JP2004073735A - Signal processing circuit and ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a signal processing circuit capable of extracting a maximum value or a minimum value by a small-scale circuit and to downsize the circuit and to make it less costly by using the signal processing circuit. <P>SOLUTION: The maximum value is extracted by a comparison section at an nth stage from a window including data totaling to 2<SP>n</SP>. A comparison section of the kth stage has a shift register 72-k as a delay means holding data totaling to 2<SP>k-1</SP>or a comparator 70-k outputting a larger one of two input data to a comparison section of the subsequent stage. A comparator 70-1 of a comparison section at the first stage receives an entry of jth original data sequentially inputted and (j-1)th original data delayed by the shift register 72-1. A comparison section (k≥2) at the kth stage receives an entry of output data of a comparison section at a previous stage, and the jth data and the (j-2<SP>k-1</SP>)th data from the shift register 72-k are inputted to the comparator 70-k. A comparator 70-6 of a last stage sequentially outputs the maximum value of data in a window when an original data string is scanned in the window with 2<SP>6</SP>in width. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ列から最大値又は最小値を抽出する信号処理回路、及びその信号処理回路を用いた超音波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、種々のフィルタが、観測された時系列データから不要なノイズや信号を除去するために用いられている。平滑化フィルタは最も代表的なものであり、非常に多くの場合に使用されている。この平滑化フィルタは、データ列に沿ってウィンドウを移動させつつ、そのウィンドウ内のデータの平均値を順次出力するものである。
【0003】
平滑化フィルタは線形型フィルタの代表例である。平滑化フィルタは優れた特性を有するが、急激に変化する信号部位を抽出したい場合には、その信号波形を大きく変形させる点で好ましくない。このような急峻に変化するエッジ部分での信号波形の変形を抑えつつ、不要な信号を除去する特性を有するフィルタとして、非線形フィルタであるモルフォロジーフィルタが注目されている。モルフォロジーフィルタでは、例えば、入力信号の波形が上に凸の部分に対しては、その基本的な波形を変化させない一方で、下に凹んだ信号部分に対しては埋めてふたをしてしまう特性を有したクロージングフィルタ(Closing Filter)が考案されている。また逆の特性を有したモルフォロジーフィルタとしてオープニングフィルタ(Opening Filter)が考案されており、このフィルタは、入力信号の波形が下に凹んだ部分に対しては、その基本的な波形を変化させない一方で、上に凸の信号部分に対しては削ってしまう特性を有する。
【0004】
クロージングフィルタ、オープニングフィルタは最大値抽出回路及び最小値抽出回路を組み合わせて構成することが可能である。ここで最大値抽出回路は、入力データ列に沿ってウィンドウを移動させ、そのウィンドウ内の最大値を順次出力するものであり、一方、最小値抽出回路は、入力データ列に沿ってウィンドウを移動させ、そのウィンドウ内の最小値を順次出力するものである。図4はクロージングフィルタの概略構成を示すブロック図である。クロージングフィルタ100は、入力データ列を入力される最大値抽出回路102と、当該最大値抽出回路の出力データ列を入力される最小値抽出回路104とから構成される。一方、オープニングフィルタは、最大値抽出回路及び最小値抽出回路の接続順序をクロージングフィルタとは逆にして構成される。これらクロージングフィルタ、オープニングフィルタの特性は、ウィンドウのサイズを変えることにより大きく変化させることができる。
【0005】
図5は、従来の第1の最大値抽出回路の模式的な構成図である。この回路は、ウィンドウのサイズに応じた数のデータを保持できるシフトレジスタ110と複数の比較器112とから構成される。シフトレジスタ110は、それぞれ1データを記憶可能な「ビット」と称する記憶回路が多段に接続されて構成され、シフトレジスタ110に順次入力されたデータは、クロックに同期して各ビットを順に一方向(図5において右方向)へ転送される。
【0006】
シフトレジスタに記憶されたデータは各ビットそれぞれから読み出すことが可能である。一群の比較器112はシフトレジスタ110の各ビットから一斉に読み出された複数のデータの中から、トーナメント方式で最大値を検出して出力する。つまり、1段目の比較器112−1はシフトレジスタ110の隣接する2ビットごとに1つずつ設けられ、当該2ビットに保持されたデータを読み出し、それらのデータ値を比較して、いずれか値の大きなデータを出力する。2段目の比較器112−2は2つの1段目比較器112−1から出力されたデータを比較して、いずれか大きな値を出力する。このように比較器群の各段で順次、大きな値が選択され、最終的に残される1つの値が最大値である。シフトレジスタ110にデータが入力されるごとに、比較器群での最大値検出処理が行われ、フィルタ出力端子から出力される。
【0007】
例えば、ウィンドウが2個のデータからなる場合には、比較器112はk段のトーナメント構成に組まれ、合計で2−1個必要となる。
【0008】
図6は、従来の第2の最大値抽出回路の模式的な構成図である。この回路は、ウィンドウのサイズに応じた数の最大値記憶回路120、これら最大値記憶回路120の出力を選択する選択回路122、及び最大値記憶回路120のリセットと選択回路の切り替えとを制御する制御回路124から構成される。図7は、最大値記憶回路120のブロック構成図である。最大値記憶回路120は比較器130とシフトレジスタ132とから構成される。シフトレジスタ132は1段構成であり、比較器130の出力データを保持し、1クロック後に出力する遅延回路として機能する。比較器130は、最大値記憶回路120へ各クロックごとに入力されるデータと、シフトレジスタ132から出力されるデータとを入力され、それらの大小を比較し、比較結果としてそれら2つの入力データのいずれか大きい方を保持すると共に、これを出力する。この構成により、比較器130に保持される内容は、前回リセットされた後に入力されたデータのうちの最大値で漸次更新されると共に、その最大値が最大値記憶回路120から出力される。
【0009】
制御回路124は、各最大値記憶回路120を、ウィンドウを構成する数のデータが入力される時間間隔でリセットする。このリセット周期は、各最大値記憶回路120に対し、互いに1クロックずつずらして設定され、制御回路124はリセット直前の最大値記憶回路120の出力データを選択して出力するように選択回路122を制御する。これにより、1データずつずれた各ウィンドウ内での最大値が順次出力される。
【0010】
以上、最大値抽出回路の従来構成を説明したが、比較器112,130が2つの入力データのうちいずれか小さい方を出力するように構成すれば、それぞれ最小値抽出回路が得られる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の第1の最大値(又は最小値)抽出回路は、ウィンドウを構成するデータ個数とほぼ同じ数の比較器112を必要とし、また第2の最大値(又は最小値)抽出回路は、ウィンドウを構成するデータ個数と同じ数の最大値記憶回路120(又は最小値記憶回路)を必要とし、いずれも回路規模がウィンドウサイズと共に大きくなるという問題があった。また第1の従来回路では、シフトレジスタ110への1入出力クロックに同期して、比較器群によるk段の比較演算を行う必要がある。そのため比較器群は、シフトレジスタの駆動クロックのk倍のクロックで動作されることとなるという問題があった。
【0012】
また、超音波診断装置も、その信号処理フィルタに上述の従来の最大値(又は最小値)抽出回路を採用することにより、装置が大規模化するという問題があった。
【0013】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、小さな規模の回路で最大値又は最小値を抽出可能な信号処理回路、及び当該信号処理回路を用いることにより小型化、低コスト化される超音波診断装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る信号処理回路は、所定の選択条件に従って動作する段階的に接続されたn段(nは2以上の整数である)の比較部を有し、第1段比較部は、現在の入力データとそれよりも1つ前の入力データとの大小を比較して、いずれか一方を選択データとして出力し、第k段比較部(kは2≦k≦nなる整数である)は、第(k−1)段比較部から出力された選択データとそれよりも2k−1個前の選択データとを比較して、いずれか一方を選択データとして出力し、前記n段の比較部は、それら全体として、前記第1段比較部に順次入力された2個のデータ中の最大値又は最小値を抽出する。
【0015】
本発明の好適な態様の信号処理回路においては、前記選択条件が、比較される2つのデータのうち大きい方を選択することであり、これにより前記n段の比較部は、前記第1段比較部に順次入力された2個のデータ中の最大値を抽出する。
【0016】
この最大値を抽出する態様に即して述べれば、本発明の信号処理装置は、2個のデータ中の最大値の抽出をn個の比較部で行うことができる。すなわち最大値の探索範囲であるウィンドウの幅が2である場合には、n個の比較部だけで最大値を抽出することができる。そのことを、n=3(すなわちウィンドウの幅が8)の場合について、次の表1に示す具体例を用いて説明する。
【0017】
【表1】

Figure 2004073735
この表において、“i”と記す左から1番目の列は、装置を駆動するクロックのカウントに相当し、時刻を表す。また“D(i)”と記す左から2番目の列はi番目のクロックでの1段目の比較部への入力データであり、さらに各々、“D(i)”、“D(i)”、“D(i)”と記す左から3番目、4番目、5番目の列はそれぞれ第1段比較部、第2段比較部、第3段比較部からのi番目のクロックでの出力を表している。ウィンドウに含まれるデータは1個ずつ第1段比較部に入力される。ウィンドウがD(1)〜D(8)(すなわち、表1に示すデータ“30”,“31”,“0”,“33”,“34”,“0”,“0”,“37”)を含む場合、第1段比較部は、D(1)及びD(2)、D(2)及びD(3)、…、D(7)及びD(8)に対し、それぞれ大小比較を行い、いずれか大きい方の値(比較される2つのデータの値が等しい場合にはその値)を選択して、D(2)、D(3)、…、D(7)として“31”,“31”,“33”,“34”,“34”,“0”,“37”を出力する。第2段比較部は、D(2)及びD(4)、D(3)及びD(5)、…、D(6)及びD(8)に対し、それぞれ大小比較を行い、いずれか大きい方の値を選択して、D(4)、D(5)、…、D(8)として“33”,“34”,“34”,“34”,“37”を出力する。ここで、例えばD(4)はD(2)及びD(4)のいずれか大きい方であり、さらにD(2)はD(1)及びD(2)のいずれか大きい方、またD(4)はD(3)及びD(4)のいずれか大きい方であるので、結局、D(4)は4個のデータD(1)〜D(4)のうちの最大値となる。同様に、D(8)は4個のデータD(5)〜D(8)のうちの最大値となる。また、第3段比較部は、D(4)及びD(8)の大小比較を行い、いずれか大きい方の値を選択して、D(8)として“37”を出力する。上述のように、D(4)はD(1)〜D(4)のうちの最大値であり、D(8)はD(5)〜D(8)のうちの最大値であるので、結局、第3段比較部から出力されるD(8)はD(1)〜D(8)のうちの最大値となる。以上、例示したように2個のデータを含むウィンドウ内の最大値が、3段に接続された3個の比較部で抽出される。このことから理解されるように、ウィンドウ幅2のデータ列に対しては、n段の比較部で最大値を抽出することができる。
【0018】
またウィンドウ幅が2でなく、2+α(ここでα<2)である場合には、2個中の最大値Vを前記n段の比較部で求め、残るα個中の最大値Vを前記n段の比較部とは別途に設けた付加的な比較部で求め、最後にVとVとのいずれか大きい方を選択するように構成される。この付加的な比較部は、周知の最大値抽出回路を用いて構成することもできるし、αを2m1+2m2+…(m1,m2<n)の形式に分解し、前記n段の比較部と同様の構成であって、より段数が低い(すなわちm1段、m2段、…の)比較部を用いて構成することもできる。
【0019】
以上、最大値を抽出する信号処理回路を例にその構成を説明したが、最小値を抽出する本発明の他の好適な態様の信号処理回路も同様である。その場合には、前記選択条件が、比較される2つのデータのうち小さい方を選択することであり、これにより前記n段の比較部は、前記第1段比較部に順次入力された2個のデータ中の最小値を抽出する。
【0020】
他の本発明に係る信号処理回路は、前記第k段比較部が、前記第(k−1)段比較部から出力された選択データを2k−1個分保持して遅延出力するデータ保持手段と、前記第(k−1)段比較部から現在出力された選択データと、前記データ保持手段から遅延出力された2k−1個前の選択データとの大小を比較する比較器とを有する。
【0021】
1組の2個のデータ中の最大値又は最小値を抽出するだけならば、各段の比較部の出力データは全部は必要ではない。例えば、最大値の抽出に関する上記説明に基づいて述べれば、2個のデータD(i)(i=1〜2)からなるウィンドウW(1)中の最大値を求める際に、第n段比較部は第(n−1)段比較部の一連の出力データのうちDn−1(2)及びそれより2n−1クロック前に得られたDn−1(2n−1)を比較するだけで足りる。最大値の検出に必要なデータを順次、前段へ遡ると、第k段比較部は第(k−1)段比較部の一連の出力データのうち2k−1−1個おきのデータDk−1(2−λ・2k−1)(λ=0,1,…,2n−k)のみを用いている。ここで、ウィンドウを順次ずらし、各ウィンドウ位置で、そのウィンドウに含まれる最大値又は最小値を抽出する場合には、各段の比較部にて必要とされるデータも順次シフトする。例えば、ウィンドウW(1)からデータ1個分シフトしたウィンドウW(2)、すなわちデータD(i)(i=2〜2+1)からなるウィンドウに対する最大値を求める際には、各段の比較部で必要とされるデータもウィンドウW(1)に対する処理で必要とされたものから1個ずつずれる。第k段比較部はウィンドウW(1)に対してはDk−1(2−λ・2k−1)を用いたが、ウィンドウW(2)に対してはDk−1(2−λ・2k−1+1)を用いる。ここで述べる他の本発明に係る信号処理回路では、各段の比較部が前段比較部から出力されたデータを所定個数の過去分まで保持して遅延出力することで、順次シフトして設定されるウィンドウにおける最大値又は最小値を順次、抽出することができる。具体的には第k段比較部は第(k−1)段比較部から出力されたデータを2k−1個前のものまで、データ保持手段に保持する。例えば、第(k−1)段比較部から現在出力されたデータをDk−1(j)とすると、その時点でデータ保持手段にはDk−1(ξ)(ξ=j−2k−1〜j−1)が保持される。そして第k段比較部は新たに出力されたDk−1(j)と、データ保持手段に保持されたもののうち最も古いDk−1(j−2k−1)とを比較してD(j)を出力する一方、Dk−1(j)をデータ保持手段に格納する。ウィンドウを順次シフトする場合、この段階で最も古いDk−1(j−2k−1)は不要となるのでデータ保持手段から削除することができる。データ保持手段は例えば、メモリで構成することができる。またウィンドウを順次シフトする場合、データ保持手段に保持されたデータは古いものから順番に使用されるので、データ保持手段は遅延回路で構成することができ、その遅延回路としては例えばシフトレジスタを用いることができる。
【0022】
さらに他の本発明に係る信号処理回路は、二次元のデータアレイに対して二次元のウィンドウを設定し、その二次元のウィンドウ内の複数のデータの中から、所定の選択条件に従って最大値又は最小値を抽出するものであって、前記ウィンドウ内における各データ列ごとに、データ列を構成する複数のデータを順次入力して、それらの中から最大値又は最小値を抽出し、その抽出されたデータを出力する第1抽出部と、前記第1抽出部によって各データ列ごとに抽出された複数のデータを順次入力して、それらの中から最大値又は最小値を抽出し、その抽出されたデータを出力する第2抽出部とを有し、前記第1抽出部は、段階的に接続されたn段(nは2以上の整数である)の第1比較部を有し、第1段の第1比較部は、現在の入力データとそれよりも1つ前の入力データとの大小を比較して、いずれか一方を選択データとして出力し、第k段の第1比較部(kは2≦k≦nなる整数である)は、第(k−1)段の第1比較部から出力された選択データとそれよりも2k−1個前の選択データとを比較して、いずれか一方を選択データとして出力し、前記n段の第1比較部は、それら全体として、前記第1段の第1比較部に順次入力された複数のデータ中の最大値又は最小値を抽出して、その抽出されたデータを出力し、前記第2抽出部は、段階的に接続されたm段(mは2以上の整数である)の第2比較部を有し、第1段の第2比較部は、現在の入力データとそれよりも1つ前の入力データとの大小を比較して、いずれか一方を選択データとして出力し、第k段の第2比較部(kは2≦k≦mなる整数である)は、第(k−1)段の第2比較部から出力された選択データとそれよりも2k−1個前の選択データとを比較して、いずれか一方を選択データとして出力し、前記m段の比較部は、それら全体として、前記第1段の第2比較部に順次入力された複数のデータ中の最大値又は最小値を抽出する。
【0023】
本発明に係る超音波診断装置は、超音波の送受波によって得られた受信データ列に対してウィンドウを設定し、前記ウィンドウ内の複数の受信データの中から、最大値又は最小値を抽出して、その抽出された受信データを出力する抽出部と、前記抽出部から順次出力される受信データを用いて超音波画像を生成する画像生成部とを有し、前記抽出部は、所定の選択条件に従って動作する段階的に接続されたn段(nは2以上の整数である)の比較部を有し、第1段比較部は、現在の入力受信データとそれよりも1つ前の入力受信データとの大小を比較して、いずれか一方を選択受信データとして出力し、第k段比較部(kは2≦k≦nなる整数である)は、第(k−1)段比較部から出力された選択受信データとそれよりも2k−1個前の選択受信データとを比較して、いずれか一方を選択受信データとして出力し、前記n段の比較部は、それら全体として、前記第1段比較部に順次入力された2個の受信データ中の最大値又は最小値を抽出する。
【0024】
本発明によれば、一連の受信データに沿って、所定のウィンドウを順次シフトさせて設定する。そして上述の最大値又は最小値を抽出する本発明に係る信号処理回路を用いて各ウィンドウ位置での、そのウィンドウに含まれるデータの最大値又は最小値が抽出され、その抽出値を用いて超音波画像が生成される。
【0025】
本発明の好適な態様の超音波診断装置においては、前記選択条件が、比較される2つのデータのうち大きい方を選択する条件であり、これにより前記n段の比較部は、前記第1段比較部に順次入力された2個のデータ中の最大値を抽出する。また本発明の他の好適な態様の超音波診断装置においては、前記選択条件が、比較される2つのデータのうち小さい方を選択する条件であり、これにより前記n段の比較部は、前記第1段比較部に順次入力された2個のデータ中の最小値を抽出する。
【0026】
他の本発明に係る超音波診断装置は、超音波の送受波によって得られた受信データ列に対して第1ウィンドウを設定し、前記第1ウィンドウ内の複数の受信データの中から、最大値又は最小値の一方を抽出して、その抽出された選択データを出力する第1抽出部と、前記第1抽出部から得られる選択データ列に対して第2ウィンドウを設定し、前記第2ウィンドウ内の複数の選択データの中から、最大値又は最小値の他方を抽出して、その抽出された選択受信データを出力する第2抽出部と、前記第2抽出部から順次出力される選択受信データを用いて超音波画像を生成する画像生成部とを有し、前記第1抽出部は、所定の第1選択条件に従って動作する段階的に接続されたn段(nは2以上の整数である)の第1比較部を有し、第1段の前記第1比較部は、現在の入力受信データとそれよりも1つ前の入力受信データとの大小を比較して、いずれか一方を選択データとして出力し、第α段の前記第1比較部(αは2≦α≦nなる整数である)は、第(α−1)段の前記第1比較部から出力された選択データとそれよりも2α −1個前の選択データとの大小を比較して、いずれか一方を選択データとして出力し、前記第2抽出部は、所定の第2選択条件に従って動作する段階的に接続されたm段(mは2以上の整数である)の第2比較部を有し、第1段の前記第2比較部は、現在入力された選択データとそれよりも1つ前に入力された選択データとの大小を比較して、いずれか一方を選択データとして出力し、第β段の前記第2比較部(βは2≦β≦mなる整数である)は、第(β−1)段の前記第2比較部から出力された選択データとそれより2β −1個前の選択データとの大小を比較して、いずれか一方を選択データとして出力し、前記第1選択条件は、比較される2つのデータのうち大きい方又は小さい方のいずれか一方を選択する条件であり、前記第2選択条件は、比較される2つのデータのうち大きい方又は小さい方のいずれか他方を選択する条件であることである。
【0027】
本発明によれば、例えば、第1抽出部が一連の受信データに対して順次シフトしてウィンドウ(第1ウィンドウ)を設定し、各ウィンドウ位置にてそのウィンドウに含まれる受信データの最大値を抽出する。一方、第2抽出部は第1抽出部から出力される最大値データの列に対して順次シフトしてウィンドウ(第2ウィンドウ)を設定し、各ウィンドウ位置にてそのウィンドウに含まれる最大値データのうちの最小値を抽出する。すなわち、第1抽出部及び第2抽出部は受信データに対するクロージングフィルタを構成する。また第1抽出部が最小値を抽出し、第2抽出部が最大値を抽出する構成では、それらは受信データに対するオープニングフィルタを構成する。これら第1抽出部、第2抽出部がそれぞれ上述の本発明に係る最大値又は最小値を抽出する信号処理回路により、簡素な構成で実現される。
【0028】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【0029】
図1は、本発明の実施形態である超音波診断装置の概略のブロック構成図である。本装置は、被検体内を三次元表示するものであり、特に血管を三次元表示する機能を有する。
【0030】
超音波探触子20は、例えばリニアアレイ型の超音波振動子を有し、その超音波振動子を電子走査(リニア走査、セクタ走査)することによって、走査面が形成される。この走査面を当該面の法線方向へ例えば機械的に走査することによって、三次元空間でのエコーデータが取得される。ここで、超音波探触子20の機械的な走査は図示しない駆動部によって行われている。
【0031】
送信器22は超音波探触子20に対して送信信号を供給する。振動子アレイを構成する個々の振動子が発する超音波の合成により超音波ビームが形成されるように、送信器22は各振動子へ位相をずらして励振パルスを供給する。
【0032】
受信器24は超音波探触子20の各振動子から出力された受信信号を整相加算し、被検体の表面から深さ方向に延びる音線に沿った受信信号を出力する。
【0033】
検波器26は、受信器24から出力される受信信号を検波して、ベースバンドの受信信号を抽出する。受信信号は、受信器24又は検波器26にてAD(Analog−to−Digital)変換され、検波器26からは受信信号がデジタルデータとして出力される。
【0034】
モルフォロジーフィルタ部28は、検波器26から入力された受信信号に対し、その時間軸方向に関する一次元のクロージング処理又はオープニング処理を行うモルフォロジーフィルタを備えている。
【0035】
メモリ部30は、モルフォロジーフィルタ部28から音線に沿って出力されるデータを記憶する。メモリ部30には、超音波探触子20により走査された三次元空間に対応したデータが格納される。
【0036】
三次元画像構築部32は、メモリ部30に格納された三次元のデータ空間に対して、複数の視線を設定する。そして、各視線に沿ってボリュームレンダリング法などによる三次元画像生成処理を行い、視線ごとに三次元画像の画素値が求められる。
【0037】
フレームバッファ34は、三次元画像構築部32から視線ごとに出力される画素値を順次記憶する。これによりフレームバッファ34には、一画面分の三次元画像が格納される。
【0038】
表示部36は、フレームバッファ34に格納された画像データを所定の順序・速度で読み出し、画像表示する。
【0039】
図2はモルフォロジーフィルタ部28の概略構成を示すブロック図である。モルフォロジーフィルタ50は、入力された所定幅のデータ列において最大値を検出する最大値演算回路52と、入力された所定幅のデータ列において最小値を検出する最小値演算回路54とから構成される。ここでは、最大値演算回路52の後に最小値演算回路54を直列接続し、これらの直列接続体がモルフォロジーフィルタ50を構成する。この構成のモルフォロジーフィルタ50は、ウィンドウ幅の谷部を埋めるクロージング処理を行う。さらに、モルフォロジーフィルタ部28は、モルフォロジーフィルタ50での処理時間に応じた遅延を生じる遅延回路56及び減算回路58を備える。
【0040】
検波器26から入力されたデータ列は、モルフォロジーフィルタ50及び遅延回路56にそれぞれ入力される。そして、減算回路58は、モルフォロジーフィルタ50の出力データから、遅延回路56の出力データを減算し、これをモルフォロジーフィルタ部28から出力する。
【0041】
ここで血管内部は血液であり、このほぼ一様な液体からのエコーは非常に微弱である。そのため血管部位での受信信号の波形は急峻に落ち込んで谷部を形成し、その谷部の幅は血管のサイズに対応して比較的狭い。モルフォロジーフィルタ50のウィンドウ幅をこの谷部の幅に応じて設定することにより、その谷部が埋められた信号がモルフォロジーフィルタ50から出力される。
【0042】
遅延回路56は検波器26から出力された元の受信信号と、モルフォロジーフィルタ50の出力信号とを同期させる。しかる後、減算回路58にて、モルフォロジーフィルタ50の出力信号から元の受信信号を減算して差分信号を生成することで、その差分信号には血管部位に対応する谷部の信号波形が反転された形で抽出される。すなわち、血管部位にて大きな信号値を有する信号が生成され、これを用いて超音波画像を生成することにより、血管が見やすく表示された画像が得られる。
【0043】
図3は、最大値演算回路52又は最小値演算回路54となる信号処理回路の模式的なブロック構成図である。この信号処理回路は、ウィンドウ幅2のデータ列中の最大値又は最小値を抽出するものであり、図3に示す例ではn=6である。この信号処理回路は、比較器70及びシフトレジスタ72からなる比較部が多段に接続されて構成される。その段数はn=6に対応して6段である。第k段比較部(k=1〜6)は比較器70−kとシフトレジスタ72−kとで構成される。各比較器70は2個のデータを入力され、それらの大小関係を比較し、いずれか一方のデータを出力する。最大値演算回路52では各比較器70は2個の入力データのうち大きい方(2個のデータが同じ値である場合には、その値)を出力する。一方、最小値演算回路54では各比較器70は2個の入力データのうち小さい方(2個のデータが同じ値である場合には、その値)を出力する。またシフトレジスタ72−kは2k−1段のビットで構成され、入力されるデータを順に2k−1個保持することができる。シフトレジスタ72中の最も古いデータは新たなデータの入力に同期して出力され、シフトレジスタ72の記憶内容は順次更新される。このようにシフトレジスタ72は入力データ2k−1個分の遅延を生じる遅延回路として機能する。
【0044】
以下、当該信号処理回路が最大値演算回路52を構成する場合を説明する。以下の説明において、iは装置のクロックカウントを表す変数である。このクロックカウントは時刻に対応付けられ、以下の説明で“時刻i”は“クロックカウントがiとなる時刻”を意味する。そして、カウント値iにおけるこの信号処理回路への入力データをD(i)、また各段の比較器70−kの出力データをD(i)と表記する。
【0045】
時刻jにおいて、データD(j)は第1段比較部を構成する比較器70−1及びシフトレジスタ72−1にそれぞれ入力される。j≧2なる時刻jでは、シフトレジスタ72−1は先行して入力された1個のデータD(j−1)を保持している。そして、シフトレジスタ72−1はデータD(j)の入力に同期して、保持しているデータD(j−1)を出力する。比較器70−1は最大値演算回路52に入力されるデータD(j)と、シフトレジスタ72−1から出力される遅延されたデータD(j−1)とを入力される。比較器70−1は入力されたD(j−1)とD(j)との大小を比較して、いずれか大きい方を、時刻jにおける出力データD(j)とする。すなわち、第1段比較部は、D(i)(i=1,2,3,…2−1,2,…)を入力されると、D(1)及びD(2)、D(2)及びD(3)、…、D(2−1)及びD(2)、…に対し、それぞれ大小比較を行い、いずれか大きい方の値を選択して、D(2)、D(3)、…、D(2)、…を出力する。
【0046】
時刻jにて比較器70−1から出力されたデータD(j)は第2段比較部を構成する比較器70−2及びシフトレジスタ72−2にそれぞれ入力される。j≧4なる時刻jでは、シフトレジスタ72−2は先行して入力された2個のデータD(j−2)、D(j−1)を保持している。シフトレジスタ72−2は、データD(j)の入力タイミングに同期して、最先に格納されたデータD(j−2)を出力する。比較器70−2は、比較器70−1から出力されるデータD(j)と、シフトレジスタ72−2から出力される遅延されたデータD(j−2)とを入力される。比較器70−2は入力されたD(j)とD(j−2)との大小を比較して、いずれか大きい方を、時刻jにおける出力データD(j)とする。すなわち、第2段比較部は、D(i)(i=2,3,4,…)を入力されると、D(2)及びD(4)、D(3)及びD(5)、…に対し、それぞれ大小比較を行い、いずれか大きい方の値を選択して、D(4)、D(5)、…を出力する。
【0047】
以上、第1段比較部及び第2段比較部に関して説明したのと同様の処理が、第3〜6段比較部においても行われる。一般化して、第k段比較部(k=2〜6)に関して述べれば、時刻i≧2k−1にて比較器70−(k−1)から出力されるデータ列Dk−1(i)は第k段比較部を構成する比較器70−k及びシフトレジスタ72−kにそれぞれ入力される。ある時刻jにおいて、シフトレジスタ72−kは2k−1個のデータDk−1(ξ)(ξ=j−2k−1〜j−1)を保持し、データDk−1(j)の入力タイミングに同期して、最先に格納されたデータDk−1(j−2k−1)を出力する。例えば、第(k−1)段比較部から第k段比較部へのデータ入力をk=4の場合について具体的に述べれば、時刻jでは、第3段比較部の比較器70−3から第4段比較部の比較器70−4にデータD(j)が入力されると共に、シフトレジスタ72−4からは最先に格納されたデータD(j−2)が出力される(図3参照)。このように、比較器70−kは、比較器70−(k−1)から順次出力されるデータDk−1(j)と、シフトレジスタ72−kから順次出力される遅延されたデータDk−1(j−2k−1)とを入力される。比較器70−kはこれら入力された2つのデータの大小を比較して、いずれか大きい方を時刻jにおける出力データD(j)とする。すなわち、第k段比較部は、Dk−1(i)(i=2k−1,2k−1+1,2k−1+2,…)を入力されると、Dk−1(2k−1)及びDk−1(2)、Dk−1(2k−1+1)及びDk−1(2+1)、…に対し、それぞれ大小比較を行い、いずれか大きい方の値を選択して、D(2)、D(2+1)、…を出力する。
【0048】
以上の構成により、第1段比較部にウィンドウを構成する64個のD(ξ)(ξ=j−2+1〜j)が入力されると、最終段である第6段比較部からは、当該ウィンドウ内のデータDのうちの最大値がD(j)として出力される。また、第1段比較部に次のデータD(j+1)が入力されると、ウィンドウ位置は1データずれることとなり、そのウィンドウに含まれる64個のD(ξ)(ξ=j−2+2〜j+1)のうちの最大値がD(j+1)として出力される。このようにして最大値演算回路52へのデータの入力に同期して、ウィンドウが順次シフトされ、その各ウィンドウ内の最大値が最大値演算回路52から順次出力される。
【0049】
上述の最大値演算回路52及び最小値演算回路54を構成する信号処理回路は、一次元のデータ列に設定された一次元のウィンドウ内でのデータの最大値又は最小値を抽出するものであった。しかしながら、この信号処理回路を用いて、二次元のウィンドウ内でのデータの最大値又は最小値を抽出するフィルタを構成することもできる。
【0050】
例えば、本発明の信号処理回路である最大値演算回路を用いて構成される二次元最大値抽出フィルタの構成を説明する。ここで述べる二次元最大値抽出フィルタの例は、3段(すなわちn=3)の比較部で構成された最大値演算回路を用いて、8×8の大きさを有する二次元ウィンドウ内での最大値を抽出する。この二次元最大値抽出フィルタは、元の二次元データ群D(x,y)(x=1,2,3,…;y=1,2,3,…)から、例えば、まず行方向(xが変化する方向)に並ぶデータ群を読み出して、最大値演算回路に入力する。この処理を、行の位置yを変えて、各行データ群について実行する。これにより得られた二次元データ群をD(x,y)としてメモリに格納する。D(x,y’)は第y’行に並ぶ8個のデータD(η,y’)(η=x〜x+7)のうちの最大値である。次にD(x,y)から列方向(yが変化する方向)に並ぶデータ群を読み出して、最大値演算回路に入力する。この処理を、列の位置xを変えて、各列データ群について実行する。これにより得られた二次元データ群がD(x,y)としてメモリに格納される。D(x’,y)はD(x,y)の第x’列に並ぶ8個のデータD(x’,ξ)(ξ=y〜y+7)のうちの最大値である。このように生成されたD(x,y)が8×8のウィンドウ内のデータD(η,ξ)(η=x〜x+7;ξ=y〜y+7)のうちの最大値からなる二次元データ群として、二次元最大値抽出フィルタから出力される。同様の原理で、二次元最小値抽出フィルタも構成することができる。これら二次元最大値抽出フィルタと二次元最小値抽出フィルタとを組み合わせて、二次元のモルフォロジーフィルタを構成し、超音波画像に対して、クロージング処理やオープニング処理を施すことができる。
【0051】
【発明の効果】
本発明の信号処理回路によれば、小さな回路規模で最大値又は最小値の抽出を行うことができる。またそれを用いた超音波診断装置の小型化、低コスト化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態である超音波診断装置の概略のブロック構成図である。
【図2】モルフォロジーフィルタ部の概略構成を示すブロック図である。
【図3】最大値演算回路又は最小値演算回路となる信号処理回路の模式的なブロック構成図である。
【図4】クロージングフィルタの概略構成を示すブロック図である。
【図5】従来の第1の最大値抽出回路の模式的な構成図である。
【図6】従来の第2の最大値抽出回路の模式的な構成図である。
【図7】図6の最大値抽出回路に用いられる最大値記憶回路のブロック構成図である。
【符号の説明】
20 超音波探触子、22 送信器、24 受信器、26 検波器、28 モルフォロジーフィルタ部、30 メモリ部、32 三次元画像構築部、34 フレームバッファ、36 表示部、50 モルフォロジーフィルタ、52 最大値演算回路、54 最小値演算回路、56 遅延回路、58 減算回路、70 比較器、72 シフトレジスタ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a signal processing circuit for extracting a maximum value or a minimum value from a data sequence, and an ultrasonic diagnostic apparatus using the signal processing circuit.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various filters have been used to remove unnecessary noise and signals from observed time-series data. Smoothing filters are the most typical and are used very often. This smoothing filter sequentially outputs the average value of the data in the window while moving the window along the data sequence.
[0003]
A smoothing filter is a typical example of a linear filter. Although the smoothing filter has excellent characteristics, it is not preferable to extract a rapidly changing signal portion because the signal waveform is largely deformed. A morphological filter, which is a non-linear filter, has attracted attention as a filter having a characteristic of removing an unnecessary signal while suppressing the deformation of a signal waveform at such a sharply changing edge portion. The morphological filter, for example, does not change the basic waveform of an input signal waveform that is convex upwards, but fills in the signal portion that is concave downwards. Has been devised. Also, an opening filter (Opening @ Filter) has been devised as a morphology filter having the opposite characteristic. This filter does not change the basic waveform of a portion where the waveform of the input signal is depressed downward. Thus, there is a characteristic that an upwardly convex signal portion is cut off.
[0004]
The closing filter and the opening filter can be configured by combining a maximum value extraction circuit and a minimum value extraction circuit. Here, the maximum value extracting circuit moves the window along the input data sequence and sequentially outputs the maximum value in the window, while the minimum value extracting circuit moves the window along the input data sequence. And sequentially outputs the minimum value within the window. FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the closing filter. The closing filter 100 includes a maximum value extraction circuit 102 to which an input data sequence is input, and a minimum value extraction circuit 104 to which an output data sequence of the maximum value extraction circuit is input. On the other hand, the opening filter has a configuration in which the connection order of the maximum value extraction circuit and the minimum value extraction circuit is opposite to that of the closing filter. The characteristics of the closing filter and the opening filter can be largely changed by changing the size of the window.
[0005]
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional first maximum value extraction circuit. This circuit includes a shift register 110 capable of holding data of a number corresponding to the size of a window, and a plurality of comparators 112. The shift register 110 has a configuration in which storage circuits called “bits” each capable of storing one data are connected in multiple stages, and data sequentially input to the shift register 110 sequentially shifts each bit in one direction in synchronization with a clock. (Rightward in FIG. 5).
[0006]
The data stored in the shift register can be read from each bit. A group of comparators 112 detects and outputs the maximum value by a tournament method from a plurality of data read out simultaneously from each bit of the shift register 110. That is, the first stage comparator 112-1 is provided for every two adjacent bits of the shift register 110, reads out the data held in the two bits, compares their data values, Output large value data. The second-stage comparator 112-2 compares the data output from the two first-stage comparators 112-1, and outputs a larger value. As described above, a large value is sequentially selected in each stage of the comparator group, and one value finally left is the maximum value. Each time data is input to the shift register 110, a maximum value detection process is performed in the comparator group and output from the filter output terminal.
[0007]
For example, if the window is 2kIf the data is composed of a plurality of data, the comparator 112 is formed in a k-stage tournament configuration, and a total of 2k1 is required.
[0008]
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a conventional second maximum value extraction circuit. This circuit controls a maximum value storage circuit 120 of a number corresponding to the size of the window, a selection circuit 122 for selecting an output of the maximum value storage circuit 120, and resetting of the maximum value storage circuit 120 and switching of the selection circuit. It comprises a control circuit 124. FIG. 7 is a block diagram of the maximum value storage circuit 120. The maximum value storage circuit 120 includes a comparator 130 and a shift register 132. The shift register 132 has a one-stage configuration, and functions as a delay circuit that holds output data of the comparator 130 and outputs the data one clock later. The comparator 130 receives the data input to the maximum value storage circuit 120 for each clock and the data output from the shift register 132, compares the data, and compares the two data as a comparison result. Whichever is greater is retained and output. With this configuration, the content held in the comparator 130 is gradually updated with the maximum value of the data input after the previous reset, and the maximum value is output from the maximum value storage circuit 120.
[0009]
The control circuit 124 resets each of the maximum value storage circuits 120 at a time interval at which the number of data constituting the window is input. The reset cycle is set so as to be shifted by one clock from each of the maximum value storage circuits 120, and the control circuit 124 controls the selection circuit 122 to select and output the output data of the maximum value storage circuit 120 immediately before the reset. Control. Thus, the maximum value in each window shifted by one data is sequentially output.
[0010]
The conventional configuration of the maximum value extracting circuit has been described above. However, if the comparators 112 and 130 are configured to output the smaller of the two input data, the minimum value extracting circuits are obtained.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The above-mentioned conventional first maximum value (or minimum value) extraction circuit requires approximately the same number of comparators 112 as the number of data constituting the window, and the second maximum value (or minimum value) extraction circuit requires Requires the same number of maximum value storage circuits 120 (or minimum value storage circuits) as the number of data constituting the window, and in any case, the circuit scale increases with the window size. Further, in the first conventional circuit, it is necessary to perform k-stage comparison operation by the comparator group in synchronization with one input / output clock to the shift register 110. Therefore, there is a problem that the comparator group is operated with a clock that is k times the drive clock of the shift register.
[0012]
In addition, the ultrasonic diagnostic apparatus also has a problem in that the size of the apparatus is increased by adopting the above-described conventional maximum value (or minimum value) extraction circuit for the signal processing filter.
[0013]
The present invention has been made to solve the above problems, and a signal processing circuit capable of extracting a maximum value or a minimum value with a small-scale circuit, and miniaturization and cost reduction by using the signal processing circuit. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
A signal processing circuit according to the present invention includes n stages (n is an integer of 2 or more) of comparators connected in stages operating in accordance with a predetermined selection condition. The input data and the immediately preceding input data are compared in magnitude and one of them is output as selected data, and the k-th stage comparison unit (k is an integer satisfying 2 ≦ k ≦ n) The selection data output from the (k-1) th stage comparison unit and the selection datak-1The selected data is compared with the previous selected data, and either one of the data is output as selected data. The n-stage comparison units as a whole are sequentially input to the first-stage comparison unit.nThe maximum value or the minimum value among the data is extracted.
[0015]
In the signal processing circuit according to a preferred aspect of the present invention, the selection condition is to select a larger one of the two data to be compared, whereby the n-stage comparison unit performs the first-stage comparison. 2 sequentially input tonExtract the maximum value of the data.
[0016]
According to the mode of extracting the maximum value, the signal processing device of the present inventionnThe extraction of the maximum value among the data can be performed by n comparison units. That is, the width of the window that is the search range of the maximum value is 2nIn the case of, the maximum value can be extracted with only n comparison units. This will be described for the case where n = 3 (that is, the width of the window is 8), using a specific example shown in Table 1 below.
[0017]
[Table 1]
Figure 2004073735
In this table, the first column from the left labeled "i" corresponds to the count of the clock for driving the device and represents the time. "D0The second column from the left, denoted by (i) ", is the input data to the first stage comparison unit at the i-th clock, and further, each column is" D1(I) "," D2(I) "," D3The third, fourth, and fifth columns from the left, denoted by (i) ", represent outputs at the i-th clock from the first-stage comparator, the second-stage comparator, and the third-stage comparator, respectively. The data contained in the window is input one by one to the first stage comparing unit.0(1) -D0(8) (that is, if the data includes “30”, “31”, “0”, “33”, “34”, “0”, “0”, “37” shown in Table 1), The comparison unit is D0(1) and D0(2), D0(2) and D0(3), ..., D0(7) and D0For (8), a magnitude comparison is performed for each, and the larger value (if the values of the two data to be compared are equal, the value is selected) is selected, and D is selected.1(2), D1(3), ..., D1As (7), “31”, “31”, “33”, “34”, “34”, “0”, and “37” are output. The second-stage comparison unit uses D1(2) and D1(4), D1(3) and D1(5), ..., D1(6) and D1For (8), a magnitude comparison is performed, and the larger value is selected.2(4), D2(5), ..., D2As (8), “33”, “34”, “34”, “34”, “37” are output. Here, for example, D2(4) is D1(2) and D1(4) whichever is greater, and D1(2) is D0(1) and D0The larger of (2) and D1(4) is D0(3) and D0(4), whichever is greater, so after all, D2(4) is four data D0(1) -D0It becomes the maximum value of (4). Similarly, D2(8) is four data D0(5) -D0It becomes the maximum value of (8). In addition, the third-stage comparison unit calculates D2(4) and D2Performing the magnitude comparison of (8), selecting the larger one,3"37" is output as (8). As mentioned above, D2(4) is D0(1) -D0The maximum value of (4), D2(8) is D0(5) -D0Since it is the maximum value of (8), the D output from the third stage comparing unit is eventually obtained.3(8) is D0(1) -D0It becomes the maximum value of (8). As described above, 23The maximum value in the window including the data is extracted by three comparison units connected in three stages. As can be seen from this, the window width 2nThe maximum value can be extracted with respect to the data string by the n-stage comparison unit.
[0018]
If the window width is 2nNot 2n+ Α (where α <2n), 2nMaximum value V1Is obtained by the n-stage comparison unit, and the maximum value V among the remaining α values is obtained.2Is obtained by an additional comparison unit provided separately from the n-stage comparison unit.1And V2Is configured to select whichever is greater. This additional comparison unit can be configured using a well-known maximum value extraction circuit, or if α is 2m1+2m2+ ... (m1, m2 <n), having the same configuration as the n-stage comparison unit, and using a comparison unit with a smaller number of stages (that is, m1 stages, m2 stages,...) You can also.
[0019]
The configuration of the signal processing circuit for extracting the maximum value has been described above as an example, but the same applies to the signal processing circuit of another preferred embodiment of the present invention for extracting the minimum value. In that case, the selection condition is to select the smaller one of the two data to be compared, whereby the n-stage comparison unit sequentially selects the two data sequentially input to the first-stage comparison unit.nExtract the minimum value from the data.
[0020]
In the signal processing circuit according to another aspect of the present invention, the k-th stage comparing section may select the selection data output from the (k-1) -th stage comparing section by two.k-1A data holding unit that holds the data and outputs the delayed data; a selection data that is currently output from the (k−1) th comparing unit;k-1And a comparator for comparing the magnitude with the previous selected data.
[0021]
One set of twonIf only the maximum value or the minimum value in the data is extracted, not all of the output data of the comparison units in each stage is necessary. For example, based on the above description regarding the extraction of the maximum value, 2nData D0(I) (i = 1 to 2n)), The n-th stage comparing section determines the maximum value in the series of output data of the (n-1) -th stage comparing section when calculating the maximum value in the window W (1).n-1(2n) And 2 moren-1D obtained before clockn-1(2n-1) Is sufficient. When the data necessary for detecting the maximum value is sequentially traced back to the preceding stage, the k-th stage comparing unit outputs two of a series of output data of the (k-1) -th stage comparing unit.k-1Every other data Dk-1(2n−λ · 2k-1) (Λ = 0,1, ..., 2nk) Only. Here, when the windows are sequentially shifted and the maximum value or the minimum value included in the window is extracted at each window position, the data required in the comparison unit of each stage is also sequentially shifted. For example, the window W (2) shifted by one data from the window W (1), that is, the data D0(I) (i = 2-2)nWhen obtaining the maximum value for the window consisting of +1), the data required in the comparison unit of each stage is also shifted one by one from the data required in the processing for the window W (1). The k-th stage comparison unit outputs D for window W (1).k-1(2n−λ · 2k-1), But D for window W (2)k-1(2n−λ · 2k-1+1). In the signal processing circuit according to another embodiment of the present invention described here, the comparison unit of each stage holds the data output from the previous stage comparison unit up to a predetermined number of past times and outputs the data in a delayed manner, so that the data is sequentially shifted and set. The maximum value or the minimum value in a given window can be sequentially extracted. Specifically, the k-th stage comparator compares the data output from the (k-1) -th stage comparator with 2k-1Up to the previous one is held in the data holding means. For example, the data currently output from the (k−1) th stage comparing unit isk-1(J), at that point, the data holding means has Dk-1(Ξ) (ξ = j-2k-1To j-1) are held. Then, the k-th stage comparing section outputs the newly output Dk-1(J) and the oldest D among the data held in the data holding means.k-1(J-2k-1) And Dk(J) while Dk-1(J) is stored in the data holding means. When shifting windows sequentially, the oldest D at this stagek-1(J-2k-1) Becomes unnecessary and can be deleted from the data holding means. The data holding means can be constituted by a memory, for example. When the windows are sequentially shifted, the data held in the data holding means is used in order from the oldest data, so that the data holding means can be constituted by a delay circuit, and a shift register is used as the delay circuit, for example. be able to.
[0022]
Still another signal processing circuit according to the present invention sets a two-dimensional window for a two-dimensional data array, and among a plurality of data in the two-dimensional window, a maximum value or a maximum value according to a predetermined selection condition. Extracting a minimum value, for each data string in the window, sequentially inputting a plurality of data constituting the data string, extracting a maximum value or a minimum value from among them, and extracting the extracted data. A first extraction unit that outputs the extracted data, and a plurality of data extracted for each data string by the first extraction unit are sequentially input, and a maximum value or a minimum value is extracted from them, and the extracted A second extraction unit that outputs the data obtained by the first extraction unit, wherein the first extraction unit includes n stages (n is an integer of 2 or more) of first comparison units connected in a stepwise manner. The first comparison unit of the column is the current input data The input data before that is compared with the previous input data, and either one is output as selection data, and the first comparison unit at the k-th stage (k is an integer satisfying 2 ≦ k ≦ n) The selection data output from the first comparison unit of the (k-1) th stage and the selection datak-1The n-th stage first comparison unit compares the selected data with the previous selection data and outputs one of the selection data as the selection data. Extract the maximum value or the minimum value from the data, and output the extracted data. The second extraction unit determines the m-th stage (m is an integer of 2 or more) connected stepwise. A second comparing unit, the second comparing unit of the first stage compares the magnitude of the current input data with the immediately preceding input data, and outputs one of them as selection data; The k-th stage second comparison unit (k is an integer satisfying 2 ≦ k ≦ m) selects the selection data output from the (k−1) -th stage second comparison unit and the selected data by 2k-1Compares the selected data with the previous one and outputs one of them as selection data, and the m-stage comparison unit as a whole outputs a plurality of data sequentially input to the second comparison unit of the first stage The maximum or minimum value is extracted.
[0023]
The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention sets a window for a received data sequence obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves, and extracts a maximum value or a minimum value from a plurality of pieces of received data in the window. An extraction unit that outputs the extracted reception data, and an image generation unit that generates an ultrasound image using the reception data sequentially output from the extraction unit, wherein the extraction unit performs a predetermined selection. An n-stage (n is an integer of 2 or more) stage-by-stage comparison unit that operates in accordance with a condition, wherein the first-stage comparison unit includes the current input received data and the input data immediately before it. The magnitude of the received data is compared with that of the received data, and one of them is output as the selected received data, and the k-th stage comparator (k is an integer satisfying 2 ≦ k ≦ n) is compared with the (k−1) -th stage comparator. Received data output fromk-1The selected reception data is compared with the previous selection reception data, and one of them is output as the selection reception data, and the n-stage comparison units as a whole are sequentially inputted to the first-stage comparison unit.nThe maximum value or the minimum value among the received data is extracted.
[0024]
According to the present invention, a predetermined window is sequentially shifted and set along a series of received data. Then, the maximum value or the minimum value of the data included in the window at each window position is extracted using the signal processing circuit according to the present invention for extracting the maximum value or the minimum value, and the extracted value is used to determine the maximum value. A sound image is generated.
[0025]
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to a preferred aspect of the present invention, the selection condition is a condition for selecting a larger one of the two data to be compared, whereby the n-stage comparison unit performs the first-stage comparison. 2 sequentially input to the comparison unitnExtract the maximum value of the data. In the ultrasonic diagnostic apparatus according to another preferred aspect of the present invention, the selection condition is a condition for selecting a smaller one of the two data to be compared. 2 sequentially input to the first stage comparatornExtract the minimum value from the data.
[0026]
Another ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention sets a first window for a received data sequence obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves, and sets a maximum value among a plurality of received data in the first window. Or a first extractor for extracting one of the minimum values and outputting the extracted selected data, and setting a second window for the selected data sequence obtained from the first extractor, A second extraction unit that extracts the other of the maximum value or the minimum value from the plurality of selection data items and outputs the extracted selection reception data; and a selection reception unit that is sequentially output from the second extraction unit. An image generation unit that generates an ultrasonic image using data, wherein the first extraction unit is configured to operate in accordance with a predetermined first selection condition and to be connected in stages (n is an integer of 2 or more). A) the first comparison unit, before the first stage The first comparing unit compares the current input received data with the immediately preceding input received data and outputs one of them as selection data, and outputs the selected data as the selected data. α is an integer satisfying 2 ≦ α ≦ n) is the selected data output from the first comparison unit in the (α-1) th stage and the selected dataα -1The second extraction unit compares the magnitude with the previous selection data and outputs one of them as the selection data, and the second extracting unit operates stepwise connected m stages (m is The second comparison unit of the first stage, the second comparison unit of the first stage determines the magnitude of the currently input selection data and the selection data input immediately before it. In comparison, one of them is output as selection data, and the second comparison unit (β is an integer satisfying 2 ≦ β ≦ m) in the β-th stage is used for the second comparison unit in the (β−1) -th stage. Selection data output from the unit and 2β -1Compare the magnitude of the previous selection data and output one of them as selection data, and the first selection condition selects either the larger or the smaller of the two data to be compared. And the second selection condition is a condition for selecting the larger one or the smaller one of the two data to be compared.
[0027]
According to the present invention, for example, the first extractor sequentially shifts a series of received data to set a window (first window), and sets a maximum value of the received data included in the window at each window position. Extract. On the other hand, the second extractor sets a window (second window) by sequentially shifting the column of the maximum value data output from the first extractor, and sets the maximum value data included in the window at each window position. Is extracted. That is, the first extractor and the second extractor constitute a closing filter for the received data. In a configuration in which the first extractor extracts the minimum value and the second extractor extracts the maximum value, they constitute an opening filter for the received data. Each of the first extraction unit and the second extraction unit is realized with a simple configuration by the above-described signal processing circuit for extracting the maximum value or the minimum value according to the present invention.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0029]
FIG. 1 is a schematic block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. The present apparatus three-dimensionally displays the inside of a subject, and particularly has a function of three-dimensionally displaying blood vessels.
[0030]
The ultrasonic probe 20 has, for example, a linear array type ultrasonic transducer, and a scanning surface is formed by electronically scanning (linear scanning, sector scanning) the ultrasonic transducer. Echo data in a three-dimensional space is acquired by, for example, mechanically scanning the scanning surface in the normal direction of the surface. Here, the mechanical scanning of the ultrasonic probe 20 is performed by a driving unit (not shown).
[0031]
The transmitter 22 supplies a transmission signal to the ultrasonic probe 20. The transmitter 22 supplies an excitation pulse to each of the transducers with a phase shift such that an ultrasonic beam is formed by combining the ultrasonic waves emitted from the individual transducers constituting the transducer array.
[0032]
The receiver 24 delays and adds the received signals output from the transducers of the ultrasonic probe 20, and outputs a received signal along a sound ray extending in the depth direction from the surface of the subject.
[0033]
The detector 26 detects the received signal output from the receiver 24 and extracts a baseband received signal. The received signal is subjected to AD (Analog-to-Digital) conversion by the receiver 24 or the detector 26, and the received signal is output from the detector 26 as digital data.
[0034]
The morphology filter unit 28 includes a morphology filter that performs one-dimensional closing processing or opening processing on the received signal input from the detector 26 in the time axis direction.
[0035]
The memory unit 30 stores data output from the morphology filter unit 28 along the sound ray. The memory unit 30 stores data corresponding to the three-dimensional space scanned by the ultrasonic probe 20.
[0036]
The three-dimensional image construction unit 32 sets a plurality of lines of sight in the three-dimensional data space stored in the memory unit 30. Then, a three-dimensional image generation process by a volume rendering method or the like is performed along each line of sight, and a pixel value of the three-dimensional image is obtained for each line of sight.
[0037]
The frame buffer 34 sequentially stores pixel values output from the three-dimensional image construction unit 32 for each line of sight. Thus, a three-dimensional image for one screen is stored in the frame buffer 34.
[0038]
The display unit 36 reads out the image data stored in the frame buffer 34 in a predetermined order and speed, and displays the image.
[0039]
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the morphology filter unit 28. The morphology filter 50 includes a maximum value operation circuit 52 for detecting a maximum value in an input data string of a predetermined width, and a minimum value operation circuit 54 for detecting a minimum value in an input data string of a predetermined width. . Here, the minimum value operation circuit 54 is connected in series after the maximum value operation circuit 52, and these serially connected components constitute the morphology filter 50. The morphological filter 50 having this configuration performs a closing process for filling a valley of the window width. Further, the morphology filter unit 28 includes a delay circuit 56 and a subtraction circuit 58 that generate a delay according to the processing time in the morphology filter 50.
[0040]
The data sequence input from the detector 26 is input to the morphological filter 50 and the delay circuit 56, respectively. Then, the subtraction circuit 58 subtracts the output data of the delay circuit 56 from the output data of the morphology filter 50, and outputs the result from the morphology filter unit 28.
[0041]
Here, the inside of the blood vessel is blood, and the echo from this almost uniform liquid is very weak. Therefore, the waveform of the received signal at the blood vessel site drops sharply to form a valley, and the width of the valley is relatively narrow in accordance with the size of the blood vessel. By setting the window width of the morphology filter 50 according to the width of the valley, a signal in which the valley is filled is output from the morphology filter 50.
[0042]
The delay circuit 56 synchronizes the original received signal output from the detector 26 with the output signal of the morphological filter 50. Thereafter, the subtraction circuit 58 subtracts the original received signal from the output signal of the morphology filter 50 to generate a difference signal, and the signal waveform of the valley corresponding to the blood vessel region is inverted in the difference signal. Extracted in the form. That is, a signal having a large signal value is generated at a blood vessel site, and an ultrasonic image is generated using the signal, thereby obtaining an image in which blood vessels are displayed in a legible manner.
[0043]
FIG. 3 is a schematic block diagram of a signal processing circuit serving as the maximum value operation circuit 52 or the minimum value operation circuit 54. This signal processing circuit has a window width of 2nIs to extract the maximum value or the minimum value in the data sequence of FIG. 3. In the example shown in FIG. 3, n = 6. This signal processing circuit is configured such that a comparison unit including a comparator 70 and a shift register 72 is connected in multiple stages. The number of stages is six corresponding to n = 6. The k-th comparing section (k = 1 to 6) includes a comparator 70-k and a shift register 72-k. Each comparator 70 receives two pieces of data, compares their magnitudes, and outputs one of them. In the maximum value calculation circuit 52, each comparator 70 outputs the larger one of the two input data (if the two data have the same value, the value thereof). On the other hand, in the minimum value calculation circuit 54, each comparator 70 outputs the smaller one of the two input data (if the two data have the same value, the value thereof). The shift register 72-k is 2k-1The input data is composed of two bits in order.k-1Can be held individually. The oldest data in the shift register 72 is output in synchronization with the input of new data, and the stored contents of the shift register 72 are sequentially updated. Thus, the shift register 72 stores the input data 2k-1It functions as a delay circuit that generates a delay corresponding to the number.
[0044]
Hereinafter, a case where the signal processing circuit forms the maximum value calculation circuit 52 will be described. In the following description, i is a variable representing the clock count of the device. This clock count is associated with time, and in the following description, “time i” means “time at which the clock count becomes i”. The input data to the signal processing circuit at the count value i is represented by D0(I) Further, the output data of the comparator 70-k at each stage is represented by Dk(I).
[0045]
At time j, data D0(J) is input to the comparator 70-1 and the shift register 72-1 which constitute the first stage comparison unit. At time j where j ≧ 2, the shift register 72-1 stores one data D which has been input in advance.0(J-1). The shift register 72-1 stores the data D0Data D held in synchronization with the input of (j)0(J-1) is output. The comparator 70-1 outputs the data D input to the maximum value arithmetic circuit 52.0(J) and the delayed data D output from the shift register 72-1.0(J-1) is input. The comparator 70-1 receives the input D0(J-1) and D0(J) is compared with the output data D at time j.1(J). That is, the first-stage comparison unit outputs D0(I) (i = 1, 2, 3,... 2n-1,2n, ...), D0(1) and D0(2), D0(2) and D0(3), ..., D0(2n-1) and D0(2n),... Are compared, and the larger value is selected.1(2), D1(3), ..., D1(2n), ... are output.
[0046]
Data D output from comparator 70-1 at time j1(J) is input to the comparator 70-2 and the shift register 72-2 which constitute the second stage comparison unit. At time j when j ≧ 4, the shift register 72-2 stores the two data D that have been input earlier.1(J-2), D1(J-1). The shift register 72-2 stores the data D1In synchronization with the input timing of (j), the data D stored first1(J-2) is output. The comparator 70-2 outputs the data D output from the comparator 70-1.1(J) and the delayed data D output from the shift register 72-2.1(J-2) is input. The comparator 70-2 receives the input D1(J) and D1(J-2) and compare the larger one with the output data D at time j.2(J). That is, the second-stage comparison unit outputs D1(I) When (i = 2, 3, 4,...) Is input, D1(2) and D1(4), D1(3) and D1(5) For..., A magnitude comparison is performed, and the larger value is selected.2(4), D2(5), ... are output.
[0047]
As described above, the same processing as described for the first-stage comparison unit and the second-stage comparison unit is also performed in the third to sixth-stage comparison units. Generally speaking, regarding the k-th stage comparison unit (k = 2 to 6), time i ≧ 2k-1A data string D output from the comparator 70- (k-1)k-1(I) is input to each of the comparator 70-k and the shift register 72-k that constitute the k-th stage comparison unit. At a certain time j, the shift register 72-k stores 2k-1Data Dk-1(Ξ) (ξ = j-2k-1~ J-1) and the data Dk-1In synchronization with the input timing of (j), the data D stored firstk-1(J-2k-1) Is output. For example, when the data input from the (k-1) th comparator to the kth comparator is specifically described as k = 4, at time j, the comparator 70-3 of the third comparator compares The data D is supplied to the comparator 70-4 of the fourth stage comparing section.3(J) is input, and the data D stored first is output from the shift register 72-4.3(J-23) Is output (see FIG. 3). Thus, the comparator 70-k outputs the data D sequentially output from the comparator 70- (k-1).k-1(J) and the delayed data D sequentially output from the shift register 72-k.k-1(J-2k-1) Is entered. The comparator 70-k compares the magnitudes of the two input data, and determines which one is greater, the output data D at time j.k(J). That is, the k-th stage comparison unitk-1(I) (i = 2k-1, 2k-1+1 and 2,k-1+2, ...), Dk-1(2k-1) And Dk-1(2k), Dk-1(2k-1+1) and Dk-1(2k+1),... Are compared, and the larger value is selected.k(2k), Dk(2k+1), ... are output.
[0048]
With the above configuration, 64 Ds constituting a window in the first-stage comparison unit0(Ξ) (ξ = j-26+1 to j) are input, the sixth stage comparison unit, which is the last stage, outputs data D in the window.0The maximum value of D is6(J) is output. Further, the next data D is stored in the first stage comparing section.0When (j + 1) is input, the window position is shifted by one data, and 64 Ds included in the window are shifted.0(Ξ) (ξ = j-26+2 to j + 1) is D6Output as (j + 1). In this way, the windows are sequentially shifted in synchronization with the input of data to the maximum value calculation circuit 52, and the maximum value in each window is sequentially output from the maximum value calculation circuit 52.
[0049]
The signal processing circuits constituting the above-described maximum value operation circuit 52 and minimum value operation circuit 54 extract the maximum value or the minimum value of data within a one-dimensional window set in a one-dimensional data sequence. Was. However, a filter that extracts the maximum value or the minimum value of the data within the two-dimensional window can be configured using this signal processing circuit.
[0050]
For example, a configuration of a two-dimensional maximum value extraction filter configured using a maximum value calculation circuit which is a signal processing circuit of the present invention will be described. The example of the two-dimensional maximum value extraction filter described here uses a maximum value operation circuit composed of three stages (that is, n = 3) of comparison units and uses a maximum value operation circuit having a size of 8 × 8 in a two-dimensional window. Extract the maximum value. This two-dimensional maximum value extraction filter is based on the original two-dimensional data group D0From (x, y) (x = 1, 2, 3,..., Y = 1, 2, 3,...), For example, first, a data group arranged in a row direction (a direction in which x changes) is read, Input to the arithmetic circuit. This process is executed for each row data group while changing the row position y. The obtained two-dimensional data group is represented by D1It is stored in the memory as (x, y). D1(X, y ') is the eight data D arranged in the y'th row.0(Η, y ′) is the maximum value of (η = x to x + 7). Then D1A data group arranged in the column direction (the direction in which y changes) from (x, y) is read and input to the maximum value calculation circuit. This processing is executed for each column data group while changing the column position x. The two-dimensional data group obtained by this is D2It is stored in the memory as (x, y). D2(X ', y) is D1Eight data D arranged in the x'th column of (x, y)1(X ', ξ) (ξ = y to y + 7). D generated in this way2(X, y) is data D in an 8 × 8 window0(Η, 次 元) (η = x to x + 7; ξ = y to y + 7) is output from the two-dimensional maximum value extraction filter as a two-dimensional data group including the maximum value. With the same principle, a two-dimensional minimum value extraction filter can also be configured. The two-dimensional maximum value extraction filter and the two-dimensional minimum value extraction filter are combined to form a two-dimensional morphological filter, and a closing process and an opening process can be performed on the ultrasonic image.
[0051]
【The invention's effect】
According to the signal processing circuit of the present invention, the maximum value or the minimum value can be extracted with a small circuit scale. Further, the size and cost of the ultrasonic diagnostic apparatus using the same can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a morphology filter unit.
FIG. 3 is a schematic block diagram of a signal processing circuit serving as a maximum value operation circuit or a minimum value operation circuit.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a closing filter.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional first maximum value extraction circuit.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a conventional second maximum value extraction circuit.
FIG. 7 is a block diagram of a maximum value storage circuit used in the maximum value extraction circuit of FIG. 6;
[Explanation of symbols]
20 ultrasonic probe, 22 transmitter, 24 receiver, 26 detector, 28 morphology filter unit, 30 memory unit, 32 three-dimensional image construction unit, 34 frame buffer, 36 display unit, 50 morphology filter, 52 maximum value Arithmetic circuit, 54 minimum value arithmetic circuit, 56 delay circuit, 58 subtraction circuit, 70 comparator, 72 shift register.

Claims (9)

所定の選択条件に従って動作する段階的に接続されたn段(nは2以上の整数である)の比較部を有し、
第1段比較部は、現在の入力データとそれよりも1つ前の入力データとの大小を比較して、いずれか一方を選択データとして出力し、
第k段比較部(kは2≦k≦nなる整数である)は、第(k−1)段比較部から出力された選択データとそれよりも2k−1個前の選択データとを比較して、いずれか一方を選択データとして出力し、
前記n段の比較部は、それら全体として、前記第1段比較部に順次入力された2個のデータ中の最大値又は最小値を抽出することを特徴とする信号処理回路。
An n-stage (n is an integer equal to or greater than 2) stage-by-stage comparison unit that operates in accordance with a predetermined selection condition;
The first-stage comparison unit compares the magnitude of the current input data with the immediately preceding input data, and outputs one of them as selected data,
The k-th stage comparison unit (k is an integer satisfying 2 ≦ k ≦ n) compares the selection data output from the (k−1) -th stage comparison unit with the selection data 2 k−1 before the selection data. Compare and output one of them as selection data,
The signal processing circuit according to claim 1, wherein the n-stage comparison unit extracts a maximum value or a minimum value of 2n pieces of data sequentially input to the first-stage comparison unit.
請求項1記載の信号処理回路において、
前記所定の選択条件は、比較される2つのデータのうち大きい方を選択する条件であり、
前記n段の比較部は、それら全体として、前記第1段比較部に順次入力された2個のデータ中の最大値を抽出することを特徴とする信号処理回路。
The signal processing circuit according to claim 1,
The predetermined selection condition is a condition for selecting a larger one of two data to be compared,
The signal processing circuit according to claim 1, wherein the n-stage comparison units as a whole extract the maximum value of the 2n data sequentially input to the first-stage comparison unit.
請求項1記載の信号処理回路において、
前記所定の選択条件は、比較される2つのデータのうち小さい方を選択する条件であり、
前記n段の比較部は、前記第1段比較部に順次入力された2個のデータ中の最小値を抽出することを特徴とする信号処理回路。
The signal processing circuit according to claim 1,
The predetermined selection condition is a condition for selecting a smaller one of two data to be compared,
The signal processing circuit according to claim 1, wherein the n-stage comparison unit extracts a minimum value from 2n data sequentially input to the first-stage comparison unit.
請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の信号処理回路において、
前記第k段比較部は、
前記第(k−1)段比較部から出力された選択データを2k−1個分保持して遅延出力するデータ保持手段と、
前記第(k−1)段比較部から現在出力された選択データと、前記データ保持手段から遅延出力された2k−1個前の選択データとの大小を比較する比較器と、
を有することを特徴とする信号処理回路。
In the signal processing circuit according to any one of claims 1 to 3,
The k-th comparing section includes:
Data holding means for holding 2 k-1 pieces of selected data output from the (k-1) -th stage comparing section and delay-outputting the selected data;
A comparator for comparing the magnitude of the selected data currently output from the (k-1) th comparing section with the 2k-1 previous selected data delayed and output from the data holding means;
A signal processing circuit comprising:
二次元のデータアレイに対して二次元のウィンドウを設定し、その二次元のウィンドウ内の複数のデータの中から、所定の選択条件に従って最大値又は最小値を抽出する信号処理回路であって、
前記ウィンドウ内における各データ列ごとに、データ列を構成する複数のデータを順次入力して、それらの中から最大値又は最小値を抽出し、その抽出されたデータを出力する第1抽出部と、
前記第1抽出部によって各データ列ごとに抽出された複数のデータを順次入力して、それらの中から最大値又は最小値を抽出し、その抽出されたデータを出力する第2抽出部と、
を有し、
前記第1抽出部は、段階的に接続されたn段(nは2以上の整数である)の第1比較部を有し、
第1段の第1比較部は、現在の入力データとそれよりも1つ前の入力データとの大小を比較して、いずれか一方を選択データとして出力し、
第k段の第1比較部(kは2≦k≦nなる整数である)は、第(k−1)段の第1比較部から出力された選択データとそれよりも2k−1個前の選択データとを比較して、いずれか一方を選択データとして出力し、
前記n段の第1比較部は、それら全体として、前記第1段の第1比較部に順次入力された複数のデータ中の最大値又は最小値を抽出して、その抽出されたデータを出力し、
前記第2抽出部は、段階的に接続されたm段(mは2以上の整数である)の第2比較部を有し、
第1段の第2比較部は、現在の入力データとそれよりも1つ前の入力データとの大小を比較して、いずれか一方を選択データとして出力し、
第k段の第2比較部(kは2≦k≦mなる整数である)は、第(k−1)段の第2比較部から出力された選択データとそれよりも2k−1個前の選択データとを比較して、いずれか一方を選択データとして出力し、
前記m段の比較部は、それら全体として、前記第1段の第2比較部に順次入力された複数のデータ中の最大値又は最小値を抽出する、
ことを特徴とする信号処理回路。
A signal processing circuit that sets a two-dimensional window for the two-dimensional data array, and extracts a maximum value or a minimum value according to a predetermined selection condition from a plurality of data in the two-dimensional window,
A first extraction unit for sequentially inputting a plurality of data constituting a data string for each data string in the window, extracting a maximum value or a minimum value from the plurality of data, and outputting the extracted data; ,
A second extraction unit for sequentially inputting a plurality of data extracted for each data string by the first extraction unit, extracting a maximum value or a minimum value from among them, and outputting the extracted data;
Has,
The first extraction unit includes n stages (n is an integer of 2 or more) of first comparison units connected in stages,
The first comparison unit of the first stage compares the magnitude of the current input data with the immediately preceding input data, and outputs one of them as selection data,
The k-th first comparison unit (k is an integer satisfying 2 ≦ k ≦ n) includes the selection data output from the (k−1) -th first comparison unit and 2 k−1 pieces of selection data Compare with the previous selection data, output either one as selection data,
The n-stage first comparison unit as a whole extracts a maximum value or a minimum value from a plurality of data sequentially input to the first stage first comparison unit, and outputs the extracted data. And
The second extraction unit includes m stages (m is an integer of 2 or more) of second comparison units connected in stages,
The second comparison unit in the first stage compares the magnitude of the current input data with the immediately preceding input data and outputs one of them as selection data,
The k-th second comparison unit (k is an integer satisfying 2 ≦ k ≦ m) includes the selection data output from the (k−1) -th second comparison unit and 2 k−1 pieces of selection data. Compare with the previous selection data, output either one as selection data,
The m-stage comparison unit as a whole extracts a maximum value or a minimum value from a plurality of data sequentially input to the first stage second comparison unit.
A signal processing circuit, characterized in that:
超音波の送受波によって得られた受信データ列に対してウィンドウを設定し、前記ウィンドウ内の複数の受信データの中から、最大値又は最小値を抽出して、その抽出された受信データを出力する抽出部と、
前記抽出部から順次出力される受信データを用いて超音波画像を生成する画像生成部と、
を有し、
前記抽出部は、所定の選択条件に従って動作する段階的に接続されたn段(nは2以上の整数である)の比較部を有し、
第1段比較部は、現在の入力受信データとそれよりも1つ前の入力受信データとの大小を比較して、いずれか一方を選択受信データとして出力し、
第k段比較部(kは2≦k≦nなる整数である)は、第(k−1)段比較部から出力された選択受信データとそれよりも2k−1個前の選択受信データとを比較して、いずれか一方を選択受信データとして出力し、
前記n段の比較部は、それら全体として、前記第1段比較部に順次入力された2個の受信データ中の最大値又は最小値を抽出する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
A window is set for a received data sequence obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves, and a maximum value or a minimum value is extracted from a plurality of received data in the window, and the extracted received data is output. An extraction unit,
An image generation unit that generates an ultrasonic image using reception data sequentially output from the extraction unit,
Has,
The extraction unit has n stages (n is an integer of 2 or more) of comparison units connected in a stepwise manner that operates according to a predetermined selection condition,
The first-stage comparing unit compares the magnitude of the current input received data with the immediately preceding input received data, and outputs one of them as selected received data,
The k-th stage comparing section (k is an integer satisfying 2 ≦ k ≦ n) selects the selected received data output from the (k−1) th stage comparing section and the selected received data 2 k−1 before the selected received data. And output either one as selected reception data,
The n-stage comparison unit as a whole extracts a maximum value or a minimum value from 2 n reception data sequentially input to the first-stage comparison unit,
An ultrasonic diagnostic apparatus, comprising:
請求項6記載の超音波診断装置において、
前記所定の選択条件は、比較される2つの受信データのうち大きい方を選択する条件であり、
前記n段の比較部は、それら全体として、前記第1段比較部に順次入力された2個の受信データ中の最大値を抽出することを特徴とする超音波診断装置。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 6,
The predetermined selection condition is a condition for selecting a larger one of the two received data to be compared,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the n-stage comparison unit extracts the maximum value of 2n pieces of reception data sequentially input to the first-stage comparison unit.
請求項6記載の超音波診断装置において、
前記所定の選択条件は、比較される2つの受信データのうち小さい方を選択する条件であり、
前記n段の比較部は、それら全体として、前記第1段比較部に順次入力された2個の受信データ中の最小値を抽出することを特徴とする超音波診断装置。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 6,
The predetermined selection condition is a condition for selecting a smaller one of two received data to be compared,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the n-stage comparison unit extracts a minimum value of 2n pieces of reception data sequentially input to the first-stage comparison unit.
超音波の送受波によって得られた受信データ列に対して第1ウィンドウを設定し、前記第1ウィンドウ内の複数の受信データの中から、最大値又は最小値の一方を抽出して、その抽出された選択データを出力する第1抽出部と、
前記第1抽出部から得られる選択データ列に対して第2ウィンドウを設定し、前記第2ウィンドウ内の複数の選択データの中から、最大値又は最小値の他方を抽出して、その抽出された選択受信データを出力する第2抽出部と、
前記第2抽出部から順次出力される選択受信データを用いて超音波画像を生成する画像生成部と、
を有し、
前記第1抽出部は、所定の第1選択条件に従って動作する段階的に接続されたn段(nは2以上の整数である)の第1比較部を有し、
第1段の前記第1比較部は、現在の入力受信データとそれよりも1つ前の入力受信データとの大小を比較して、いずれか一方を選択データとして出力し、
第α段の前記第1比較部(αは2≦α≦nなる整数である)は、第(α−1)段の前記第1比較部から出力された選択データとそれよりも2α −1個前の選択データとの大小を比較して、いずれか一方を選択データとして出力し、
前記第2抽出部は、所定の第2選択条件に従って動作する段階的に接続されたm段(mは2以上の整数である)の第2比較部を有し、
第1段の前記第2比較部は、現在入力された選択データとそれよりも1つ前に入力された選択データとの大小を比較して、いずれか一方を選択データとして出力し、
第β段の前記第2比較部(βは2≦β≦mなる整数である)は、第(β−1)段の前記第2比較部から出力された選択データとそれより2β −1個前の選択データとの大小を比較して、いずれか一方を選択データとして出力し、
前記第1選択条件は、比較される2つのデータのうち大きい方又は小さい方のいずれか一方を選択する条件であり、
前記第2選択条件は、比較される2つのデータのうち大きい方又は小さい方のいずれか他方を選択する条件であること、
を特徴とする超音波診断装置。
A first window is set for a reception data sequence obtained by transmission and reception of ultrasonic waves, and one of a maximum value or a minimum value is extracted from a plurality of reception data in the first window, and the extraction is performed. A first extraction unit that outputs the selected data,
A second window is set for the selected data string obtained from the first extraction unit, and the other of the maximum value or the minimum value is extracted from among the plurality of selection data in the second window, and the extracted data is extracted. A second extraction unit that outputs the selected reception data,
An image generation unit that generates an ultrasonic image using the selected reception data sequentially output from the second extraction unit,
Has,
The first extracting unit includes an n-stage (n is an integer of 2 or more) first comparing units that are connected in stages and operate according to a predetermined first selection condition;
The first comparing section of the first stage compares the magnitude of the current input received data with the immediately preceding input received data and outputs one of them as selected data,
The first comparison unit in the α-th stage (α is an integer satisfying 2 ≦ α ≦ n) is configured to output the selected data output from the first comparison unit in the (α−1) -th stage and 2 α by comparing the magnitudes of the one previous selection data, and outputs one as selected data,
The second extraction unit includes m-staged (m is an integer equal to or greater than 2) second comparison units that are connected stepwise and operate according to a predetermined second selection condition;
The second comparison unit of the first stage compares the magnitude of the currently input selection data with the selection data input immediately before the selected data, and outputs one of them as selection data,
The second comparison unit (β is an integer satisfying 2 ≦ β ≦ m) in the β-th stage is configured to output the selected data output from the second comparison unit in the (β−1) -th stage and 2 β −1 therefrom. Compare the size with the previous selection data, output either one as selection data,
The first selection condition is a condition for selecting either the larger one or the smaller one of the two data to be compared,
The second selection condition is a condition for selecting either the larger one or the smaller one of the two data to be compared;
An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by the above-mentioned.
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JP2016135187A (en) * 2015-01-23 2016-07-28 コニカミノルタ株式会社 Ultrasonic image diagnostic apparatus, ultrasonic image generation method and program

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