JP2009000393A

JP2009000393A - 画像処理装置および超音波診断装置

Info

Publication number: JP2009000393A
Application number: JP2007165730A
Authority: JP
Inventors: Shunichiro Tanigawa; 俊一郎谷川; Hiroji Miyama; 広二見山
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2007-06-25
Filing date: 2007-06-25
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2027-06-25
Also published as: JP5743306B2

Abstract

【課題】より自然に見える画像を生成する。
【解決手段】被検体を超音波スキャンして得た原画像上にとった補間画素点の近傍の４点の原画素点の各画素値ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４にそれぞれ異なるランダム成分 rand(1+j+f+d)%Sw-Sw/2，rand(2+j+f+d)%Sw-Sw/2，rand(3+j+f+d)%Sw-Sw/2，rand(4+j+f+d)%Sw-Sw/2 を加えてランダム処理後原画素値とした後、４個のランダム処理後原画素値を加重加算した画素値を補間画素点の画素値Ｒｋとする。
【効果】加味されるランダム成分の自由度が４になるため、自然に見える程度を向上できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像処理装置および超音波診断装置に関し、更に詳しくは、より自然に見える画像を生成しうる画像処理装置および超音波診断装置に関する。

従来、補間画素点の近傍の複数の原画素点の画素値から線形補間により画素値を計算し、その計算された画素値にランダム成分を加えて補間画素点の画素値とする画像処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−４４７０１号公報

上記従来の画像処理装置では、線形補間により計算された画素値にランダム成分を加えて補間画素点の画素値とすることで、線形補間により計算された画素値をそのまま補間画素点の画素値とするよりも自然に見える画像を生成することが出来た。
しかし、加味されるランダム成分の自由度が１であるため、自然に見える程度が不十分になる場合がある問題点があった。
そこで、本発明の目的は、より自然に見える画像を生成しうる画像処理装置および超音波診断装置を提供することにある。

第１の観点では、本発明は、原画像上にとった補間画素点の近傍の複数の原画素点の各画素値に独立した各ランダム成分を加えてランダム処理後原画素値とするランダム処理手段と、前記ランダム処理後原画素値を加重加算して補間画素点の画素値とする加重加算手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第１の観点による画像処理装置では、計算された画素値にランダム成分を加えて補間画素点の画素値とするのではなく、複数の原画素点の各画素値にそれぞれ独立のランダム成分を加えてランダム処理後原画素値とした後、それらランダム処理後原画素値を加重加算した画素値を補間画素点の画素値とする。このため、加味されるランダム成分の自由度が２以上になりうるため、自然に見える程度を向上できる。

第２の観点では、本発明は、前記第１の観点による画像処理装置において、補間画素点の画素値Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…，Ｋ）を、

により求めることを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第２の観点による画像処理装置では、計算された画素値にランダム成分を加えて補間画素点の画素値とするのではなく、４点の原画素点の各画素値にそれぞれ異なるランダム成分を加えてランダム処理後原画素値とした後、４個のランダム処理後原画素値を加重加算した画素値を補間画素点の画素値とする。このため、加味されるランダム成分の自由度が４になるため、自然に見える程度を向上できる。

第３の観点では、本発明は、前記第１の観点による画像処理装置において、補間画素点の画素値Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…，Ｋ）を、

により求めることを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第３の観点による画像処理装置では、計算された画素値にランダム成分を加えて補間画素点の画素値とするのではなく、４点の原画素点の各画素値にそれぞれ異なるランダム成分を加えてランダム処理後原画素値とした後、４個のランダム処理後原画素値を加重加算した画素値を補間画素点の画素値とする。このため、加味されるランダム成分の自由度が４になるため、自然に見える程度を向上できる。
また、補間画素点ごとに異なるランダム成分となるため、この点でも画像上に規則的パターンが現れるのを抑制でき、自然に見える程度をより向上できる。

第４の観点では、本発明は、前記第１の観点による画像処理装置において、補間画素点の画素値Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…，Ｋ）を、

により求めることを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第４の観点による画像処理装置では、計算された画素値にランダム成分を加えて補間画素点の画素値とするのではなく、４点の原画素点の各画素値にそれぞれ異なるランダム成分を加えてランダム処理後原画素値とした後、４個のランダム処理後原画素値を加重加算した画素値を補間画素点の画素値とする。このため、加味されるランダム成分の自由度が４になるため、自然に見える程度を向上できる。
また、フレームごとに異なるランダム成分となるため、時間方向に規則的パターンが現れるのを抑制でき、動画として自然に見える程度を向上できる。

第５の観点では、本発明は、前記第１の観点による画像処理装置において、補間画素点の画素値Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…，Ｋ）を、

により求めることを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第５の観点による画像処理装置では、計算された画素値にランダム成分を加えて補間画素点の画素値とするのではなく、４点の原画素点の各画素値にそれぞれ異なるランダム成分を加えてランダム処理後原画素値とした後、４個のランダム処理後原画素値を加重加算した画素値を補間画素点の画素値とする。このため、加味されるランダム成分の自由度が４になるため、自然に見える程度を向上できる。
また、フレームごとに異なるランダム成分となるため、時間方向に規則的パターンが現れるのを抑制でき、動画として自然に見える程度を向上できる。

第６の観点では、本発明は、前記第１の観点による画像処理装置において、補間画素点の画素値Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…，Ｋ）を、

により求めることを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第６の観点による画像処理装置では、計算された画素値にランダム成分を加えて補間画素点の画素値とするのではなく、４点の原画素点の各画素値にそれぞれ異なるランダム成分を加えてランダム処理後原画素値とした後、４個のランダム処理後原画素値を加重加算した画素値を補間画素点の画素値とする。このため、加味されるランダム成分の自由度が４になるため、自然に見える程度を向上できる。
また、補間画素点ごとに異なるランダム成分としたり、フレームごとに異なるランダム成分となることが可能になるため、規則的パターンが現れるのを抑制でき、自然に見える程度を向上できる。

第７の観点では、本発明は、前記第２から前記第６のいずれかの観点による画像処理装置において、ランダムの強さの指定値Ｓｗを、

により求める手段を具備したことを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第７の観点による画像処理装置では、原画素点の画素値の差が大きいほど大きなランダム成分を加えることが出来るので、自然に見える程度を向上できる。

第８の観点では、本発明は、前記第２から前記第７のいずれかの観点による画像処理装置において、加重加算の重みＷｉを、

により求める手段を具備したことを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第８の観点による画像処理装置では、補間画素点に近い原画素点ほどその画素値の寄与を大きく出来る。

第９の観点では、本発明は、被検体を超音波スキャンして原画像を得る超音波スキャン手段と、前記原画像上にとった補間画素点の近傍の複数の原画素点の各画素値に独立した各ランダム成分を加えてランダム処理後原画素値とするランダム処理手段と、前記ランダム処理後原画素値を加重加算して補間画素点の画素値とする加重加算手段と、前記補間画素点からなる補間画像を表示する画像表示手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第９の観点による超音波診断装置では、計算された画素値にランダム成分を加えて補間画素点の画素値とするのではなく、複数の原画素点の各画素値にそれぞれ独立のランダム成分を加えてランダム処理後原画素値とした後、それらランダム処理後原画素値を加重加算した画素値を補間画素点の画素値とする。このため、加味されるランダム成分の自由度が２以上になりうるため、自然に見える程度を向上できる。

第１０の観点では、本発明は、前記第９の観点による超音波診断装置において、補間画素点の画素値Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…，Ｋ）を、

により求めることを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１０の観点による超音波診断装置では、計算された画素値にランダム成分を加えて補間画素点の画素値とするのではなく、４点の原画素点の各画素値にそれぞれ異なるランダム成分を加えてランダム処理後原画素値とした後、４個のランダム処理後原画素値を加重加算した画素値を補間画素点の画素値とする。このため、加味されるランダム成分の自由度が４になるため、自然に見える程度を向上できる。
また、補間画素点ごとに異なるランダム成分となるため、この点でも画像上に規則的パターンが現れるのを抑制でき、自然に見える程度をより向上できる。

第１１の観点では、本発明は、前記第９の観点による超音波診断装置において、補間画素点の画素値Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…，Ｋ）を、

により求めることを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１１の観点による超音波診断装置では、計算された画素値にランダム成分を加えて補間画素点の画素値とするのではなく、４点の原画素点の各画素値にそれぞれ異なるランダム成分を加えてランダム処理後原画素値とした後、４個のランダム処理後原画素値を加重加算した画素値を補間画素点の画素値とする。このため、加味されるランダム成分の自由度が４になるため、自然に見える程度を向上できる。
また、フレームごとに異なるランダム成分となるため、時間方向に規則的パターンが現れるのを抑制でき、動画として自然に見える程度を向上できる。

第１２の観点では、本発明は、前記第９の観点による超音波診断装置において、補間画素点の画素値Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…，Ｋ）を、

により求めることを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１２の観点による超音波診断装置では、計算された画素値にランダム成分を加えて補間画素点の画素値とするのではなく、４点の原画素点の各画素値にそれぞれ異なるランダム成分を加えてランダム処理後原画素値とした後、４個のランダム処理後原画素値を加重加算した画素値を補間画素点の画素値とする。このため、加味されるランダム成分の自由度が４になるため、自然に見える程度を向上できる。
また、フレームごとに異なるランダム成分となるため、時間方向に規則的パターンが現れるのを抑制でき、動画として自然に見える程度を向上できる。

第１３の観点では、本発明は、前記第９の観点による超音波診断装置において、補間画素点の画素値Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…，Ｋ）を、

により求めることを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１３の観点による超音波診断装置では、計算された画素値にランダム成分を加えて補間画素点の画素値とするのではなく、４点の原画素点の各画素値にそれぞれ異なるランダム成分を加えてランダム処理後原画素値とした後、４個のランダム処理後原画素値を加重加算した画素値を補間画素点の画素値とする。このため、加味されるランダム成分の自由度が４になるため、自然に見える程度を向上できる。
また、フレームごとに異なるランダム成分となるため、時間方向に規則的パターンが現れるのを抑制でき、動画として自然に見える程度を向上できる。

第１４の観点では、本発明は、前記第９の観点による超音波診断装置において、補間画素点の画素値Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…，Ｋ）を、

により求めることを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１４の観点による超音波診断装置では、計算された画素値にランダム成分を加えて補間画素点の画素値とするのではなく、４点の原画素点の各画素値にそれぞれ異なるランダム成分を加えてランダム処理後原画素値とした後、４個のランダム処理後原画素値を加重加算した画素値を補間画素点の画素値とする。このため、加味されるランダム成分の自由度が４になるため、自然に見える程度を向上できる。
また、補間画素点ごとに異なるランダム成分としたり、フレームごとに異なるランダム成分となることが可能になるため、規則的パターンが現れるのを抑制でき、自然に見える程度を向上できる。

第１５の観点では、本発明は、前記第９から前記第１４のいずれかの観点による超音波診断装置において、ランダムの強さの指定値Ｓｗを、

により求める手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１５の観点による超音波診断装置では、原画素点の画素値の差が大きいほど大きなランダム成分を加えることが出来るので、自然に見える程度を向上できる。

第１６の観点では、本発明は、前記第９から前記第１４のいずれかの観点による超音波診断装置において、前記補間画素点の位置が折りかえり領域付近か否かを判定する手段と、折りかえり領域付近の位置では他の位置よりランダムの強さの指定値Ｓｗを大きくするようにランダムの強さの指定値Ｓｗを決める手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記構成において「折りかえり領域」とは、元の画素値が画素値の上限より大きいか又は下限より小さい場合に見かけの画素値が上限から下限へ折りかえしたような値または下限から上限へ折りかえしたような値になる領域をいう。
上記第１６の観点による超音波診断装置では、不自然に見えやすい折りかえり領域付近では他より大きなランダム成分を加えることが出来るので、自然に見える程度を向上できる。

第１７の観点では、本発明は、前記第９から前記第１６のいずれかの観点による超音波診断装置において、加重加算の重みＷｉを、

により求める手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１７の観点による超音波診断装置では、補間画素点に近い原画素点ほどその画素値の寄与を大きく出来る。

本発明の画像処理装置および超音波診断装置によれば、自然に見える画像を生成することが出来る。

以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

図１は、実施例１にかかる超音波診断装置１００の構成ブロック図である。
この超音波診断装置１００は、超音波探触子１０と、超音波探触子１０を駆動して被検体内を超音波ビームで走査する送受信部２０と、送受信部２０により得られた信号を基に超音波画像を生成する画像生成部３０と、超音波スキャンにより得られた超音波画像やそれを基に生成された補間画像などを表示する画像表示部４０と、操作者が指示やデータを与えるための操作部５０と、超音波画像などを記録する記録部６０と、全体を制御する制御部８０と、制御部８０に含まれている超音波画像記録部８１および補間画像生成部８２とを具備している。

図２は、実施例１にかかる補間画像生成処理を示すフロー図である。
ステップＰ１では、補間画素点番号ｋ＝１に初期化する。

ステップＰ２では、図３に示すように、補正画像上のｋ番目の補間画素点Ｒｋに対応する超音波画像上の位置から最短の４個の超音波画像上の原画素点の画素値ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４と距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４とを取得する。

ステップＰ３では、操作者がランダム補間を選択していたらステップＰ４へ進み、そうでなかったらステップＰ１１へ進む。

ステップＰ４では、ｋ番目の補間画素点Ｒｋに対応する超音波画像上の位置が折りかえし領域付近ならステップＰ５へ進み、そうでなければステップＰ６へ進む。
例えば、画素値が−１２８〜１２７の範囲内の値をとるものとするとき、｜ｐ１−ｐ２｜＞１２７または｜ｐ３−ｐ４｜＞１２７または｜ｐ１−ｐ３｜＞１２７を満たす場合は折りかえし領域付近と判定する。

ステップＰ５では、基準値Ｓｏ＝Ｓ１とする。そして、ステップＰ７へ進む。

ステップＰ６では、基準値Ｓｏ＝Ｓ２とする。但し、Ｓ１＞Ｓ２とする。そして、ステップＰ７へ進む。

ステップＰ７では、次式によりランダムの強さの指定値Ｓｗを算出する。

ステップＰ８では、補間画素点の画素値Ｒｋを次式により求める。

ここで、操作者は、ｊ＝０またはｊ＝ｋを選択できる。また、ｆ＝０またはｆ＝フレーム番号またはｆ＝超音波画像の全面または一部領域の画素値の合計のいずれかを選択できる。また、ｄ＝０またはｄ＝現フレームの超音波画像の全面または一部領域の画素値の合計と前フレームの超音波画像の全面または一部領域の画素値の合計との差を選択できる。加重加算の重みｗｉは次式により計算する。

ステップＰ９では、補間画素点番号ｋが最終値Ｋに到達したなら処理を終了し、到達していないならステップＰ１０へ進む。
ステップＰ１０では、補間画素点番号ｋを１だけインクリメントしてからステップＰ２に戻る。

ステップＰ１１では、操作者が線形補間を選択していたらステップＰ１２へ進み、そうでなかったら別の補間方法をチェックする処理へ進む。

ステップＰ１２では、補間画素点の画素値Ｒｋを次式により求める。

そして、ステップＰ９に戻る。

実施例１の超音波診断装置１００によれば、計算された画素値にランダム成分を加えて補間画素点の画素値とするのではなく、４点の原画素点の各画素値ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４にそれぞれ異なるランダム成分 rand(1+j+f+d)%Sw-Sw/2，rand(2+j+f+d)%Sw-Sw/2，rand(3+j+f+d)%Sw-Sw/2，rand(4+j+f+d)%Sw-Sw/2 を加えてランダム処理後原画素値とした後、４個のランダム処理後原画素値を加重加算した画素値を補間画素点の画素値Ｒｋとする。このため、加味されるランダム成分の自由度が４になるため、自然に見える程度を向上できる。例えば、音線がほとんど目立たなくなる。原画像は、カラーフロー画像でも、Ｂフロー画像でも、Ｂモード画像でもよいが、カラーフロー画像の場合に特に有用である。

また、ｊ＝ｋとして補間画素点ごとに異なるランダム成分としたり、ｆ＝フレーム番号または超音波画像の全画素値の合計のいずれかとしてフレームごとに異なるランダム成分としたり、ｄ＝現フレームの超音波画像の全画素値の合計と前フレームの超音波画像の全画素値の合計との差としてフレームごとに異なるランダム成分としたりすることが可能になるため、規則的パターンが現れるのを抑制でき、自然に見える程度を向上できる。

本発明の画像処理装置および超音波診断装置は、原画像よりも自然に見える補間画像を生成するのに利用できる。

実施例１に係る超音波診断装置を示すブロック図である。実施例１に係る補間画像生成処理を示すフロー図である。補間画像点と原画像点を示す概念図である。

符号の説明

１０超音波探触子
８０制御部
８１超音波画像記録部
８２補間画像生成部
１００超音波診断装置

Claims

原画像上にとった補間画素点の近傍の複数の原画素点の各画素値に独立した各ランダム成分を加えてランダム処理後原画素値とするランダム処理手段と、前記ランダム処理後原画素値を加重加算して補間画素点の画素値とする加重加算手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置。
請求項１に記載の画像処理装置において、補間画素点の画素値Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…，Ｋ）を、

により求めることを特徴とする画像処理装置。
請求項１に記載の画像処理装置において、補間画素点の画素値Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…，Ｋ）を、

により求めることを特徴とする画像処理装置。
請求項１に記載の画像処理装置において、補間画素点の画素値Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…，Ｋ）を、

により求めることを特徴とする画像処理装置。
請求項１に記載の画像処理装置において、補間画素点の画素値Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…，Ｋ）を、

により求めることを特徴とする画像処理装置。
請求項１に記載の画像処理装置において、補間画素点の画素値Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…，Ｋ）を、

により求めることを特徴とする画像処理装置。
請求項２から請求項６のいずれかに記載の画像処理装置において、ランダムの強さの指定値Ｓｗを、

により求める手段を具備したことを特徴とする画像処理装置。
請求項２から請求項７のいずれかに記載の画像処理装置において、加重加算の重みＷｉを、

により求める手段を具備したことを特徴とする画像処理装置。
被検体を超音波スキャンして原画像を得る超音波スキャン手段と、前記原画像上にとった補間画素点の近傍の複数の原画素点の各画素値に独立した各ランダム成分を加えてランダム処理後原画素値とするランダム処理手段と、前記ランダム処理後原画素値を加重加算して補間画素点の画素値とする加重加算手段と、前記補間画素点からなる補間画像を表示する画像表示手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置。
請求項９に記載の超音波診断装置において、補間画素点の画素値Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…，Ｋ）を、

により求めることを特徴とする超音波診断装置。
請求項９に記載の超音波診断装置において、補間画素点の画素値Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…，Ｋ）を、

により求めることを特徴とする超音波診断装置。
請求項９に記載の超音波診断装置において、補間画素点の画素値Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…，Ｋ）を、

により求めることを特徴とする超音波診断装置。
請求項９に記載の超音波診断装置において、補間画素点の画素値Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…，Ｋ）を、

により求めることを特徴とする超音波診断装置。
請求項９に記載の超音波診断装置において、補間画素点の画素値Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…，Ｋ）を、

により求めることを特徴とする超音波診断装置。
請求項９から請求項１４のいずれかに記載の超音波診断装置において、ランダムの強さの指定値Ｓｗを、

により求める手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置。
請求項９から請求項１４のいずれかに記載の超音波診断装置において、前記補間画素点の位置が折りかえり領域付近か否かを判定する手段と、折りかえり領域付近の位置では他の位置よりランダムの強さの指定値Ｓｗを大きくするようにランダムの強さの指定値Ｓｗを決める手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置。
請求項９から請求項１６のいずれかに記載の超音波診断装置において、加重加算の重みＷｉを、

により求める手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置。