JP4726407B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、空間フィルタリング(filtering)方法および空間フィルタ(filter)並びに超音波診断装置に関し、特に、フロー(flow)画像について空間フィルタリングを行う方法および空間フィルタ、並びに、そのような空間フィルタを有する超音波診断装置に関する。 The present invention relates to a spatial filtering method, a spatial filter, and an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly, to a method and a spatial filter for performing spatial filtering on a flow image, and an ultrasonic having such a spatial filter. The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus.
超音波診断装置では、超音波エコー(echo)のドップラシフト(Doppler shift)を利用して、血流等に関するフロー画像を撮影することが行われる。フロー画像を得るために、エコー受信信号にはMTI(moving target indication)処理が行われ、さらに自己相関演算が行われる(例えば、特許文献1参照)。
フロー画像には、本来フローがあるべきところがあたかもフローが無いように表示される現象すなわちいわゆる黒抜けが生じることがある。これはデータ処理の過程で何らかの異常によりデータが欠落することに由来する。 In a flow image, there may be a phenomenon that a flow should be originally displayed as if there is no flow, that is, a so-called black spot. This is because data is lost due to some abnormality in the process of data processing.
そこで、本発明の課題は、フロー画像の黒抜けを補正する空間フィルタリング方法および空間フィルタ、並びに、そのような空間フィルタを有する超音波診断装置を実現することである。 Accordingly, an object of the present invention is to realize a spatial filtering method and a spatial filter that correct black spots in a flow image, and an ultrasonic diagnostic apparatus having such a spatial filter.
(1)上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、フロー画像について、予め定められた条件に当てはまる画素値を持つ画素の位置および連続画素数を求め、前記連続画素数が予め定められた限度以内のときは画素が存在する領域を補正領域と判定し、前記補正領域の画素値を周囲の画素値から補間した画素値で置き換える、ことを特徴とする空間フィルタリング方法である。 (1) In one aspect of the invention for solving the above-described problem, a flow image is obtained by obtaining a position of a pixel having a pixel value that satisfies a predetermined condition and the number of continuous pixels, and the number of continuous pixels is determined in advance. A spatial filtering method is characterized in that when it is within a predetermined limit, an area in which a pixel exists is determined as a correction area, and a pixel value in the correction area is replaced with a pixel value interpolated from surrounding pixel values.
(2)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、フロー画像について、予め定められた条件に当てはまる画素値を持つ画素の位置および連続画素数を求める探索手段と、前記連続画素数が予め定められた限度以内のときは画素が存在する領域を補正領域と判定する判定手段と、前記補正領域の画素値を周囲の画素値から補間した画素値で置き換える補正手段と、を具備することを特徴とする空間フィルタである。 (2) According to another aspect of the invention for solving the above-described problem, a search unit for obtaining a position of a pixel having a pixel value satisfying a predetermined condition and the number of continuous pixels in the flow image, and the continuous pixel A determination unit that determines an area in which a pixel is present as a correction area when the number is within a predetermined limit; and a correction unit that replaces a pixel value of the correction area with a pixel value interpolated from surrounding pixel values. It is a spatial filter characterized by doing.
(3)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、対象に照射した超音波のエコーに基づいてフロー画像を撮影する撮影手段と、前記フロー画像を処理する空間フィルタと、を有する超音波診断装置であって、前記空間フィルタは、フロー画像について、予め定められた条件に当てはまる画素値を持つ画素の位置および連続画素数を求める探索手段と、前記連続画素数が予め定められた限度以内のときは画素が存在する領域を補正領域と判定する判定手段と、前記補正領域の画素値を周囲の画素値から補間した画素値で置き換える補正手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置である。 (3) In another aspect of the invention for solving the above-described problem, an imaging unit that captures a flow image based on an echo of an ultrasonic wave applied to a target, and a spatial filter that processes the flow image, An ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the spatial filter includes a search unit that obtains the position of a pixel having a pixel value that satisfies a predetermined condition and the number of continuous pixels in the flow image, and the number of continuous pixels is predetermined. A determination unit that determines a region in which a pixel is present as a correction region, and a correction unit that replaces a pixel value of the correction region with a pixel value interpolated from surrounding pixel values. This is an ultrasonic diagnostic apparatus.
前記条件は閾値によって規定されることが、条件設定が容易な点で好ましい。前記限度は可変であることが、黒抜け補正を適切に行う点で好ましい。 The condition is preferably defined by a threshold value in terms of easy condition setting. It is preferable that the limit is variable in terms of appropriately performing blackout correction.
本発明では、フロー画像について、予め定められた条件に当てはまる画素値を持つ画素の位置および連続画素数を求め、連続画素数が予め定められた限度以内のときは画素が存在する領域を補正領域と判定し、補正領域の画素値を周囲の画素値から補間した画素値で置き換えるので、フロー画像の黒抜けを補正する空間フィルタリング方法および空間フィルタ、並びに、そのような空間フィルタを有する超音波診断装置を実現することができる。本発明による黒抜け補正は、黒抜け領域の判定を行わない通常の空間フィルタリングのように、空間分解能やコントラスト(contrast)を低下させることがなく、また、画像輪郭の拡大を生じるということもない。 In the present invention, for a flow image, the position of a pixel having a pixel value that satisfies a predetermined condition and the number of continuous pixels are obtained, and when the number of continuous pixels is within a predetermined limit, the region where the pixel exists is a correction region. And the pixel value in the correction area is replaced with the pixel value interpolated from the surrounding pixel values, so that the spatial filtering method and the spatial filter for correcting the black omission in the flow image, and the ultrasonic diagnosis having such a spatial filter An apparatus can be realized. The blackout correction according to the present invention does not reduce the spatial resolution and contrast and does not cause the enlargement of the image contour unlike the normal spatial filtering that does not determine the blackout area. .
以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図1に超音波診断装置のブロック(block)図を示す。本装置は発明を実施するための最良の形態の一例である。本装置の構成によって、超音波診断装置に関する本発明を実施するための最良の形態の一例が示される。 The best mode for carrying out the invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the best mode for carrying out the invention. FIG. 1 shows a block diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus. This apparatus is an example of the best mode for carrying out the invention. An example of the best mode for carrying out the present invention relating to an ultrasonic diagnostic apparatus is shown by the configuration of the present apparatus.
図1に示すように、本装置は、超音波プローブ2(probe)を有する。超音波プローブ2は、図示しない複数の超音波トランスデューサ(transducer)のアレイ(array)を有する。個々の超音波トランスデューサは例えばPZT(チタン(Ti)酸ジルコン(Zr)酸鉛)セラミックス(ceramics)等の圧電材料によって構成される。超音波プローブ2は、操作者により撮影の対象4に当接して使用される。 As shown in FIG. 1, this apparatus has an ultrasonic probe 2 (probe). The ultrasonic probe 2 has an array of a plurality of ultrasonic transducers (not shown). Each ultrasonic transducer is made of a piezoelectric material such as PZT (titanium (Ti) zirconate (Zr) acid) ceramics. The ultrasonic probe 2 is used in contact with an object 4 to be photographed by an operator.
超音波プローブ2は送受信部6に接続されている。送受信部6は、超音波プローブ2に駆動信号を与えて超音波を送波させる。送受信部6は、また、超音波プローブ2が受波したエコー信号を受信する。
The ultrasonic probe 2 is connected to the transmission /
送受信部6のブロック図を図2に示す。同図に示すように、送受信部6は送波タイミング(timing)発生ユニット(unit)602を有する。送波タイミング発生ユニット602は、送波タイミング信号を周期的に発生して送波ビームフォーマ(beamformer)604に入力する。送波タイミング信号の周期は後述の制御部18により制御される。
A block diagram of the
送波ビームフォーマ604は、送波のビームフォーミング(beamforming)を行うもので、送波タイミング信号に基づき、所定の方位の超音波ビームを形成するためのビームフォーミング信号を生じる。ビームフォーミング信号は、方位に対応した時間差が付与された複数の駆動信号からなる。ビームフォーミングは後述の制御部18によって制御される。送波ビームフォーマ604は、送波ビームフォーミング信号を送受切換ユニット606に入力する。
The
送受切換ユニット606は、ビームフォーミング信号を超音波トランスデューサアレイに入力する。超音波トランスデューサアレイにおいて、送波アパーチャ(aperture)を構成する複数の超音波トランスデューサは、駆動信号の時間差に対応した位相差を持つ超音波をそれぞれ発生する。それら超音波の波面合成により、所定方位の音線に沿った超音波ビームが形成される。
The transmission /
送受切換ユニット606には受波ビームフォーマ610が接続されている。送受切換ユニット606は、超音波トランスデューサアレイ中の受波アパーチャが受波した複数のエコー信号を受波ビームフォーマ610に入力する。受波ビームフォーマ610は、送波の音線に対応した受波のビームフォーミングを行うもので、複数の受波エコーに時間差を付与して位相を調整し、次いでそれら加算して所定方位の音線に沿ったエコー受信信号を形成する。受波のビームフォーミングは後述の制御部18により制御される。
A reception beam former 610 is connected to the transmission /
超音波ビームの送波は、送波タイミング発生ユニット602が発生する送波タイミング信号により、所定の時間間隔で繰り返し行われる。それに合わせて、送波ビームフォーマ604および受波ビームフォーマ610により、音線の方位が所定量ずつ変更される。それによって、対象4の内部が、音線によって順次に走査される。このような構成の送受信部6は、例えば図3に示すような走査を行う。すなわち、放射点200からz方向に延びる音線202で扇状の2次元領域206をθ方向に走査し、いわゆるセクタスキャン(sector scan)を行う。
Transmission of the ultrasonic beam is repeated at predetermined time intervals by a transmission timing signal generated by the transmission
送波および受波のアパーチャを超音波トランスデューサアレイの一部を用いて形成するときは、このアパーチャをアレイに沿って順次移動させることにより、例えば図4に示すような走査を行うことができる。すなわち、放射点200からz方向に発する音線202を直線状の軌跡204に沿って平行移動させることにより、矩形状の2次元領域206をx方向に走査し、いわゆるリニアスキャン(linear scan)を行う。
When the transmission and reception apertures are formed by using a part of the ultrasonic transducer array, the apertures are sequentially moved along the array to perform scanning as shown in FIG. 4, for example. That is, by moving a
なお、超音波トランスデューサアレイが、超音波送波方向に張り出した円弧に沿って形成されたいわゆるコンベックスアレイ(convex array)である場合は、リニアスキャンと同様な音線走査により、例えば図5に示すように、音線202の放射点200を円弧状の軌跡204に沿って移動させ、扇面状の2次元領域206をθ方向に走査して、いわゆるコンベックススキャンが行える。
When the ultrasonic transducer array is a so-called convex array formed along an arc extending in the ultrasonic wave transmission direction, for example, as shown in FIG. As described above, the so-called convex scan can be performed by moving the radiation point 200 of the
送受信部6はBモード(mode)処理部10およびドップラ処理部12に接続されている。送受信部6から出力される音線ごとのエコー受信信号は、Bモード処理部10およびドップラ処理部12に入力される。
The transmission /
Bモード処理部10はBモード画像を形成するものである。Bモード処理部10は、図6に示すように、対数増幅ユニット102と包絡線検波ユニット104を備えている。Bモード処理部10は、対数増幅ユニット102でエコー受信信号を対数増幅し、包絡線検波ユニット104で包絡線検波して音線上の個々の反射点でのエコーの強度を表す信号、すなわちAスコープ(scope)信号を得て、このAスコープ信号の各瞬時の振幅をそれぞれ輝度値として、Bモード画像を形成する。
The B-
ドップラ処理部12はドップラ計測データを形成するものである。ドップラ計測データには、後述する速度データ、分散データおよびパワーデータが含まれる。ドップラ処理部12は、図7に示すように直交検波ユニット120、MTIフィルタ(moving target indication filter)122、自己相関演算ユニット124、平均流速演算ユニット126、分散演算ユニット128およびパワー(power)演算ユニット130を備えている。
The
ドップラ処理部12は、直交検波ユニット120でエコー受信信号を直交検波し、MTIフィルタ122でMTI処理してエコー信号のドップラシフトを求める。また、自己相関演算ユニット124でMTIフィルタ122の出力信号について自己相関演算を行い、平均流速演算ユニット126で自己相関演算結果から平均流速Vを求め、分散演算ユニット128で自己相関演算結果から流速の分散Tを求め、パワー演算ユニット130で自己相関演算結果からドップラ信号のパワーPWを求める。
The
これによって、対象4内で移動するエコー源、例えば血液等の平均流速Vとその分散Tおよびドップラ信号のパワーPWを表すそれぞれのデータが音線ごとに得られる。これらデータは、音線上の各点の平均流速、分散およびパワーを示す。以下、平均流速を単に速度という。なお、速度は音線方向の成分として得られる。また、超音波プローブ2に近づく方向と遠ざかる方向とが区別される。なお、エコー源は血液に限るものではなく、例えば血管等に注入されたマイクロバルーン(micro balloon)造影剤等であって良い。以下、血液の例で説明するがマイクロバルーン造影剤の場合も同様である。 As a result, an echo source moving within the object 4, for example, an average flow velocity V of blood or the like, its dispersion T, and data representing the power PW of the Doppler signal are obtained for each sound ray. These data show the average flow velocity, dispersion and power at each point on the ray. Hereinafter, the average flow velocity is simply referred to as speed. The speed is obtained as a component in the sound ray direction. Further, a direction approaching the ultrasonic probe 2 is distinguished from a direction moving away. The echo source is not limited to blood, and may be, for example, a micro balloon contrast agent injected into a blood vessel or the like. Hereinafter, an example of blood will be described, but the same applies to the case of a microballoon contrast agent.
Bモード処理部10およびドップラ処理部12は画像処理部14に接続されている。画像処理部14は、Bモード処理部10およびドップラ処理部12からそれぞれ入力されるデータに基づいて、それぞれBモード画像およびドップラ画像を生成する。以下、ドップラ画像をフロー画像ともいう。
The B
画像処理部14は、図8に示すように、バス(bus)140によって接続された入力データメモリ(data memory)142、ディジタル・スキャンコンバータ(digital scan converter)144、画像メモリ146およびプロセッサ(processor)148を備えている。
As shown in FIG. 8, the
Bモード処理部10およびドップラ処理部12から音線ごとに入力されたBモード画像およびドップラ計測データは、入力データメモリ142にそれぞれ記憶される。入力データメモリ142のデータは、ディジタル・スキャンコンバータ144で走査変換されて画像メモリ146に記憶される。プロセッサ148は、入力データメモリ142および画像メモリ146のデータについてそれぞれ所定のデータ処理を施す。データ処理には空間フィルタリングが含まれる。空間フィルタリングについては後にあらためて説明する。
The B-mode image and Doppler measurement data input for each sound ray from the B-
画像処理部14には表示部16が接続されている。表示部16は、画像処理部14から画像信号が与えられ、それに基づいて画像を表示するようになっている。なお、表示部16は、カラー(color)画像が表示可能なグラフィックディスプレー(graphic display)等で構成される。
A
以上の送受信部6、Bモード処理部10、ドップラ処理部12、画像処理部14および表示部16には制御部18が接続されている。制御部18は、それら各部に制御信号を与えてその動作を制御する。また、被制御の各部から各種の報知信号が入力される。超音波プローブ2、送受信部6、Bモード処理部10、ドップラ処理部12、画像処理部14および制御部18からなる部分は、本発明における撮影手段の一例である。
A
制御部18の制御の下で、Bモード動作およびドップラモード動作が実行される。制御部18には操作部20が接続されている。操作部20は操作者によって操作され、制御部18に適宜の指令や情報を入力するようになっている。操作部20は、例えばキーボード(keyboard)やポインティングデバイス(pointing device)およびその他の操作具を備えた操作パネル(panel)で構成される。
Under the control of the
本装置の動作を説明する。操作者は超音波プローブ2を対象4の所望の個所に当接し、操作部20を操作して、例えばBモードとドップラモードを併用した撮影動作を行う。これによって、制御部18による制御の下で、Bモード撮影とドップラモード撮影が時分割で行われる。すなわち、例えばドップラモードのスキャンを所定回数行う度にBモードのスキャンを1回行う割合で、Bモードとドップラモードの混合スキャンが行われる。
The operation of this apparatus will be described. The operator abuts the ultrasonic probe 2 on a desired portion of the object 4 and operates the
Bモードにおいては、送受信部6は、超音波プローブ2を通じて音線順次で対象4の内部を走査して逐一そのエコーを受信する。Bモード処理部10は、送受信部6から入力されるエコー受信信号を対数増幅ユニット102で対数増幅し包絡線検波ユニット104で包絡線検波してAスコープ信号を求め、それに基づいて音線ごとのBモード画像を形成する。画像処理部14は、Bモード処理部10から入力される音線ごとのBモード画像を入力データメモリ142に記憶する。これによって、入力データメモリ142内に、Bモード画像についての音線データ空間が形成される。
In the B mode, the transmission /
ドップラモードにおいては、送受信部6は超音波プローブ2を通じて音線順次で対象4の内部を走査して逐一そのエコーを受信する。その際、1音線当たり複数回の超音波の送波とエコーの受信が行われる。
In the Doppler mode, the transmission /
ドップラ処理部12は、エコー受信信号を直交検波ユニット120で直交検波し、MTIフィルタ122でMTI処理し、自己相関演算ユニット124で自己相関を求め、自己相関結果から、平均流速演算ユニット126で平均流速を求め、分散演算ユニット128で分散を求め、パワー演算ユニット130でパワーを求める。
The
画像処理部14は、ドップラ処理部12から入力される音線ごとかつピクセルごとの各ドップラ計測データを入力データメモリ142に記憶する。これによって、入力データメモリ142内に、各ドップラ計測データについての音線データ空間が成される。
The
プロセッサ148は、入力データメモリ142のBモード画像およびドップラ計測データをディジタル・スキャンコンバータ144でそれぞれ走査変換して画像メモリ146に書き込む。その際、ドップラ計測データは、速度に分散を加味したカラーフローマッピング(CFM: color flow mapping)画像およびパワードップラ(PDI: power Doppler imaging)画像として書き込まれる。
The
プロセッサ148は、Bモード画像、CFM画像およびPDI画像を別々な領域に書き込む。Bモード画像は、音線走査面の体内組織の断層像を示すものとなる。CFM画像は、音線走査面の血流速度等の2次元分布を示す画像となる。この画像では血流の方向に応じて表示色を異ならせる。また、速度に応じて表示色の輝度を異ならせる。また、分散に応じて所定の色の混色率を高め表示色の純度を変える。これによって、速度の大きさ、方向、分散が視認性良く表示される。PDI画像は、音線走査面の血流等の存在を示す画像となる。表示色はCFM画像に用いる色とは異ならせる。信号強度に応じて表示色の輝度を変える。CFM画像およびPDI画像はいずれもフロー画像となる。
The
これらの画像を表示部16に表示させる場合には、例えばBモード画像とCFM画像を重ね合わせて表示する。これにより、体内組織との位置関係が明確な血流速度分布像を観察することができる。また、Bモード画像とPDI画像を重ね合わせて表示する。この場合は、体内組織との位置関係が明確な血管走行状態を観察することができる。
When these images are displayed on the
フロー画像について、プロセッサ148により、黒抜けを補正するための空間フィルタリングが行われる。空間フィルタリングに着目したプロセッサ148の機能ブロック図を図9に示す。同図は空間フィルタの構成を示す。本フィルタの構成によって、空間フィルタに関する本発明を実施するための最良の形態の一例が示される。本フィルタの動作によって、空間フィルタリング方法に関する本発明を実施するための最良の形態の一例が示される。
For the flow image, the
同図に示すように、本フィルタは、黒抜け探索ユニット702、領域判定ユニット704および黒抜け補正ユニット706を有する。各ユニットはいずれもプロセッサ148の機能の一部である。黒抜け探索ユニット702は、入力画像の黒抜けを探索する。領域判定ユニット704は、黒抜け探索ユニット702の探索結果に基づいて、黒抜け部分が補正領域に該当するか否かを判定する。補正ユニット706は、領域判定ユニット704の判定結果に基づいて入力画像の黒抜けを補正し、補正後の画像を出力する。出力画像には必要に応じて適宜のスムージング(smoothing)を施すようにしてもよい。
As shown in the figure, this filter has a black
黒抜け探索ユニット702は本発明における探索手段の一例である。領域判定ユニット704は本発明における判定手段の一例である。黒抜け補正ユニット706は本発明における補正手段の一例である。
The
本フィルタの動作のフローチャート(flow chart)を図10に示す。同図に示すように、本フィルタは、ステージ(stage)711で黒抜け探索を行う。黒抜け探索は黒抜け探索ユニット702によって行われる。黒抜け探索は、入力画像について、所定の条件に当てはまる画素値を持つ画素の位置(座標)を検出するとともに、そのような画素が連続する数(連続画素数)を求めることにより行われる。
A flow chart of the operation of this filter is shown in FIG. As shown in the figure, this filter performs a black spot search at a
所定の条件は閾値によって規定される。閾値を用いることにより条件設定を容易に行うことができる。閾値は単一の値あるいは所定の範囲の両端を規定する2つの閾値である。また、閾値は、画素値そのものについての閾値あるいは画素値の差についての閾値である。 The predetermined condition is defined by a threshold value. Condition setting can be easily performed by using the threshold value. The threshold value is a single value or two threshold values that define both ends of a predetermined range. The threshold value is a threshold value for the pixel value itself or a threshold value for a difference between pixel values.
画素値そのものについての閾値は、例えば、画素値のレンジ(range)の数%程度と設定される。画素値の差についての閾値は、例えば、減算前の値から見た差の値の減少量が画素値のレンジ(range)の数%程度と設定される。それらの閾値は可変とするのが、フィルタリングの効果を調節可能とする点で好ましい。 The threshold for the pixel value itself is set to, for example, about several percent of the range of the pixel value. For example, the threshold value for the difference between pixel values is set such that the amount of decrease in the difference value viewed from the value before subtraction is about several percent of the range of the pixel value. It is preferable that these threshold values be variable in that the effect of filtering can be adjusted.
画素値の差について規定された閾値を用いるときは、例えば図11に示すように、注目画素の座標を(x,y)としたとき、座標(x,y)と座標(x−1,y)の画素値の差および座標(x,y)と座標(x,y−1)の画素値の差がいずれも所定の条件を満足するとき、座標(x,y)を黒抜け領域の始点とする。そして、ここを起点として、同じ条件の画素をx,y両方向に探索し、そのような画素が連続して存在する位置および画素数を求める。このような黒抜け探索がフロー画像全体にわたって行われる。その結果、フロー画像における黒抜けの位置および大きさが個々に判明する。 When using a threshold defined for the difference in pixel values, for example, as shown in FIG. 11, when the coordinates of the pixel of interest are (x, y), the coordinates (x, y) and the coordinates (x-1, y ) And the difference between the pixel values of the coordinates (x, y) and the coordinates (x, y-1) satisfy the predetermined condition, the coordinates (x, y) are set as the start point of the blackout region. And Then, starting from here, a pixel having the same condition is searched in both the x and y directions, and the position and the number of pixels where such a pixel continuously exists are obtained. Such blackout search is performed over the entire flow image. As a result, the positions and sizes of black spots in the flow image are individually determined.
次に、ステージ713で、領域判定を行う。領域判定は領域判定ユニット704によって行われる。領域判定は、黒抜け探索によって求められた連続画素数に基づいて行われる。すなわち、連続画素数が所定限度以内であるときは、黒抜け補正を行うべき領域であると判定し、連続画素数が所定限度を超えるときは、黒抜け補正を行うべき領域でないと判定する。所定限度は、例えば、数十画素程度と設定される。所定限度は可変とするのが、フィルタリングを適切に行う点で好ましい。
Next, in
なお、連続画素数が所定限度以内であっても、探索個所がフロー画像が存在する範囲を逸脱したときは、黒抜け補正を行うべき領域でないと判定する。入力画像におけるフロー画像の存在範囲は予め判明している。 Even if the number of continuous pixels is within a predetermined limit, if the search location deviates from the range where the flow image exists, it is determined that the region is not a region where blackout correction should be performed. The existence range of the flow image in the input image is known in advance.
連続画素数が所定限度を超えるということは、その領域が黒抜け部分(すなわち、本来流れが有るはずのところがたまたま黒く抜けたところ)ではなく、実際に流れが無い部分である可能性が高い。そこで、そのような領域は領域判定によって黒抜け補正の対象から除外される。これによって、黒抜け補正のための空間フィルタリングの妥当性を高めることができる。連続画素数が所定限度以内でかつ探索範囲がフロー画像の存在範囲を逸脱したときも同様である。 If the number of continuous pixels exceeds a predetermined limit, it is highly likely that the area is not a black-out portion (that is, a portion where the flow should have flowed by chance happens to be black) but a portion where there is actually no flow. Therefore, such a region is excluded from the target of blackout correction by region determination. As a result, the validity of spatial filtering for blackout correction can be increased. The same applies when the number of continuous pixels is within a predetermined limit and the search range deviates from the existence range of the flow image.
次に、ステージ715で、黒抜け補正を行う。黒抜け補正は、黒抜け補正ユニット706によって行われる。黒抜け補正ユニット706は、領域判定により補正対象と判定された領域について黒抜け補正を行う。黒抜け補正は、黒抜け領域内の画素値を、黒抜け領域の周囲の画素値から補間した画素値で置き換えることによって行う。補間は、単純補間、1次補間、2次補間等、適宜の補間であってよい。
Next, at
図12に、空間フィルタリングに着目したプロセッサ148の他の機能ブロック図を示す。同図は空間フィルタの構成を示す。本フィルタの構成によって、空間フィルタに関する本発明を実施するための最良の形態の一例が示される。本フィルタの動作によって、空間フィルタリング方法に関する本発明を実施するための最良の形態の一例が示される。
FIG. 12 shows another functional block diagram of the
同図に示すように、本フィルタは、黒抜け探索ユニット802、領域判定ユニット804、黒抜け補正ユニット806および補正確定ユニット808を有する。各ユニットはいずれもプロセッサ148の機能の一部である。黒抜け探索ユニット802は、入力画像の黒抜けを探索する。領域判定ユニット804は、黒抜け探索ユニット802の探索結果に基づいて、黒抜け部分が補正領域に該当するか否かを判定する。補正ユニット806は、黒抜け探索ユニット802の探索結果に基づいて入力画像の黒抜けを補正する。補正確定ユニット808は、領域判定ユニット804の判定結果に基づいて、黒抜け補正ユニット806の補正を確定し、補正確定後の画像を出力する。出力画像には必要に応じて適宜のスムージングを施すようにしてもよい。
As shown in the figure, this filter has a black
黒抜け探索ユニット802は本発明における探索手段の一例である。領域判定ユニット804は本発明における判定手段の一例である。黒抜け補正ユニット806および補正確定ユニット808からなる部分は本発明における補正手段の一例である。
The
本フィルタの動作のフローチャートを図13に示す。同図に示すように、本フィルタは、ステージ901で黒抜け探索を行う。黒抜け探索は黒抜け探索ユニット802によって行われる。黒抜け探索は、入力画像について、所定の条件に当てはまる画素値を持つ画素の位置(座標)を検出するとともに、そのような画素が連続する数(連続画素数)を求めることにより行われる。所定の条件は前述と同様である。探索の要領も前述と同等である。
FIG. 13 shows a flowchart of the operation of this filter. As shown in the figure, the filter performs a black spot search at
次に、ステージ903で、黒抜け補正を行う。黒抜け補正は、黒抜け補正ユニット806によって行われる。黒抜け補正ユニット806は、探索ユニット802によって探索された黒抜け部分について、探索され次第に黒抜け補正を行う。黒抜け補正の要領は前述と同様である。
Next, in the
次に、ステージ905で、領域判定を行う。領域判定は領域判定ユニット804によって行われる。領域判定は、黒抜け探索によって求められた連続画素数に基づいて行われる。すなわち、連続画素数が所定限度以内であるときは、黒抜け補正を行うべき領域であると判定し、連続画素数が所定限度を超えるときは、黒抜け補正を行うべき領域でないと判定する。所定限度は可変とするのが、フィルタリングの効果を調節可能とする点で好ましい。
Next, at
なお、連続画素数が所定限度以内であっても、探索個所がフロー画像が存在する範囲を逸脱したときは、黒抜け補正を行うべき領域でないと判定する。入力画像におけるフロー画像の存在範囲は予め判明している。 Even if the number of continuous pixels is within a predetermined limit, if the search location deviates from the range where the flow image exists, it is determined that the region is not a region where blackout correction should be performed. The existence range of the flow image in the input image is known in advance.
連続画素数が所定限度を超えるということは、その領域が黒抜け部分ではなく、実際に流れが無い部分である可能性が高い。そこで、そのような領域は領域判定によって黒抜け補正の対象から除外される。これによって、黒抜け補正のための空間フィルタリングの妥当性を高めることができる。また、連続画素数が所定限度以内でかつ探索範囲がフロー画像の存在範囲を逸脱したときも同様である。 If the number of continuous pixels exceeds a predetermined limit, there is a high possibility that the area is not a black-out portion but a portion that does not actually flow. Therefore, such a region is excluded from the target of blackout correction by region determination. As a result, the validity of spatial filtering for blackout correction can be increased. The same applies when the number of continuous pixels is within a predetermined limit and the search range deviates from the existence range of the flow image.
次に、ステージ907で、補正確定を行う。補正確定は補正確定ユニット808によって行われる。補正確定は、領域判定により黒抜け補正を行うべきでないと判定された領域について、黒抜け補正を取り消すことによって行われる。補正の取消は、黒抜け探索時に記憶した画素位置および画素値を用いて、黒抜け補正を行うべきでないと判定された領域について元の画素値を復元することにより行われる。
Next, at
このように、黒抜けを、探索され次第に全てをいったん補正し、その後に領域判定に基づいて不要な補正を取り消す方法は、前述のように黒抜け補正を領域判定後に行うものよりもフィルタリング速度を高速化できる点で好ましい。 As described above, the method of correcting all black spots as soon as they are searched and then canceling unnecessary corrections based on the area determination has a higher filtering speed than that in which black area correction is performed after area determination as described above. It is preferable in that the speed can be increased.
以上のように、本発明ではフロー画像における黒抜け領域を適切に判定し、その領域の画素値を周辺の画素値から補間した画素値で置き換えるので、複数画素にわたる黒抜けを効果的に補正することができる。このような補正は、黒抜け領域の判定を行わない通常の空間フィルタリングのように、空間分解能やコントラスト(contrast)を低下させることがなく、また、画像輪郭の拡大を生じるということもない。 As described above, according to the present invention, the blackout region in the flow image is appropriately determined, and the pixel value in that region is replaced with the pixel value interpolated from the surrounding pixel values, so that the blackout over a plurality of pixels is effectively corrected. be able to. Such correction does not reduce the spatial resolution and contrast, and does not cause enlargement of the image contour, unlike normal spatial filtering that does not determine the blackout region.
2 超音波プローブ
4 撮影対象
6 送受信部
10 Bモード処理部
12 ドップラ処理部
14 画像処理部
16 表示部
18 制御部
20 操作部
702,802 黒抜け探索ユニット
704,804 領域判定ユニット
706,806 黒抜け補正ユニット
808 補正確定ユニット
2 Ultrasonic probe 4
Claims (7)
前記空間フィルタは、
前記フロー画像において複数の黒色の画素が集まった黒抜け領域の条件に当てはまる画素値を持つ画素の位置および連続画素数を求める探索手段であって、前記フロー画像における注目画素の座標を(x,y)としたとき、座標(x,y)と座標(x−1,y)の画素値の差および座標(x,y)と座標(x,y−1)の画素値の差がいずれも前記黒抜け領域の条件を満足するとき、座標(x,y)を黒抜け領域の始点とし、前記画素値の差の条件を用いてx,yの両方向に探索する探索手段と、
前記フロー画像において前記連続画素数が前記黒抜け領域の条件として予め定められた限度以内のときは、画素が存在する領域を補正領域と判定する判定手段と、
前記補正領域の画素値を周囲の画素値から補間した画素値で置き換える補正手段とを具備し、
前記空間フィルタは前記黒抜け領域を補正することを特徴とする超音波診断装置。 Ultrasound diagnosis having imaging means for capturing a flow image in which pixels are displayed in black when a value relating to blood flow is small based on an echo of an ultrasound irradiated to a target, and a spatial filter for processing the flow image A device,
The spatial filter is
Search means for obtaining a position of a pixel having a pixel value that meets a condition of a blackout region where a plurality of black pixels are gathered in the flow image and a number of continuous pixels, wherein the coordinates of the pixel of interest in the flow image are (x, y), the difference between the pixel values of the coordinates (x, y) and the coordinates (x-1, y) and the difference of the pixel values of the coordinates (x, y) and the coordinates (x, y-1) are both A search means for searching in both the x and y directions using the pixel value difference condition, with the coordinates (x, y) as a starting point of the black area when the black area condition is satisfied;
In the flow image, when the number of continuous pixels is within a predetermined limit as a condition of the blackout region, a determination unit that determines a region where a pixel exists as a correction region;
Correction means for replacing the pixel value of the correction region with a pixel value interpolated from surrounding pixel values;
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the spatial filter corrects the blackout region.
前記空間フィルタは、
前記フロー画像において複数の黒色の画素が集まった黒抜け領域の条件に当てはまる画素値を持つ画素の位置および連続画素数を求める探索手段であって、前記フロー画像における注目画素の座標を(x,y)としたとき、座標(x,y)と座標(x−1,y)の画素値の差および座標(x,y)と座標(x,y−1)の画素値の差がいずれも前記黒抜け領域の条件を満足するとき、座標(x,y)を黒抜け領域の始点とし、前記画素値の差の条件を用いてx,yの両方向に探索する探索手段と、
前記探索手段により探索された画素の画素値を周囲の画素値から補間した画素値で置き換える補正手段と、
前記フロー画像において前記連続画素数が前記黒抜け領域の条件として予め定められた限度を超えるときは、前記補正手段により補正された連続画素が存在する領域を復元領域と判定する判定手段と、
前記復元領域の画素値を補正前の画素値に復元する復元手段とを具備し、
前記空間フィルタは前記黒抜け領域を補正することを特徴とする超音波診断装置。 Ultrasound diagnosis having imaging means for capturing a flow image in which pixels are displayed in black when a value relating to blood flow is small based on an echo of an ultrasound irradiated to a target, and a spatial filter for processing the flow image A device,
The spatial filter is
Search means for obtaining a position of a pixel having a pixel value that meets a condition of a blackout region where a plurality of black pixels are gathered in the flow image and a number of continuous pixels, wherein the coordinates of the pixel of interest in the flow image are (x, y), the difference between the pixel values of the coordinates (x, y) and the coordinates (x-1, y) and the difference of the pixel values of the coordinates (x, y) and the coordinates (x, y-1) are both A search means for searching in both the x and y directions using the pixel value difference condition, with the coordinates (x, y) as a starting point of the black area when the black area condition is satisfied;
Correction means for replacing the pixel value of the pixel searched by the search means with a pixel value interpolated from surrounding pixel values;
When the number of continuous pixels in the flow image exceeds a predetermined limit as a condition of the blackout region, a determination unit that determines a region where the continuous pixel corrected by the correction unit exists as a restoration region;
Restoring means for restoring the pixel value of the restoration area to the pixel value before correction,
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the spatial filter corrects the blackout region.
前記黒抜け領域の条件は閾値によって規定されることを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 or 2,
2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the condition of the blackout region is defined by a threshold value.
前記予め定められた限度は可変であることを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the predetermined limit is variable.
前記フロー画像は、カラーフローマッピング画像又はパワードップラ画像であることを特徴とする超音波診断装置。 In the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the flow image is a color flow mapping image or a power Doppler image.
前記フロー画像はBモード画像と重ね合わせて表示されることを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 5,
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the flow image is displayed so as to overlap with a B-mode image.
前記補正手段の補間は、単純補間、1次補間又は2次補間であることを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that the interpolation of the correction means is simple interpolation, primary interpolation or secondary interpolation.
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