JP3047478B2 - 超音波診断装置のディジタルスキャンコンバータ - Google Patents

超音波診断装置のディジタルスキャンコンバータ

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JP3047478B2
JP3047478B2 JP3005667A JP566791A JP3047478B2 JP 3047478 B2 JP3047478 B2 JP 3047478B2 JP 3005667 A JP3005667 A JP 3005667A JP 566791 A JP566791 A JP 566791A JP 3047478 B2 JP3047478 B2 JP 3047478B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は超音波診断装置のディジ
タルスキャンコンバータ(以下DSCという)に関し、
詳しくは適切なフレーム平均処理を行って最適なイメー
ジを表示させるDSCに関する。
【0002】
【従来の技術】超音波診断装置は超音波を送受波する超
音波探触子(以下プローブという)を被検体に当てて被
検体内に照射し、臓器等の組織や病変部のような周囲の
組織との音響インピーダンスの差のある所から反射され
て戻ってきた超音波を受波し、信号処理の後表示観察し
て診断の用に供する装置である。
【0003】この超音波診断装置において、プローブを
静止させて観察している時に対象物が動く時、又は音響
的なノイズが入った時などに画像がちらついて見難い場
合がある。この対策として、前回に入力された1フレー
ムを構成する画像データと今回入力された画像データと
の平均値を取るフレーム平均処理を行って、得られたデ
ータを表示する方法が取られている。
【0004】図3は従来のフレーム平均処理を行う機能
を持ったDSCの構成ブロック図である。プローブ(図
示せず)で受波され信号処理されて得られたエコービデ
オ入力はAD変換器1でディジタル信号に変換されて書
き込み用バッファ2に入力される。このデータは平均処
理部3に入力され、前回採取されフレームメモリ4に格
納されているデータと平均処理部3においてフレーム平
均処理が行われる。このフレーム平均処理されたデータ
は以下に示す平均処理演算を行うことにより得られる。
【0005】座標がx,yである点の輝度データが時間
の関数としてA(x,y,nT)で表されるものとす
る。ここで、Tは1/音響的フレームレート、nは整数
である。又、処理の結果フレームメモリ4に書き込まれ
るデータをF(x,y,nT)とする。フレーム平均係
数をα(0≦α<1)とすると、フレーム平均処理は次
式の通りである。
【0006】
【数1】
【0007】このフレーム平均処理は重み付け加算平均
処理ともいうべきもので、前回のフレームデータと今回
のフレームデータに重み付けをして平均値を求めるもの
である。平均処理部3で演算された結果のデータはコン
トローラ5からの書き込みアドレスによってフレームメ
モリ4に書き込まれる。
【0008】コントローラ5の読み出しアドレスによっ
て読み出し用バッファ6に読み出されたデータは、DA
変換器7でアナログ信号に変換され、LPF8で不要な
高域を除去され、ビデオアンプ9で増幅されたTVビデ
オ信号として出力される。ユーザはフレーム平均係数α
を入力装置10により設定し、コントローラ5を経て平
均処理部3に入力する。TV同期信号発生器11はコン
トローラ5、DA変換器7、ビデオアンプ9に制御信号
を送ってそれぞれの動作のタイミングを制御している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、(1)式の
演算を行うに当り、フレーム平均係数αが小さいと、プ
ローブを静止させて観察している時に内部臓器が動いた
り、音響的ノイズがあると、画像がフレーム毎にちらつ
いて見にくくなる。
【0010】αを大きくするとフレーム毎にちらつく音
響的ノイズ等の影響を少なくして目立たなくすることが
できるが、反面、プローブを動かして観察したり、対象
物の動きが速い時などでは、表示される画像は残像の多
い画像となり、見にくくなる。このαの選択はユーザが
入力装置10により行うことができるが、画像の状態に
応じてその都度設定値を変更するのは手間がかゝり、最
適なαを見付けるのも困難である。
【0011】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、プローブの動きや、臓器など対象物の
動きに応じて、最適なフレーム平均係数αを自動的に選
択して最適なイメージを得ることのできる超音波診断装
置のDSCを得ることにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決する本
発明は、入力されたエコービデオ信号と先に入力された
エコービデオ信号とを平均処理部においてフレーム間の
重み付け加算平均処理を行い、TVモードの信号に変換
して出力する超音波診断装置のディジタルスキャンコン
バータにおいて、前記平均処理部に入力前のエコービデ
オ信号データを適当数に分割されたブロックにそれぞれ
分割格納するフレームメモリと、該フレームメモリ内の
特定ブロックの輝度データを、ブロック内において輝度
分散、輝度平均、輝度の確率分布等の対象物とプローブ
相互の動きの量を認識するためのパラメータを計算する
パラメータ計算部と、該パラメータ計算部の出力データ
を逐次交替して格納する合計で少なくとも2フレーム分
の容量を有する少なくとも1個のパラメータメモリと、
入力装置によって設定され入力されたフレーム平均係数
の初期設定値と該フレーム平均係数の範囲の設定値と前
記パラメータメモリの内容のデータとを参照してフレー
ム平均係数を算出して設定するパラメータ比較・α選択
処理部とを具備することを特徴とするものである。
【0013】
【作用】入力されたエコービデオ信号はブロック分けさ
れたフレームメモリに格納され、ブロック毎にデータが
取り出されて輝度分散や輝度平均及び輝度の確率分布等
のパラメータがパラメータ計算部で算出される。このデ
ータは2フレーム分のパラメータメモリの各フレームに
逐次格納され、パラメータ比較・α選択処理部において
入力装置から入力されたフレーム平均係数に関する設定
値とパラメータメモリからの2個のデータとを参照して
フレーム平均係数を算出設定し、平均処理部に入力す
る。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
【0015】図1は本発明の一実施例の装置のブロック
図である。図において、図3と同等の部分には同一の符
号を付してある。図中、21はフレームメモリ4の他に
設けられた第2のフレームメモリで、書き込み用バッフ
ァ2から平均処理部3にデータを入力するのと同じタイ
ミングでディジタル化されたエコービデオ信号が書き込
まれる。書き込まれるデータのビット数は後段のパラメ
ータ計算を行うに足りるビット数であれば圧縮しても差
し支えない。フレームメモリ21の内容は図2に示すよ
うにブロック分けされている。図2ではフレームメモリ
21をa〜lの12のブロックに分けた例を示してい
る。
【0016】22はフレームメモリ21の図2に示すブ
ロック中特定のブロックを選んで、そのブロック内のイ
メージ上連続している2次元配列の輝度データを入力デ
ータとして、1ブロック内の各データの輝度分散(平均
偏差)や、全データの輝度の平均値、及び輝度値とその
輝度のデータのブロック内における出現の確率の分布即
ち輝度の分布状態等を計算して、対象物とプローブとの
間の動きの量を認識するためのパラメータを計算するパ
ラメータ計算部である。
【0017】23,24はパラメータ計算部22で計算
された結果のデータを格納するパラメータメモリA、パ
ラメータメモリBで、両者の選択はパラメータ計算対象
フレーム毎に切り替えて行われる。計算対象フレームは
各フレーム毎でもよく、又1フレーム間隔毎又は2フレ
ーム間隔毎等間隔を置いたフレーム毎であっても良い。
従って、パラメータメモリA23,B24には1つ前の
パラメータ計算対象フレームのパラメータデータ
(Dn )及び2つ前のパラメータ計算対象フレームのパ
ラメータデータ(Dn-1 )が入っている。パラメータメ
モリA23,B24は少なくとも2フレーム分の容量を
持つ1個のパラメータメモリでもよい。
【0018】25は入力装置10で設定されて入力され
た(1)式の計算に用いられているフレーム平均係数α
の設定値である初期値と、同じく入力装置10から入力
されているフレーム平均係数αの範囲の設定値(係数変
更のスレッシュホールド値)と、パラメータメモリA2
3とパラメータメモリB24の内容とを参照して平均処
理部3に与えるαを決定するパラメータ比較・α選択処
理部である。
【0019】次に上記のように構成された実施例の動作
を説明する。プローブで受波された超音波エコー信号は
増幅、検波等の信号処理後アナログエコービデオ信号と
してAD変換器1に入力され、ディジタル信号に変換さ
れて、書き込み用バッファ2に一旦格納される。このデ
ータはコントローラ5からのクロック毎に平均処理部3
に出力されると共に、フレームメモリ21にコントロー
ラ5からの書き込みアドレスにより書き込まれる。
【0020】平均処理部3では最初のデータに対しては
α=0としてそのままのデータがコントローラ5の書き
込みアドレスによりフレームメモリ4に書き込まれ、読
み出し用バッファ6に読み出されてDA変換器7でアナ
ログ信号に変換され、LPF8で不要な高域部を除去さ
れ、ビデオアンプ9で増幅された後TVビデオ出力とし
て表示部(図示せず)に出力される。
【0021】一方、書き込み用バッファ2からのデータ
はコントローラ5の書き込みアドレスによりフレームメ
モリ21に格納される。このデータは図2に示すように
ブロック分けされており、ブロック毎にパラメータ計算
部22においてブロック内のデータの輝度分散、輝度平
均及び輝度の確率分布等が計算され、パラメータメモリ
A23に格納される。
【0022】プローブから次のフレームのデータが入力
されると、AD変換器1で同様にディジタル信号に変換
された後、書き込み用バッファ2に格納される。このデ
ータは平均処理部3に入力され、先にフレームメモリ4
に格納されているデータと平均処理部3において(1)
式の演算が行われ、その結果得られたデータF(x,
y,nT)がフレームメモリ4に格納される。
【0023】一方書き込み用バッファ2に書き込まれて
いるデータは、フレームメモリ21に入力され、パラメ
ータ計算部22において同様に輝度分散、輝度平均及び
輝度の確率分布等が計算されパラメータメモリB24に
格納される。パラメータメモリA23に格納されている
2つ前のフレームのデータ(Dn-1)と、パラメータメ
モリB24に格納されている1つ前のデータ(Dn)と
はパラメータ比較・α選択処理部25において、Dn
n-1 の同じブロック同士が比較されて、その差が入力
装置10により設定されたスレッシュホールド以上にな
るブロック数を算出する。このブロック数が増加すると
いうことは、前フレームに対して変化の大きなデータが
入ってきていることを意味しており、即ち、プローブの
移動量又は対象物の動きが大きいことを意味している。
【0024】通常、プローブが静止し対象物も静止して
いる場合、パラメータ比較・平均係数選択処理部25は
入力装置10で設定されたαの初期値に等しいαを平均
処理部3に入力するが、スレッシュホールドを越えるブ
ロック数が或る一定以上になった場合、平均処理部3に
入力するαを減じて、前のフレームのデータの重みを小
さくし、残像感を減少させる。
【0025】平均処理部3は、このようにして得られた
αに基づき(1)式の演算を行い、その結果をフレーム
メモリ4に格納する。フレームメモリ4に格納されたデ
ータは、次のエコービデオ入力に対する平均処理部3に
おける(1)式の計算のためのデータとして用いられる
と共に、読み出し用バッファ6で読み出され、DA変換
器7でアナログ信号に変換され、LPF8で不要な高域
を除去されて、ビデオアンプ9で増幅された後、TVビ
デオ出力として出力される。DA変換器7、ビデオアン
プ9はTV同期信号発生器11からの同期入力により動
作のタイミングを制御されている。
【0026】以上説明したように本実施例によれば、プ
ローブを動かしている時、或いは対象物の動きが激しい
時のみフレーム平均係数αを小さくして前のフレームの
データの重みを小さくし、残像の少ない画像を得ること
ができる。動きの少ない時はαを大きくしてちらつきを
少なくすることができる。
【0027】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、プローブの動きや臓器などの動きに応じて最適なα
を自動的に算出することができて、最適イメージを得る
ために上記動きの変化に対してその都度αを設定する手
間が必要なくなり、実用上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の装置のブロック図である。
【図2】フレームメモリ21のブロック分けの一例を示
す図である。
【図3】従来のDSCのブロック図である。
【図4】本発明の一実施例の要部構成図である。
【符号の説明】
1 AD変換器 2 書き込み用バッファ 3 平均処理部 4,21 フレームメモリ 5 コントローラ 6 読み出し用バッファ 10 入力装置 22 パラメータ計算部 23 パラメータメモリA 24 パラメータメモリB 25 パラメータ比較・α選択処理部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力されたエコービデオ信号と先に入力
    されたエコービデオ信号とを平均処理部(3)において
    フレーム間の重み付け加算平均処理を行い、TVモード
    の信号に変換して出力する超音波診断装置のディジタル
    スキャンコンバータにおいて、前記平均処理部(3)に
    入力前のエコービデオ信号データを適当数に分割された
    ブロックにそれぞれ分割格納するフレームメモリ(2
    1)と、該フレームメモリ(21)内の特定ブロックの
    輝度データを、ブロック内において輝度分散、輝度平
    均、輝度の確率分布等の対象物とプローブ相互の動きの
    量を認識するためのパラメータを計算するパラメータ計
    算部(22)と、該パラメータ計算部(22)の出力デ
    ータを逐次交替して格納する合計で少なくとも2フレー
    ム分の容量を有する少なくとも1個のパラメータメモリ
    (23,24)と、入力装置(10)によって設定され
    入力されたフレーム平均係数(α)の初期設定値と該フ
    レーム平均係数(α)の範囲の設定値と前記パラメータ
    メモリ(23,24)の内容のデータとを参照してフレ
    ーム平均係数(α)を算出して設定するパラメータ比較
    ・α選択処理部(25)とを具備することを特徴とする
    超音波診断装置のディジタルスキャンコンバータ。
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