JP2008029695A - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は超音波診断装置に関し、特に、エコー信号から生成された超音波動画像をデジタル記録する手段を備えた超音波診断装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an ultrasonic diagnostic apparatus that includes means for digitally recording an ultrasonic moving image generated from an echo signal.
超音波診断装置は超音波の送受波を利用して被検体内部の情報を画像化するための装置であり、被検体に当接させたプローブによって取得されたエコー信号から超音波画像を生成し、該画像をモニタに表示させることができる。このような超音波診断装置では、一般的に、超音波走査及び画像の生成を所定の間隔で繰り返し行うことにより超音波動画像を撮像することが可能であり、更に、VCR(Video Casette Recorder)等によって該動画像を記録する機能を備えたものが従来から知られている。 An ultrasonic diagnostic apparatus is an apparatus for imaging information inside a subject using ultrasonic transmission / reception waves, and generates an ultrasonic image from echo signals acquired by a probe in contact with the subject. The image can be displayed on the monitor. In such an ultrasonic diagnostic apparatus, it is generally possible to capture an ultrasonic moving image by repeatedly performing ultrasonic scanning and image generation at predetermined intervals, and further, a VCR (Video Casette Recorder). For example, those having a function of recording the moving image by the above-described method are known.
更に、近年では、該超音波動画像をハードディスクやDVDにデジタル記録する機能を備えた超音波診断装置が広く用いられるようになってきている(例えば、特許文献1等を参照)。このような超音波動画像のデジタル記録時には、データ量削減のため画像データの圧縮が施されるが、このとき、MPEG2方式においては、画像の空間的冗長度の削減(すなわちフレーム内圧縮)に加えて、時間的冗長度の削減(すなわちフレーム間圧縮)が行われる。 Furthermore, in recent years, an ultrasonic diagnostic apparatus having a function of digitally recording the ultrasonic moving image on a hard disk or a DVD has been widely used (see, for example, Patent Document 1). At the time of digital recording of such an ultrasonic moving image, image data is compressed in order to reduce the amount of data. At this time, in the MPEG2 system, the spatial redundancy of the image is reduced (that is, compression within the frame). In addition, temporal redundancy is reduced (ie, inter-frame compression).
このような動画像の圧縮・伸長は、通常、GOP(Group Of Pictures)と呼ばれる複数フレームの集合を一単位として行われる。一般に、GOPは、Iピクチャ(Intra Picture)、Pピクチャ(Predictive Picture)、及びBピクチャ(Bi-directionally predictive Picture)と呼ばれる3種類のフレームで構成される。Iピクチャは、フレーム内圧縮のみが施されたフレームであって、上記フレーム間圧縮を行う際の基準となるフレームである。Pピクチャは、フレーム内圧縮に加えて、過去のIピクチャ又はPピクチャとの差異を基にした順方向予測によるフレーム間圧縮が施されたフレームであり、Bピクチャは、フレーム内圧縮に加えて、前後のIピクチャ又はPピクチャとの差異を利用した双方向予測によるフレーム間圧縮が施されたフレームである。DVD−Video用のMPEG2の場合、各GOPの構成は「IBBPBBPBBPBBPBB」のように15フレームを一単位とし、Pピクチャの距離を3フレームとするのが一般的である。 Such compression / decompression of moving images is usually performed with a set of a plurality of frames called GOP (Group Of Pictures) as a unit. In general, a GOP is composed of three types of frames called an I picture (Intra Picture), a P picture (Predictive Picture), and a B picture (Bi-directionally predictive Picture). An I picture is a frame that has been subjected only to intra-frame compression, and serves as a reference frame when performing the inter-frame compression. A P picture is a frame that has been subjected to inter-frame compression by forward prediction based on a difference from a past I picture or P picture in addition to intra-frame compression, and a B picture This is a frame that has been subjected to inter-frame compression by bi-directional prediction using the difference between the preceding and subsequent I-pictures or P-pictures. In the case of MPEG-2 for DVD-Video, the configuration of each GOP is generally 15 frames as a unit and “P picture distance” is 3 frames as in “IBBPBBPBBPBBPBB”.
上述のように、Pピクチャは過去のIピクチャ又はPピクチャに基づいて生成され、Bピクチャは過去及び未来のIピクチャ又はPピクチャに基づいて作成される。従って、超音波動画像の録画中に画像表示モードの変更や、表示画像の拡大・縮小等といった大きな表示内容の変化を伴う操作が行われた際に、該操作による表示変更のタイミングとIピクチャが生成されるタイミングが一致しなかった場合には、極めて相関性の低いフレーム間でフレーム間圧縮が行われることとなる。このため、その部分の画質が劣化し、詳細な観察を行うためにコマ送り再生を行った場合等に画像に乱れが生じることがあった。 As described above, the P picture is generated based on the past I picture or P picture, and the B picture is generated based on the past and future I pictures or P pictures. Accordingly, when an operation accompanied by a large change in display content such as a change of the image display mode or enlargement / reduction of the display image is performed during the recording of the ultrasonic moving image, the timing of the display change by the operation and the I picture If the timings for generating are not matched, inter-frame compression is performed between frames with extremely low correlation. For this reason, the image quality of the portion deteriorates, and the image may be disturbed when frame-by-frame playback is performed for detailed observation.
本発明はかかる課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、超音波動画像をデジタル記録する機能を備えた超音波装置であって、動画像の記録中に大きな表示内容の変更があった場合でも、大幅な画質の劣化を生じることのない超音波診断装置を提供することである。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is an ultrasonic apparatus having a function of digitally recording an ultrasonic moving image, which is large during recording of a moving image. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that does not cause a significant deterioration in image quality even when display contents are changed.
上記課題を解決するために成された本発明に係る超音波診断装置は、超音波の送受波を利用して超音波動画像を生成し、該動画像をデジタル記録する機能を備えた超音波診断装置において、
a) 被検体に対し所定の間隔で超音波送受波を行うことで取得されたエコー信号から超音波動画像信号を生成する超音波動画像生成手段と、
b) 該超音波動画像信号を処理し、フレーム内圧縮のみを施した基準フレームとフレーム内圧縮及びフレーム間圧縮を施した予測フレームで構成される複数のフレーム群から成る圧縮動画像信号を生成するエンコード手段と、
c) 該圧縮動画像信号を記録する記録手段と、
d) ユーザからの指示を受け付ける入力手段と、
e) 該入力手段から所定の表示変更指示が入力された際に、該指示による表示変更後に最初に生成されるフレームを前記基準フレームとするよう前記エンコード手段に指示する制御手段と、
を有することを特徴としている。
An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, which has been made to solve the above-described problems, generates an ultrasonic moving image using ultrasonic transmission / reception waves, and has the function of digitally recording the moving image. In the diagnostic device,
a) an ultrasonic moving image generating means for generating an ultrasonic moving image signal from an echo signal acquired by performing ultrasonic transmission / reception on a subject at a predetermined interval;
b) Processing the ultrasonic moving image signal to generate a compressed moving image signal composed of a plurality of frame groups including a reference frame subjected to only intra-frame compression and a prediction frame subjected to intra-frame compression and inter-frame compression. Encoding means,
c) a recording means for recording the compressed video signal;
d) input means for receiving instructions from the user;
e) When a predetermined display change instruction is input from the input means, a control means for instructing the encoding means to use the first frame generated after the display change by the instruction as the reference frame;
It is characterized by having.
ここで、上記所定の表示変更指示とは、大きな画像変化を伴う操作、例えば、B(Brightness)モード表示からB(Brightness)/D(Doppler)モード表示への変更といった表示モードの変更指示や、画像の拡大・縮小指示などが挙げられるが、これに限定されるものではない。また、上記エンコード手段は上述のMPEG2形式による圧縮を行うもののほか、フレーム内圧縮とフレーム間圧縮を併用するものであれば、いかなる圧縮形式を用いるものとしてもよい。 Here, the predetermined display change instruction is an operation accompanied by a large image change, for example, a display mode change instruction such as a change from B (Brightness) mode display to B (Brightness) / D (Doppler) mode display, An instruction for enlarging / reducing an image can be given, but is not limited thereto. Further, the encoding means may use any compression format as long as it uses both intra-frame compression and inter-frame compression in addition to the above-mentioned MPEG2 format compression.
上記構成を有する本発明の超音波診断装置によれば、超音波動画像の記録中に、ユーザから画像表示サイズの変更や、表示モードの変更等の指示がなされた場合に、該指示に基づく表示変更のタイミングがエンコード手段に伝えられ、該タイミングに対応するフレームがフレーム間圧縮の基準フレーム(上記MPEG2におけるIピクチャ)になるよう動画像の圧縮が行われる。このように表示内容の大幅な変更と基準フレームの生成タイミングを同期させることにより、基準フレームから次の基準フレームまでの間は連続的に変化する画像のみで構成されることとなる。このため、オリジナルの画像データを大きな劣化を生じることなく圧縮・記録することができ、コマ送り再生時等に画像の乱れが発生するのを防止することができる。 According to the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention having the above-described configuration, when an instruction for changing the image display size, changing the display mode, or the like is given from the user during recording of an ultrasonic moving image, the instruction is based on the instruction. The timing of the display change is transmitted to the encoding means, and the moving image is compressed so that the frame corresponding to the timing becomes the reference frame for inter-frame compression (I picture in MPEG2). In this way, by synchronizing the significant change of the display contents and the generation timing of the reference frame, only the image that continuously changes from the reference frame to the next reference frame is configured. For this reason, original image data can be compressed and recorded without causing major deterioration, and image disturbance can be prevented during frame-by-frame playback and the like.
以下、本発明に係る超音波診断装置を実施するための最良の形態について実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention will be described based on examples.
図1に本実施例に係る超音波診断装置10の要部構成を示す。プローブ11は、被検者の体表に当接させて超音波の送受波を行うものであり、送受信部12は該プローブ11による超音波の送受波を制御するものである。プローブ11によって受信されたエコー信号は、送受信部12及びA/D変換部13を経てビームフォーマ14へ送られる。ビームフォーマ14では、プローブ11内の各超音波振動子によって受信されたエコー信号が一本のビーム信号に合成される。該ビーム信号は、ベクタ画像処理部15において対数圧縮及び検波を施され、更に、デジタルスキャンコンバータ(図中では「DSC」)17において、座標変換及び補間処理が行われる。以上により生成された画像信号はイメージメモリ19に格納され、順次D/A変換部20に読み出されてモニタ21の画面上に表示される。以上の行程を繰り返し実行することにより、モニタ21上の画像が所定の時間間隔で更新され動画として視認される。
FIG. 1 shows a main configuration of an ultrasonic
上記超音波動画像を録画する際には、イメージメモリ19の出力がエンコード部24に送出され、エンコード部24においてフレーム内圧縮及びフレーム間圧縮を施された後、ハードディスク(HDD)や光ディスク(DVD)等から成る記録部25に記録される。また、該動画像を再生する際には、記録部25に記録された圧縮動画像信号がデコード部26によって伸長される。伸長された動画像信号は、イメージメモリ19に入力され、D/A変換部20を経てモニタ21に送出される。上記各部の動作は制御部22によって制御され、更に、該制御部22に接続された入力部23によってユーザからの指示が入力される。
When the ultrasonic moving image is recorded, the output of the
以下、本実施例の超音波診断装置10における動画像記録時の動作について図2のフローチャートを用いて説明する。まず、超音波走査中にユーザが入力部23から所定の操作を行うことにより録画開始の指示がなされると、制御部22はイメージメモリ19に対して画像信号をエンコード部24に出力するよう指示すると共に、エンコード部24に対し該画像信号の圧縮を指示する。該指示を受けたエンコード部24は、イメージメモリ19から出力される画像信号に対し、フレーム内圧縮、又はフレーム内圧縮及びフレーム間圧縮を施し、処理後の信号を記録部25に出力する(ステップS11)。このとき、動画像の圧縮は、15フレームを一単位(GOP)として行われ、各GOPは先頭に1枚のIピクチャを有する「IBBPBBPBBPBBPBB」の組み合わせで構成される(図3(a))。なお、上述のとおり、Iピクチャはフレーム内圧縮による空間的な圧縮のみが施されたフレームであり、時間的圧縮のための基準フレームとされる。また、Pピクチャ及びBピクチャは前記空間的圧縮に加えてフレーム間圧縮による時間的な圧縮を施されたフレームである。Pピクチャには過去のIピクチャ又はPピクチャを用いた順方向予測によるフレーム間圧縮が施され、Bピクチャには過去及び未来のIピクチャ又はPピクチャを用いた双方向予測によるフレーム間圧縮が施される。
Hereafter, the operation | movement at the time of the moving image recording in the
このような動画像の録画中には、常に所定の表示変更操作の有無が監視されており(ステップS12)、ユーザによって入力部23から表示モードの変更や、画像の拡大・縮小の指示がなされた場合(ステップS12の「Y」)には、制御部22は、該指示に従って送受信部12やベクタ画像処理部15、DSC17等を制御すると共に、該指示が生成画像に反映されるタイミングを示す信号(以下、「タイミング信号」と呼ぶ)をエンコード部24に送出する(ステップS13)。タイミング信号を受けたエンコード部24は、該タイミングに基づいて、表示変更後に最初に生成されるフレームをIピクチャとし、該フレームについてはフレーム内圧縮による空間的な圧縮のみを行って記録部25に記録する(ステップS14)。従って、上記のような15フレームの組み合わせから成るGOPにおいて、先頭のフレームに加え、該表示変更に対応するフレームがIピクチャとなる(図3(b))。その後、ユーザから録画終了の指示がなされるまで(すなわち、ステップS15で「Y」と判定されるまで)上記ステップS11〜S14が繰り返し実行される。
During recording of such a moving image, the presence / absence of a predetermined display change operation is always monitored (step S12), and the user instructs the
以上によって録画された動画像は、Iピクチャから次のIピクチャまでの間が、連続的に変化する画像のみで構成されることとなり、大きな画像変化が介在することがないため、フレーム間圧縮による画質の劣化を防ぎ、コマ送り再生時等に画像の乱れが生じるのを防止することができる。なお、このような動画像の記録は、超音波走査を行いながら生成される画像をほぼリアルタイムに記録する場合のほか、ベクターシネメモリ16又はビデオシネメモリ18に格納された画像信号をイメージメモリ19に順次読み出して記録するような場合にも同様に適用することができる。
The moving image recorded as described above is composed only of images that continuously change from the I picture to the next I picture, and there is no significant image change. It is possible to prevent the image quality from deteriorating and to prevent the image from being disturbed during frame-by-frame playback. Note that such moving image recording is performed in the case where an image generated while performing ultrasonic scanning is recorded almost in real time, and an image signal stored in the
本発明の超音波診断装置は、上記のようにエンコード部24、デコード部26、及び記録部25を超音波診断装置10に内蔵した構成とするほか、外部に設けられた録画装置30に動画像を記録させる構成としてもよい。このような超音波診断装置の一例を図4に示す。なお、図1と同様の構成については同一符号を付し、適宜説明を省略する。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention has a configuration in which the
本実施例の超音波診断装置10は、アナログビデオ出力機能を備えたものであり、外部機器との間でインターフェース部27、31を介して画像信号と制御信号を送受信することができる。制御部22から出力された制御信号は、インターフェース部27、31を介して録画装置30内の録画制御部32に入力され、該指示に従って録画装置30内に設けられたエンコード部33、記録部34、及びデコード部35の動作が制御される。また、イメージメモリ19から出力される超音波動画像信号は、D/A変換部20でアナログ変換された上で、インターフェース部27、31を介して録画装置30へ送出される。録画装置30へ入力された動画像信号は、図示しないA/D変換部でデジタル変換された後、エンコード部33で圧縮され、該圧縮動画像信号が記録部34に記録される。また、該動画像を再生する際には、記録部34に記録された圧縮動画像信号が読み出されてデコード部35で伸長され、図示しないD/A変換部を経てインターフェース部31より超音波診断装置10へと出力される。
The ultrasonic
このように超音波診断装置10の外部に設けられた録画装置30に動画像信号を出力する構成とした場合にも上記フローチャートと同様の手順で動画像の録画が行われる。すなわち、プローブ11による超音波走査中にユーザが入力部23で所定の操作を行うと、制御部22がイメージメモリ19に対して、録画装置30への画像の出力を指示し、更に、インターフェース部27、31を介して画像の圧縮及び記録を指示する制御信号を録画制御部32に送出する。その後、超音波動画像の録画中にユーザから表示モードの変更や画像の拡大・縮小等の指示がなされた場合、制御部22は、送受信部12やベクタ画像処理部15、DSC17等に該指示を伝えると共に、それによる画像変更のタイミングを示す信号(タイミング信号)をインターフェース部27、31を介して録画制御部32に送出する。タイミング信号を受信した録画制御部32は、該タイミング信号に基づいてエンコード部33を制御し、画像変更に対応するフレームをIピクチャとして圧縮・記録させる。
As described above, even when the moving image signal is output to the
以上、実施例に基づいて本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更が許容されるものである。例えば、上記実施例では、Iピクチャ生成の対象となる操作として表示モードの変更操作や画像の拡大・縮小操作を挙げたが、これら以外の操作をIピクチャ生成の対象としてもよく、更に、このようなIピクチャ生成の対象となる操作を、ユーザが自由に追加・削除できる構成としてもよい。 The best mode for carrying out the present invention has been described above based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and appropriate modifications are allowed within the scope of the gist of the present invention. Is. For example, in the above embodiment, the operation for changing the display mode and the operation for enlarging / reducing the image are given as the operations for generating the I picture, but other operations may be used for generating the I picture. It is also possible to adopt a configuration in which the user can freely add / delete such an operation for generating an I picture.
10…超音波診断装置
11…プローブ
12…送受信部
13…A/D変換部
14…ビームフォーマ
15…ベクタ画像処理部
16…ベクターシネメモリ
17…DSC
18…ビデオシネメモリ
19…イメージメモリ
20…D/A変換部
21…モニタ
22…制御部
23…入力部
24、33…エンコード部
25、34…記録部
26、35…デコード部
30…録画装置
27、31…インターフェース部
32…録画制御部
DESCRIPTION OF
18 ...
Claims (2)
a) 被検体に対し所定の間隔で超音波送受波を行うことで取得されたエコー信号から超音波動画像信号を生成する超音波動画像生成手段と、
b) 該超音波動画像信号を処理し、フレーム内圧縮のみを施した基準フレームとフレーム内圧縮及びフレーム間圧縮を施した予測フレームで構成される複数のフレーム群から成る圧縮動画像信号を生成するエンコード手段と、
c) 該圧縮動画像信号を記録する記録手段と、
d) ユーザからの指示を受け付ける入力手段と、
e) 該入力手段から所定の表示変更指示が入力された際に、該指示による表示変更後に最初に生成されるフレームを前記基準フレームとするよう前記エンコード手段に指示する制御手段と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。 In an ultrasonic diagnostic apparatus having a function of generating an ultrasonic moving image using transmission and reception of ultrasonic waves and digitally recording the moving image,
a) an ultrasonic moving image generating means for generating an ultrasonic moving image signal from an echo signal acquired by performing ultrasonic transmission / reception on a subject at a predetermined interval;
b) Processing the ultrasonic moving image signal to generate a compressed moving image signal composed of a plurality of frame groups including a reference frame subjected to only intra-frame compression and a prediction frame subjected to intra-frame compression and inter-frame compression. Encoding means,
c) a recording means for recording the compressed video signal;
d) input means for receiving instructions from the user;
e) When a predetermined display change instruction is input from the input means, a control means for instructing the encoding means to use the first frame generated after the display change by the instruction as the reference frame;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
a) 被検体に対し所定の間隔で超音波送受波を行うことで取得されたエコー信号から超音波動画像信号を生成する超音波動画像生成手段と、
b) 前記動画記録装置を制御するための制御信号を生成する記録装置制御手段と、
c) 前記動画記録装置に対して前記超音波動画像信号及び制御信号を出力する出力手段と、
d) ユーザからの指示を受け付ける入力手段と、
を有し、
前記動画記録装置が、前記超音波動画像信号を処理してフレーム内圧縮のみを施した基準フレームとフレーム内圧縮及びフレーム間圧縮を施した予測フレームで構成される複数のフレーム群から成る圧縮動画像信号を生成するエンコード手段と、該圧縮動画像信号を記録する記録手段とを備えたものであって、
前記入力手段から所定の表示変更指示が入力された際に、前記記録装置制御手段が、該指示による表示変更後に最初に生成されるフレームを前記基準フレームとするよう前記エンコード手段に指示することを特徴とする超音波診断装置。 In an ultrasonic diagnostic apparatus having a function of generating an ultrasonic moving image using transmission and reception of ultrasonic waves, outputting the moving image to a moving image recording apparatus provided outside, and performing digital recording,
a) an ultrasonic moving image generating means for generating an ultrasonic moving image signal from an echo signal acquired by performing ultrasonic transmission / reception on a subject at a predetermined interval;
b) recording device control means for generating a control signal for controlling the moving image recording device;
c) output means for outputting the ultrasonic moving image signal and the control signal to the moving image recording apparatus;
d) input means for receiving instructions from the user;
Have
The moving image recording apparatus is a compressed moving image including a plurality of frame groups including a reference frame obtained by processing the ultrasonic moving image signal and performing only intra-frame compression and a predicted frame subjected to intra-frame compression and inter-frame compression. Comprising: an encoding means for generating an image signal; and a recording means for recording the compressed moving image signal,
When a predetermined display change instruction is input from the input means, the recording apparatus control means instructs the encoding means to use the first frame generated after the display change by the instruction as the reference frame. A characteristic ultrasonic diagnostic apparatus.
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Cited By (1)
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JPWO2019039516A1 (en) * | 2017-08-25 | 2020-10-15 | 株式会社名城ナノカーボン | Calvin-containing composite material |
-
2006
- 2006-07-31 JP JP2006208208A patent/JP2008029695A/en active Pending
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JPWO2019039516A1 (en) * | 2017-08-25 | 2020-10-15 | 株式会社名城ナノカーボン | Calvin-containing composite material |
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