JPH02228950A - 超音波診断装置の画像信号処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、画像信号処理回路、特に超音波診断装置に
用いる画像信号処理回路に関する。

（従来の技術） 超音波診断装置は超音波プローブより出力される超音波
ビームにより被検体超音波走査し、これにより得られる
エコー信号を画像信号に変換し、モニタに被検体の断層
像を表示するために使用される。

一般に、超音波診断装置には、ノイズを除去するために
画像信号をフィルタ処理する信号処理回路が設けられる
が、この信号処理回路として画像信号をフレーム相関処
理するフレーム相関回路が用いられる。このフレーム相
関回路は画像信号に固定のフレーム相関係数を掛算する
ことによって画像信号の信号処理を行う。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の超音波診断装置の信号処理回路、即ちフレーム相
関回路においては、被検体の動きによるボケを防止する
ために相関係数を大きくできなく、そのために十分なノ
イズ除去の効果が得られない。

従って、この発明の目的は、動きボケを防止し、十分な
ノイズ除去効果が得られる超音波診断装置の信号処理回
路を提供することにある。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） この発明によると、超音波画像信号をフレーム相関処理
するフレーム相関回路と、入力フレーム画像信号と先の
フレーム画像信号との差に応じてフレーム相関回路のフ
レーム相関係数を変える係数出力回路とにより構成され
る超音波診断装置の画像信号処理回路が提供される。

（作用） フレーム相関回路は入力フレーム画像信号を受け、この
画像信号にフレーム相関係数を掛算することによりフレ
ーム相関処理を行い、処理画像情報をフレームメモリに
出力する。係数出力回路ハ人力フレーム画像信号とフレ
ームメモリの先の画像信号との差を算出し、差に対応す
る相関係数をフレーム相関回路に出力する。即ち、動き
に応じたフレーム相関係数により人力フレーム画像信号
を相関処理する。

（実施例） 第°１図の実施例によると、超音波プローブ１１の出力
端子は超音波送受信回路１２の入出力端子に接続される
。送受信回路１２は超音波プローブ１１に駆動パルスを
供給すると共に超音波プローブから出力されるエコー信
号、を受信し、画像信号に変換する機能を有する。

送受信回路１２の出力端子はＡ／Ｄコンバータを介して
フレーム相関回路１４及び係数出力回路１５の入力端子
に接続される。フレーム相関回路１４は画像信号を相関
係数に応じてフィルタ処理する回路である。係数出力回
路１５は入力フレーム画像信号と先のフレーム画像信号
との差α（＝　ｌ　Ｄｎ　−Ｄｎ−１１）に応じた相関
係数を出力する回路であり、引算器および差情報と相関
係数とを関係付けたテーブルを記憶したメモリとにより
構成できる。

フレーム相関回路１４の出力端子はフレームメモリ１６
に結合される。フレームメモリ１６は相関処理した画像
信号を記憶し、記憶画像情報をフレーム相関回路１４及
び係数出力回路１５に読み出すと共にモニタ１７に入力
する。

次に、上記実施例の動作を説明する。

送受信回路１２から超音波プローブ１１に超音波スキャ
ンのための駆動パルスが供給されると、超音波プローブ
１１から超音波ビームが放射され、この超音波ビームに
より被検体が例えばセクタスキャンされる。このセクタ
スキャンにより超音波プローブ１１からエコー信号が送
受信回路１２に出力される。送受信回路１２はエコー信
号を増幅および遅延処理することによりエコー信号を画
像信号（Ｂモード信号）に変換する。画像信号はＡ／Ｄ
コンバータ１３によりデジタル画像信号に変換され、フ
レーム相関回路１４に人力される。フレーム相関回路１
４は係数出力回路］５から出力される相関係数に従つて
画像信号を相関処理する。即ち、フレーム相関回路１４
はＹ＝Ａ−Ｄｎ＋Ｂ−Ｄｎ−１の計算を各画素に対して
行い、処理画像情報Ｙを出力する。この場合、第２図に
示すように差αが大きくなるほど、即ち動きが大きいほ
ど先の画像信号（Ｄｎ−１）に掛算される係数Ｂが小さ
くされる。従って、先の画像情報が入力画像信号に対し
て与える影響が少なくなり、動きボケが抑制される。尚
、Ａ、ＢはＡ十Ｂ−１の関係にあり、ＡＢが変化すると
Ｂも変化する。

フレーム相関回路１４から出力される画像情報Ｙはフレ
ームメモリ１６に記憶され、フレームメモリ１６から読
み出される画像情報はモニタ１７に人力され、断層像と
して表示される。

第３図の実施例によると、Ａ／Ｄコンバータ１３から出
力されるデジタル画像信号Ｄｎがフレームメモリ１６の
前の画像情報Ｄ　ｎ−１と共に相関検出回路２１に入力
される。この相関検出回路２１はｌ　Ｄｎ　−Ｄｎ−１
ｌにより先の画像情゛報と入力画像情報との差αが求め
、この差αに対応する相関係数Ｂをフレーム相関回路１
４に出力する。

また、相関検出回路２１は固定相関係数Ａおよび画像情
報Ｄｎ並びにＤ　ｎ−１をフレーム相関回路１４に出力
する。フレーム相関回路１４はＹ−Ａ　−Ｄｎ　＋Ｂ−
Ｄｎ−１に基づいて相関処理画像情報Ｙを画素毎に算出
する。相関処理画像情報はフレームメモリ１６を介して
モニタに送られ、断層縁として表示される。

上記実施例によると、画素毎に差に応じた相関係数によ
り画像信号が相関処理されているので、動きの部分が他
の部分より大きく補正される。このため、得られる画像
は動き部分が目立って表示され、不自然な画像となる。

また、暗い画像の場合、差が小さいので、相関係数が大
きくなり、画像がボケる。

第４図の実施例は、上記の点を改善している。

この実施例によると、入力フレーム画像信号Ｄｎおよび
先の画像情報Ｄ　ｎ−１が引算回路２２に入力される。

この引算回路２２により各画素毎にＤｎ　−Ｄｎ−Ｌ　
　Ｉが計算され、差αが求められる。

この差αは最大値検出回路２３に入力される。最大値検
出回路２３は１フレームの画像信号から得られる差の最
大値を検出し、最大値の差を係数出力回路２４に出力す
る。係数出力回路２４は最大値差に対応する相関係数を
フレーム相関回路１４に出力する。即ち、この実施例に
よると、１フレームの全画素において得られる最大値の
差により相関係数が決定される。このように相関係数を
決定すると、１フレ一ム全体で相関係数が係数が決めら
れるので、各部分におけるノイズの影響を受けることな
く、シかも動きは高階調部にて検出されるので、低階調
部での動きのボケが防止できる。

特に、腹部等の超音波スキャンにおいて、超音波プロー
ブが動かされるために画像全体が同時に動くが、この全
体の動きは上記のように最大値を検出することにより相
関係数の決定に影響されない。

第５図の実施例によると、１フレームの画像信号が複数
のブロックに分割され、各プロ・ツクの画素の平均値が
求められ、この平均値に基づいて相関係数が決定される
。即ち、引算回路２２により画素毎に求められる差は平
均化回路２５により第６図（ａ）に示すように数〜数十
画素を夫々含むブロック１．　ＩＩ、　ＩＩＩ、ｍＶ・
・に分けて、画素の平均値が求められる。平均値は最大
値検出回路２３に入力され、全てのブロックの平均値の
内の最大平均値が検出される。この最大平均値が係数出
力回路２４に入力されることにより、この最大平均値に
対応する相関係数が係数出力回路２４がらフレーム相関
回路１４に出力される。このようにブロック毎に平均値
を求め、この平均値に基づいて相関係数を決定すると、
画像のエツジ部分における大きな画像差による極端な補
正が防止され、自然な画像が得られる。

尚、平均値を得る場合に、第６図に示すように各画素が
中心となるブロックが形成され、このブロック０平均値
を求め、これらブロックの平均値の最大値から相関係数
を決定してもよい。

第５図の実施例によると、第４図の実施例と同様に各部
分においてノイズの発生パターンが異なることがなく、
動きは高階調部において検出されるので、低階調部にお
ける動きのボケが防止できる。更に、ｌ　Ｄ　ｎ　−Ｄ
　ｎ−１１の値の平均値が用いられているので、振幅の
大きいノイズまたは急なエツジでの微妙な動きによる影
響が防止できる。

上記実施例においては、フレーム相関処理において、１
次１１Ｒを用いるものとして説明されているが、２次１
１Ｒ等他の線形フィルタを用いても同様な効果が得られ
る。

［発明の効果］ この発明によると、画像信号を相関処理するときに相関
係数が入力画像と先の画像との差に応じて決定されてい
るので、十分なノイズ除去効果が保たれて動きによるボ
ケを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に従った画像信号処理回路
を用いた超音波診断装置の回路図、第２図はフレーム間
差と相関係数の関係を示す図、第３図は他の実施例に従
った超音波診断装置のブロック回路図、第４図は他の実
施例に従った画像信号処理回路の回路図、第５図は更に
他の実施例に従った画像信号処理回路のブロック回路図
、そして第６図は画素のブロック化を示す図である。 １１・・・超音波プローブ、１２・・・送受信回路、１
３・・・Ａ／Ｄコンバータ、１４・・・フレーム相関回
路、１５・・・係数出力回路、１６・・・フレームメモ
リ、２２・・・引算回路、２３・・・最大値検出回路、
２４・・・係数出力回路、２５・・・平均化回路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波画像信号をフレーム相関処理するフレーム
   相関処理手段と、入力フレーム画像信号と先のフレーム
   画像信号との差に応じて前記フレーム相関処理手段のフ
   レーム相関係数を変える係数出力手段とにより構成され
   る超音波診断装置の画像信号処理回路。
2. （２）前記係数出力手段は画素毎に入力フレーム画像信
   号と先のフレーム画像信号との差を検出する差検出手段
   と、この差検出手段から得られる差に対応する係数を画
   素毎に前記フレーム相関処理手段に出力する手段とによ
   り構成される特許請求の範囲第１項記載の超音波診断装
   置の画像信号処理回路。
3. （３）前記係数出力手段は入力フレーム画像信号と先の
   フレーム画像信号との差を画素毎に検出する差検出手段
   と、この差検出手段により得られる差の最大値を検出す
   る手段と、この最大値に対応する係数を出力する手段と
   により構成される特許請求の範囲第１項記載の超音波診
   断装置の画像信号処理回路。
4. （４）前記係数出力手段は入力フレーム画像信号と先の
   フレーム画像信号との差を画素毎に検出する手段と、複
   数の画素に対応する差情報を複数のブロックに分け、各
   ブロックの差情報の平均値を求める手段と、平均値の最
   大値を検出する手段と、この最大平均値に対応する係数
   を出力する手段とにより構成される特許請求の範囲第１
   項記載の超音波診断装置の画像信号処理回路。