを用い
A,B,C,Dで囲まれた画面の画素点について繰り返
し補間演算をし直交座標の画像データを得、内部記憶部
65に格納する。例えば、直交座標上のF点(△θが
0.2、△Rが0.4)の値は8.0であり、G点(△
θが0.8、△Rが0.5)の値は7.4になる。
【0019】このようにして直交座標のP(X、Y)点
の画像値が求められる。この補間演算を繰り返し直交座
標上の全ての座標点の画像値を得ることができる、全て
の範囲で補間演算を繰り返して完全な一表示用画像デー
タを求めることができる。
【0020】次に上述したように変換テーブルから直交
座標の座標点毎に対応する極座標の座標点を求め、この
極座標点の画像値を入力データから補間演算を行い得る
ことで表示用画面としての1画像点の画像値を得る手順
を図3の一部対応させて説明する。
【0021】(1)外部メモリ50の入力用記憶部51
にある変換テーブル記憶部61から直交座標−極座標変
換する標準変換テーブルをDSP60の内部記憶部65
に読み込む。 (2)外部メモリ50の入力記憶部51にある画像記憶
部5から超音波入力データをDSP60の内部記憶部6
5に読み込む。
【0022】(3)ここでは全体画面表示のみであるた
めズーム表示操作部71内の切り換えは図3の通りであ
り、標準変換テーブルで直交座標に対応する極座標が得
られるので、この得られた極座標に対応する画像値を超
音波入力データを用い4点補間演算部66にて4点補間
を行い求める。これを全画面表示の直交座標で示される
画素点全てに対して行い1表示画面の表示用画像データ
を得る。表示用画像データはDSP60の内部記憶部6
5から出力用記憶部67に出力される。
【0023】以上のようにして出力記憶部67には一表
示画面用の画像データが格納される。この後は超音波診
断装置で説明したようにD/A変換器9でアナログ信号
に変換された後、表示部8で断層画面が表示されること
となる。
【0024】次に全体画像(原画像)の一部を拡大して
表示する方法を図1(1)、(2)のフローチャート及
び図3を用いて説明する。ズーム倍率の式は2×tで
ある。Sは自然数、tは0.5より大で1迄の間の実数
である。例えばズーム倍率2の場合はS=1、t=1で
あり、ズーム倍率1.5の場合はS=1、t=0.75
である。極座標における座標の4点補間は次の式25,
26のように表される。なお、(n、m)は拡大操作し
たときの直交座標に対応する補間起点からの位置を示
し、nとmは2より小さく、0,1,2…という値を
とる。
【0025】
【式2】θ(n,m)=θ・((2−n)/2
・((2−m)/2)+θ・(n/2S)
((2−m)/2)+θc・((2−n)/
)・(m/2)+θ・(n/2)・(m/2
【0026】
【式3】R(n,m)=R・((2−n)/2
・((2−m)/2)+R・(n/2S)
((2−m)/2)+Rc・((2−n)/
)・(m/2)+R・(n/2)・(m/2
【0027】まず図8を用いズーム率倍2(s=1、t
=1)である場合を説明する。ズーム部分の標準変換テ
ーブルは以下の表3のようになる。なお、この式の計算
において2で割るところがあるが、これは2進数では
小数点を左方向(位が高い方向)にシフトするだけでよ
い。すなわち100110を2で割る場合は小数点を1
つ左に移動し10011.0とする。2で割る場合は
小数点を2つ左に移動し1001.10とする。このた
めこの形式の計算は素早く行うことができる。
【0028】
【表3】
【0029】ズーム率2倍のズーム用変換テーブルは補
間点U、V、Wを式2及び式3にて補間演算をして以下
の表4のようになる。ここでα、βはズーム画面の全画
面に対する切り出し位置から現在補間演算しようとして
いる補間基点(ここではJ点)までの位置を示してい
る。
【0030】
【表4】
【0031】この求めた極座標値から4点補間の式1に
より直交座標の画像値を求める。以上のように基点Jに
おける動作を全ての座標点において繰り返すことで表示
器への画像データが求められる。
【0032】次にズーム率1.5倍(t=0.75、s
=1)である場合を説明する。すなわち全体画像(原画
像)×0.75×2=原画像の1.5倍の画像を求める
ようにすることである。なお、全体画像は前回と同じと
するのでズーム切り出し部分の標準変換テーブルは同じ
である。X座標の値、Y座標の値にt(0.75)を掛
けた後四捨五入し、この値に相当するθ、Rを標準変換
テーブルからもってくる。これは図11(1)の全体画
像におけるズーム(切り出し)領域を座標原方向に0.
75倍の位置にシフトして図11(2)の四角で囲まれ
た領域に移動したものである。 Xの値104×0.75=78.0→78 Yの値 72×0.75=54.0→54
【0033】次に第1段階ズーム用変換テーブルを用い
2倍の補間を行い第2段階ズーム用変換テーブルを作成
する(これは第1段階ズーム用変換テーブルを標準変換
テーブルに置き換えズーム率2倍のときと同じ計算を行
えばよい)。これは図11(2)の領域を座標の4点補
間をし、図11(3)を求めるものである。
【0034】ここで第2段階ズーム用変換テーブルの極
座標のR座標をR×1/t=R×1/0.75すること
により最終的なズーム変換用テーブルを作成する。
【0035】この最終的なズーム用変換テーブルを使用
して式1の画像値の4点補間を行うことで拡大した画像
値を得ることができる。そしてズーム画像を適当な位置
に表示させることで図11(4)に示すズーム画像及び
全体画像が表示器に表示される。
【0036】異なるズーム領域を選択したときにこの領
域に対するズーム用座標変換テーブルを即座に作成し、
使用することにより、スムースにリアルタイム表示が容
易にできる。
【0037】
【発明の効果】ズーム率に応じた複数のハード回路を必
要とせず、ソフトで制御するためズーム率等の変更が容
易である。また、表示フォーマットも後刻変更する要求
が生じた場合でも容易に対応できる。変換テーブルを使
用することで時間のかかるような計算が必要ないためリ
アルタイムの表示が可能である。また、座標変換テーブ
ル作成時に2進数の計算が容易に実行でき、ズーム拡大
画像もリアルタイムで表示ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例であるフローチャートを示
す。
【図2】 ズーム機能付き超音波診断装置のブロック図
【図3】 ズーム機能付き超音波診断装置の座標変換処
理部6他の構成図
【図4】 表示画面の表示図
【図5】 極座標の入力データの存在する点を示す図
【図6】 直交座標と極座標の対応図
【図7】 画像値の4点補間を示す図
【図8】 極座標の4点補間を示す図
【図9】 ズーム表示画面の図
【図10】 全体画像とズーム画像を表示器に出力する
回路図
【図11】 ズーム用変換テーブルを作成する過程を示
す図
【符号の説明】
50 外部メモリ 51 入力用記憶部 5 画像記憶部 60 DSP 61 変換テーブル記憶部 65 内部記憶部 66 4点補間演算部 67 出力記憶部 71 ズーム表示操作部 72 極座標演算部 73 第1段階ズーム用変換テーブル記憶部 74 座標の4点補間演算部、 75 第2段階ズーム用変換テーブル記憶部 76 極座標演算部 77 最後のズーム用変換テーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09G 5/36 520P Fターム(参考) 4C301 CC02 CC04 EE15 EE17 EE20 JC01 KK07 KK08 5B057 AA09 BA05 CD06 CD20 CH07 5C082 AA04 AA21 BA16 BB14 BB15 BB53 CA33 CA54 CB01 CB05 DA53 DA73 DA87 MM02

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 予め設定してある直交座標−極座標の標
    準変換テーブルを用いて極座標上の入力した超音波デー
    タから画像値の4点補間をして表示画面の直交座標上の
    各画像データを得る手段と、ズーム画像表示を行うため
    の、全体画像中のズームしようとする範囲に対し前記標
    準変換テーブルをズーム率に基づいてシフトしたズーム
    用変換テーブルを用いて極座標上の入力した超音波デー
    タからズーム画像を得る手段とを有したことを特徴とす
    るズーム表示機能付き超音波診断装置。
  2. 【請求項2】 予め設定してある直交座標−極座標の標
    準変換テーブルを用いて極座標上の入力した超音波デー
    タから画像値の4点補間をして表示画面の直交座標上の
    各画像データを得る手段と、ズーム率を2のべき数2
    ×tで表わし、全体画像中のズームしようとする範囲を
    変換テーブル上でt倍の位置にシフトして第1段階のズ
    ーム用変換テーブルを作成する手段と、前記第1段階の
    ズーム用変換テーブルの各極座標値の間にズーム率に基
    づいて変数θ、R個別に座標の2倍の補間を行い第2
    段階ズーム用変換テーブルを作成する手段と、前記第2
    段階ズーム用変換テーブルの極座標の変数Rを1/t倍
    して最終的なズーム用変換テーブルを作成する手段と、
    前記最終的なズーム用変換テーブルに基づいて極座標上
    の入力した超音波データから画像値の4点補間をして表
    示画面の直交座標上の各画像データを得る手段とを有し
    たズーム表示機能付き超音波診断装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012053740A (ja) * 2010-09-02 2012-03-15 Mitsubishi Electric Corp 画像処理方法および画像処理装置
CN103211613A (zh) * 2012-11-09 2013-07-24 深圳市恩普电子技术有限公司 数字超声成像显示方法、b超设备及系统

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