JPH04141158A - 超音波画像処理装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、超音波断層画像を処理する超音波画像処理装
置、特に超音波断層画像の輪郭を強調する超音波画像処
理装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、超音波断層画像の輪郭を強調する超音波画像処理
装置が知られているが、この装置にあっては、エコー信
号を微分し、この微分信号とエコー信号とを加算してア
ナログ的に超音波断層画像の輪郭を強調している。

［発明が解決しようとする課８］ 上記従来の超音波画像処理装置によれば、エコー信号毎
に輪郭が強調されるため、ノイズやスペックルなども強
調されるという課題があり、かつ二次元画像としてのつ
ながりに欠けた輪郭強調画像になるという課題があった
。また、超音波ビームは、ビーム幅、指向性を有してい
るが、方位分解能を悪化させる原因となるという課題が
あった。

発明の目的 本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、
その目的は、ノイズやスペックルなどを強調することな
く超音波断層画像の輪郭を強調できる超音波画像処理装
置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明に係る超音波画像処
理装置は、超音波断層画像の注目画素を中心とする所定
領域の画素群を選択してこの画素群の画素平均値を求め
る第１の平均値演算回路と、第１の平均値演算回路によ
り算出された値を２極化する２極化演算回路と、２極化
演算回路により２極化された値の平均値を求める第２の
平均値演算回路と、第２の平均値演算回路により算出さ
れた値を保持する第１の画素値保持回路と、第１の画素
値保持回路が保持する所定領域の画素群の中央値を求め
る中央値検出回路と、中央値検出回路により検出された
所定領域の画素群の中央値を保持する第２の画素値保持
回路と、第２の画素値保持回路が保持する所定領域の画
素群の中央値から所定領域の画素群の特徴を抽出する特
徴抽出回路と、特徴抽出回路が抽出した値と超音波断層
画像の注目画素とを加算する合成回路と、を備え、超音
波断層画像の輪郭を強調することを特徴としている。

［作用］ 以上のような構成としたので、本発明に係る超音波画像
処理装置は、第１の平均値演算回路により超音波断層画
像の注目画素を中心とする所定領域の画素群を選択しか
つこの画素群の画素平均値を求め、第１の平均値演算回
路により算出された値を２極化演算回路により２極化し
、２極化演算回路により２極化された値の平均値を第２
の平均値演算回路により求め、第２の平均値演算回路に
より算出された値を第１の画素値保持回路により保持し
、第１の画素値保持回路が保持する所定領域の画素群の
中央値を中央値検出回路により求め、中央値検出回路に
より検出された所定領域の画素群の中央値を第２の画素
値保持回路により保持し、第２の画素値保持回路が保持
する所定領域の画素群の中央値から特徴抽出回路により
所定領域の画素群の特徴を抽出し、特徴抽出回路が抽出
した値と超音波断層画像の注目画素とを合成回路により
加算し、超音波断層画像の輪郭を強調する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は本発明に係る超音波画像処理装置の構成を示す
ブロック図である。

超音波画像処理装置１０は、超音波断層画像の注目画素
を中心とするＮＸＮの領域の画素群を選択しかつこの画
素群の画素平均値を求める第１の平均値演算回路１２を
有しており、第１の平均値演算回路１２には、第１の平
均値演算回路１２により算出された値を２極化する２極
化演算回路１４が接続されている。

そして、２極化演算回路１４には、２極化演算回路１４
により２極化された値の平均値を求める第２の平均値演
算回路１６が接続されており、第２の平均値演算回路１
６には、第２の平均値演算回路１６より算出された値を
保持する第１の画素値保持回路１８が接続されており、
第１の画素値保持回路１８には、第１の画素値保持回路
１８が保持する所定領域の画素群の中央値を求める中央
値検出回路２０が接続されている。

更に、中央値検出回路２０には、中央値検出回路２０に
より検出された所定領域の画素群の中央値を保持する第
２の画素値保持回路２２が接続されており、第２の画素
値保持回路２２には、第２の画素値保持回路２２が保持
する所定領域の画素群の中央値から所定領域の画素群の
特徴を抽出する特徴抽出回路２４が接続されている。

また、特徴抽出回路２４及び第１の平均値演算回路１２
には、特徴抽出回路２４が抽出した値と超音波断層画像
の注目画素とを加算する合成回路２６が接続されており
、合成回路２６は乗算器２６ａと加算回路２６ｂとによ
り構成されている。

そして、第１の平均値演算回路１２は、メモリ１２ａ　
　シフトレジスタ１２ｂ、及び加算回路１２ｃから成る
直列回路を並列に複数列備えており、これらの複数の直
列回路は加算回路１２ｄに接続されており、加算回路１
２ｄには、所定定数（Ｎ　Ｘ　Ｎ）で除する除算器１２
ｅが接続されている。

また、２極化演算回路１４は、第１の平均値演算回路１
２の除算器１２ｅへ並列に接続された四則演算器１４ａ
、１４ｂ及び比較器１４ｃを有しており、四則演算器１
４ａは（６４／２５６−Ｋ）ｘ　（Ｚｌ−Ｋ）＋１９１
で除算器１２ｅの出力値Ｚ１に対し処理するようになっ
ている。

更に、除算器１４ｂは（６４／Ｋ）ＸＺＩで除算器１２
ｅの出力値Ｚ１に対し処理するようになっており、比較
器１４Ｃは基準閾値にと除算器１２ｅの出力値とを比較
するようになっており、四則演算器１４ａ、１４ｂ及び
比較器１４Ｃはセレクタ１４ｄに接続されている。

そして、第２の平均値演算回路１６は、２極化演算回路
１４のセレクタ１４ｄに接続されたシフトレジスタ１６
ａを有しており、シフトレジスタ１６ａには加算回路１
６ｂが接続されており、加算回路１６ｂには、所定数Ｍ
で加算回路１６ｂの出力を除する除算器１６ｃが接続さ
れている。

また、第１の画素値保持回路１８は並列に接続された複
数のメモリ１８ａを有しており、第２の画素値保持回路
２２も並列に接続された複数のメモリ２２ａを有してい
る。

更に、特徴抽出回路２４はシフトレジスタ２４ａ９乗算
器２４ｂ及び加算回路２４ｃから成る直列回路を並列に
複数有しており、複数の加算回路２４ｃは加算回路２４
ｄに接続されている。

そして、合成回路２６は、特徴抽出回路２４の加算回路
２４ｄに接続された乗算器２６ｇを有しており、乗算器
２６ａには加算回路２６ｂが接続されており、加算回路
２６ｂは第１の平均値演算回路１２のメモリ１２ａに接
続されている。

ついで、本実施例の作用について説明する。

超音波診断画像Ｚが入力されると、平均値演算回路１２
において、超音波診断画像Ｚの注目画素を中心としたＮ
ＸＮ　（例えば３×３）の領域の画素群の平均値を第１
００式により求める（第２図参照）。

Ｚ−１／９　Σ　　　Σ　　Ｚｌ　　　　　・・・１０
０ｊ−−１１−−１ これにより、画像に雑音が混入している場合、画像の平
滑化を行い雑音を低減する。

そして、雑音を低減された画像は２極化演算回路１４へ
送られ、画像中の対象物と背景とを分離するために２極
化される。

なお、２極化は、第３図に示すように、濃淡画素値が基
準閾値によりより大きい場合、第１０１式により画素値
を算出し、濃淡画素値が基準閾値によりより小さい場合
、第１０２式により画素値を算出する。

Ｚ２−６４／　（２５６−Ｋ） ｘ　（Ｚｌ−Ｋ）　＋１９１　　　・・・１０１Ｚ２−
６４／ＫｘＺ１　　　　　　　−１０２それから、２極
化された１次元データは、第２の平均値演算回路１６に
より注目画素を中心としたＭ個の画素の平均値を求めら
れ、更にノイズが低減される。

そして、第２の平均値演算回路１６によりノイズが低減
された１次元データは第１の画素値保持回路１８に一時
記憶され、注目画素を中心とした所定領域ＮＸＮの画素
群として中央値検出回路２０に出力される。

それから、中央値検出回路２０においては、注目画素を
中心とした所定領域ＮＸＮの画素群の中央値を取り出す
。

例えば、３×３の９個の画素群の場合は゛５番目に大き
い濃淡値を選択し、５×５の場合は１３番目に大きい濃
淡値を選択する。

すなわち、画素値が次のような場合、 １０．１３．１１ ９、　３０．　１０ １５．１６．１２ ５番目に大きい濃淡値を選択すると、１２となる。

従って、この中央値検出回路の特徴として、境算値をそ
のまま残したまま、ノイズを除去することができる。

更に、中央値検出回路２０により境界値を残したままノ
イズを除去された一次元データは第２Ｃ画素値保持回路
２２に一時記憶され、注目画素イ中心とした所定領域Ｎ
ＸＮの画素群として特徴打出回路２４に出力される。

そして、特徴抽出回路２４において、従来輪■強調に用
いられていたラプラシアンフィルタ（芽４図参照）より
も高性能で５１２Ｘ５１２画素に対応できる本出願人案
出の５Ｘ５のフィルタ（第５図参照）により濃淡の変化
する部分を抽出する例えば、超音波断層画像（第６図参
照）のＡの部分を例にとりかつＡの部分の濃淡画素値が
第７図のように変化しているとすると、第７図の濃淡画
素値を第５図の５×５のフィルタでマスク処理をすると
、第８図のような画素値となり、超音波断層画像の輪郭
のみが強調された画素値となる。

それから、輪郭のみが強調された画素値は合成回路２６
へ入力され、合成回路２６は、第８図の画素値に重みＷ
を積算した値と元の超音波断層画像の注目画素とを加算
し、輪郭を強調した画像を得る。

［発明の効果コ 以上のようにして、本発明の超音波画像処理装置によれ
ば、超音波断層画像の注目画素を中心とする所定領域の
画素群を選択しかつこの画素群の画素平均値を求め、算
出された値を２極化し、２極化された値の平均値を求め
、所定領域の画素群の中央値を求め、所定領域の画素群
の中央値から特徴を抽出し、抽出した値と超音波断層画
像の注目画素とを加算して超音波断層画像の輪郭を強調
するように構成したので、ノイズやスペックルなどを強
調せず、超音波断層画像の輪郭を強調することができる
。また、画素値を２極化することによりコントラスト分
解能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波画像処理装置の構成を示す
ブロック図、 第２図は平均値化を説明するための図、第３図は２極化
を説明するだめの図、 第４図はラプラシアンフィルタを示す図、第５図は本出
願人により案出されたフィルタを示す図、 第６図は超音波断層画像の模式図、 第７図は超音波断層画像の画素群の濃淡値を示す図、 第８図は超音波断層画像の画素群のマスク処理後の濃淡
値を示す図である。 １２　・・・　第１の平均値演算回路 １４　・・・　２極化演算回路 １６　・・・　第２の平均値演算回路 １８　・・・　第１の画素値保持回路 ２０　・・・　中央値検出回路 ２２　・・・　第２の画素値保持回路 ２４　・・・　特徴打出回路 ２６　・・・　合成回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 超音波断層画像の注目画素を中心とする所定領域の画素
   群を選択してこの画素群の画素平均値を求める第１の平
   均値演算回路と、 第１の平均値演算回路により算出された値を２極化する
   ２極化演算回路と、 ２極化演算回路により２極化された値の平均値を求める
   第２の平均値演算回路と、 第２の平均値演算回路により算出された値を保持する第
   １の画素値保持回路と、 第１の画素値保持回路が保持する所定領域の画素群の中
   央値を求める中央値検出回路と、 中央値検出回路により検出された所定領域の画素群の中
   央値を保持する第２の画素値保持回路と、第２の画素値
   保持回路が保持する所定領域の画素群の中央値から所定
   領域の画素群の特徴を抽出する特徴抽出回路と、 特徴抽出回路が抽出した値と超音波断層画像の注目画素
   とを加算する合成回路と、を備え、超音波断層画像の輪
   郭を強調することを特徴とする超音波画像処理装置。