JPH0651037B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は画像データ源より転送される画像データを平滑
して表示する画像処理装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、超音波診断装置にあっては、超音波ビームの走査
パターンの多様化に伴なうデータ処理，画像構成の複雑
化により、超音波像１フレーム（画面）の構成周期が長
くなる傾向にある。

ところで、超音波像は通常リアルタイム（実時間）で表
示されるが、上述のごとく超音波像１画面の構成周期が
長くなると、テレビ（ＴＶ）モニタ上の表示画像が時間
的に不連続になるという不都合を生ずる。なぜなら、一
般に人間の目の動特性としてＴＶモニタ上の表示画像は
１秒間に少なくとも３０フレーム程度必要（諸条件によ
り多少異なる）となるにもかかわらず、超音波像はその
数分の１程度にしか構成されないからである。

そこで従来は、フレームメモリのリードモデファイライ
ト動作を利用し、超音波ビーム走査に対応するピクセル
がアクセスされる毎に、先に取り込まれたデータに重み
付けをし、これを新たに取り込まれるデータに加えるこ
とにより平滑化する所謂フレーム相関処理が行われてい
た。

第４図は上記フレーム相関処理によるフィルタリング特
性を示す特性図であり、縦軸ＧＡＩＮは利得、横軸ｆ・
ｔはサンプリング周期（ＶＤ周期）で正規化した周波数
である。また、ａないしｄはフィールドバックゲンがそ
れぞれ０，0.25， 0.5，0.75の場合である。同図より明
らかなように、入力信号の周期が、サンプリング周期の
２倍以上（矢印Ｘで示す領域）の低周波に対してはロー
パスフィルタとして有効に作用するが、それより短い高
周波に対しては有効に作用しない。

したがって、上記フレーム相関処理によれば、超音波像
の１フレーム構成周期がＴＶモニタの１フレーム構成周
期に比べて短いかあるいは同程度の場合には有効となる
が、逆に前記超音波像の１フレーム構成周期が長くなる
場合あるいはＴＶモニタの表示に供される画像が所謂コ
マ送り画像のごとく不連続画像である場合においては十
分に平滑化することができない。この結果、人間の目に
フリッカ（ちらつき）を感じさせることとなり、医用診
断能に優れた画像表示は到底望め得ない。

［発明の目的］ 本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、表示に
供される画像がコマ送り画像のごとく不連続画像の場合
であっても、これを処理することにより滑らかな画像表
示を行い得る画像処理装置の提供を目的とする。

［発明の概要］ 上記目的を達成するための本発明の概要は、表示手段を
有し、画像データ源より転送される画像データを平滑し
て前記表示手段に表示する画像処理装置において、前記
画像データ源より転送される画像データ系列を順次記憶
する複数のフレームメモリを備え、該複数のフレームメ
モリに記憶された前記複数の画像データに対してサンプ
リング周期を前記表示手段の１画面構成周期として画像
データ系列の移動平均処理を行うことにより前記画像デ
ータを平滑して出力する移動平均処理手段を具備するこ
とを特徴とするものである。

［発明の実施例］ 以下、本発明の実施例について説明する。

ここで先ず、本発明の原理について説明する。

ディジタル回路等の離散値系における移動平均処理はＸ
_Ｋという信号系列に対して次式のごとく表わされる。

Ｕ_Ｋ＝１／ｍ Σ ｘｉ ……(1) ここに、ｍは移動平均処理を行う時系列区間数、Ｕ_Ｋは
処理信号である。これが一般的に移動平均処理と称され
る。本発明にあってはこれを拡張し、離散値系のサンプ
リング周期を表示手段たるテレビモニタの１画面構成周
期とすることにより、次式のごとく表わされる。

Ｕ_Ｋ＝Σ Ｘ_K-i ・ａ_ｉ ……(2) Σ ａ_ｉ＝１ ここに、ａ_０，ａ_１，…ａ_m-1 は重み系列であり、この
重み系列ａ_０，ａ_１，…ａ_m-1 とＸ_Ｋとのたたみ込みに
より処理信号Ｕ_Ｋを得る。

次に、上記原理に則った本発明の一実施例について図面
を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例である画像処理装置の構成を
示すブロック図である。同図５は図示しない画像データ
源例えば超音波診断装置より転送される画像データＩＤ
の系列と重み系列（後述する）とのたたみ込みによる移
動平均処理を行う移動平均処理手段、６は前記移動平均
処理手段５の処理結果をアナログ信号に変換するＤ／Ａ
（ディジタル・アナログ）変換手段、７は前記Ｄ／Ａ変
換手段６の出力を基に画像表示を行う表示手段（ＴＶモ
ニタ）であり、この表示手段７の１画面構成周期（以
下、「ＶＤ周期」という）が前記移動平均処理手段５の
サンプリング周期となる。

次に、前記移動平均処理手段５の構成について説明す
る。１は複数のフレームメモリ１ａ，１ｂ，…１ｎより
成るフレームメモリ群であり、各フレームメモリの記憶
内容はそれぞれＶＤ周期により図面上右隣りのフレーム
メモリに移動する構成となっている。２は重み系列
ａ_０，ａ_１，ａ_２，…ａ_m-1 を出力する重み系列発生手
段、３は複数の乗算部３ａ，３ｂ，３ｃ，…３ｎより成
る乗算部群であり、前記画像データＩＤと前記重み系列
発生手段２よりのａ_０との乗算を行う乗算部３ａと、前
記フレームメモリ１ａより読み出された画像データと前
記重み系列発生手段２よりのａ_１との乗算を行う乗算部
３ｂと、前記フレームメモリ１ｂより読み出された画像
データと前記重み系列発生手段２よりのａ_２との乗算を
行う乗算部３ｃと、前記フレームメモリ１ｎより読み出
された画像データと前記重み系列発生手段２よりのａ
_m-1 との乗算を行う乗算部３ｎとを有して構成される。
４は前記各乗算部３ａ，３ｂ，３ｃ，…３ｎの出力を加
算する加算部であり、その加算結果は前記Ｄ／Ａ変換手
段６に入力される。

次に、以上構成による実施例装置の作用について説明す
る。

図示しない画像データ源よりその画像データ源の１画面
構成周期（以下、「ＩＦ周期」という）毎に新たな画像
データＩＤが転送される。

表示手段７のＶＤ周期を基準として新たに転送される画
像データをＸ_ｋ，ＶＤ周期の１周期前の画像データをＸ
_k-1 ，ＶＤ周期の２周期前の画像データをＸ_k-2 ，ＶＤ
周期の（ｍ−１）周期前の画像データをＸ_k-m+1 とし、
前記Ｘ_k-1 ，Ｘ_k-2 ，…Ｘ_k-m+1 はそれぞれフレームメ
モリ１ａ，１ｂ，…１ｎに記憶されているものとする。
そして、新たに転送される画像データＸ_ｋ，前記フレー
ムメモリ１ａ，１ｂ，…１ｎより読み出された画像デー
タＸ_k-1 ，Ｘ_k-2 ，…Ｘ_k-m+1 はそれぞれ乗算器３ａ，
３ｂ，３ｃ…３ｎに入力され、ここで重み系列発生手段
２よりのａ_０，ａ_１，…ａ_m-1 に応じた重み付けがなさ
れる。重み付けがなされた画像データすなわち乗算器３
ａ，３ｂ，３ｃ…３ｎの出力は加算器４により加算され
ることなる。

以上の作用により前(2)式の実行が図れ、前記加算器４
の出力は移動平均処理結果Ｕ_Ｋとなる。

この移動平均処理結果はＤ／Ａ変換手段６を介して表示
手段７の画像表示に供されるが、この画像表示は、コマ
送り画像が平滑化された画像表示となる。以下、この平
滑化を第２図により説明する。

第２図は本実施例装置の移動平均処理による平滑化の様
子を説明するための説明図であり、移動平均処理を行う
時系列区間ｍ＝３とし、またａ_０＝ａ_１＝ａ_２１／３と
して移動平均処理を行った場合である。ＩＦ周期がＶＤ
周期の５倍でり、かつ、処理前における所定ピクセルの
階調値がＩＦ周期毎に実線９のように急激に変化した場
合であっても、処理後における同ピクセルの階調値は破
線１０のように階段状に平滑化されることとなる。これ
により、人間の目にフリッカを感じさせない。

尚、上記条件の場合のフィルタリング特性を第３図に示
す。同図横軸ｆ・ｔはサンプリング時間間隔で正規化し
た周波数（ｆは階調変化周波数（Ｈｚ）、ｔはサンプリ
ングの時間間隔（Ｓ））であり本実施例ではＶＤ周期で
ある。また、実線１１は処理前の特性、破線１２は処理
後の特性である。従来のフレーム相感処理によるフィル
タリング特性（第４図）と比較して明らかなように、移
動平均処理によるフィルタリング特性にあっては、高周
波に対してもローパスフィルタとして有効に作用する。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の
範囲内で適宜に変形実施が可能であるのはいうまでもな
い。

特に、第１図の移動平均処理手段５の構成はその一例で
あり、この構成に限定されない。

上記実施例では画像データ源を超音波診断装置とした
が、本発明に係る画像処理装置は画像データ源の種類を
問わず、画像データ源の１画面構成周期が表示手段の１
画面構成周期に比べて長くなる場合あるいは画像データ
源より転送される画像がコマ送り画像のごとく不連続画
像となる場合において極めて有効に作用する。

上記実施例ではピクセルの階調についての平滑化を行っ
たか、色調についての平滑化も同様にして行い得る。

［発明の効果］ 以上、詳述したように本発明によれば、表示に供される
画像がコマ送り画像のごとく不連続画像の場合であって
も、移動平均処理にる平滑化を行うことにより、フリッ
カを感じさせない滑らかな画像表示を行い得る画像処理
装置を提供することができる。特に、本発明に係る画像
処理装置を超音波診断装置に適用すれば、医用診断能に
優れた画像表示を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である画像処理装置の構成を
示すブロック図、第２図は本実施例装置の移動平均処理
による平滑化の様子を説明するための説明図、第３図は
本実施例装置の移動平均処理によるフィルタリング特性
を示す特性図、第４図は従来のフレーム相関処理による
フィルタリング特性を示す特性図である。 ５……移動平均処理手段、７……表示手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表示手段を有し、画像データ源より転送さ
   れる画像データを平滑して前記表示手段に表示する画像
   処理装置において、前記画像データ源より転送される画
   像データ系列を順次記憶する複数のフレームメモリを備
   え、該複数のフレームメモリに記憶された前記複数の画
   像データに対してサンプリング周期を前記表示手段の１
   画面構成周期として画像データ系列の移動平均処理を行
   うことにより前記画像データを平滑して出力する移動平
   均処理手段を具備することを特徴とする画像処理装置。