JPH07134772A - 画像表示装置及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノイズ対策として実行されるフィルタリング
に起因して発生するチラツキを軽減させることが可能な
画像表示装置及び画像処理方法を実現する。 【構成】 空間フィルタリングが施された画像を表示す
る画像表示装置において、空間フィルタリングのための
フィルタ形式またはフィルタ重み係数を出力するフィル
タ式手段８と、フィルタ形式またはフィルタ重み係数に
従った空間フィルタリングを空間フィルタオン／オフ信
号を受けて実行する空間フィルタ２と、空間フィルタオ
ン／オフ信号を遅延させる遅延手段９と、遅延手段で遅
延された空間フィルタオン／オフ信号を参照して、所定
の画像における注目画素及びその近傍の画素の値に応じ
た空間フィルタオン／オフ信号を生成するフィルタ条件
判別式手段７とを備えたこと特徴とする画像表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像表示装置及び画像処
理方法の改良に関し、特に超音波診断画像に好適なフィ
ルタリング処理により発生するチラツキ防止に配慮され
た画像表示装置及び画像処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波診断装置において、得られた超音
波画像のノイズ対策としては、１フレーム内でノイズ除
去を行える２次元空間フィルタリングと、時間軸方向の
相関（フレーム相関）を利用してノイズ除去を行えるフ
レームアベレージングとがある。通常は、検波後のエコ
ー信号に対してこのようなノイズ除去を行ってから、デ
ィジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）に送るようにし
ている。

【０００３】図３は従来の超音波診断装置の概略構成を
示す構成図である。この図３において、検波後のエコー
信号は音線メモリ１に蓄えられた後、空間フィルタ２に
供給される。この空間フィルタ２は、２次元空間フィル
タリングを実行するためのフィルタであり、メディアン
フィルタ等の空間フィルタが用いられる。そして、空間
フィルタ２は、フィルタ条件判別式格納手段３からの空
間フィルタオン／オフ信号を受けて動作するものであ
り、そのフィルタリング動作は、フィルタ式格納手段４
に格納されたフィルタ形式に従って実行される。この２
次元空間フィルタリングの実行後に、フレームアベレー
ジング手段５により時間軸方向のノイズ除去が行われ
る。このフレームアベレージング手段５はアベレージン
グ式格納手段６に格納されたアベレージング式に従って
フレームアベレージングを実行する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この２次元空間フィル
タリングの一例を図４を用いて説明する。この図４にお
いて、縦線は音線方向を示し、二重丸ｘは注目画素、白
丸ａ，ｂ，ｃ，ｄは注目画素に隣接する近傍の画素であ
る。ここで、ｘが近傍の点ａ，ｂ，ｃ，ｄより値（例え
ば、輝度）が小さい場合には、予め定められたフィルタ
形式と重み係数（例えば、ｘ’＝（ｘ＋ａ＋ｂ＋ｃ＋
ｄ）／５）で空間フィルタを実行する。このようなフィ
ルタリングにより、ノイズの重畳で極端な値となった信
号を補間することができる。

【０００５】この２次元空間フィルタリングは同一フレ
ーム内でノイズ除去のため実行するものであるが、同一
の画素について、あるフレームではフィルタリングを行
い、その次のフレームでフィルタリングを行わないよう
な場合、フレーム間で値が大きく異りチラツキとして感
じられる。とくに、フィルタリングを実行するか否かの
条件の境目にあるような場合に、このような問題が生じ
やすい。

【０００６】尚、以上の問題について超音波診断装置を
例にして説明したが、これに限らず、一般の画像表示装
置や画像処理方法についても同様の問題が発生してい
る。本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目
的は、ノイズ対策として実行されるフィルタリングに起
因して発生するチラツキを軽減させることが可能な画像
表示装置及び画像処理方法を実現することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の課題は、第一に、
空間フィルタリングが施された画像を表示する画像表示
装置において、空間フィルタリングのためのフィルタ形
式またはフィルタ重み係数を出力するフィルタ式手段
と、フィルタ形式またはフィルタ重み係数に従った空間
フィルタリングを空間フィルタオン／オフ信号を受けて
実行する空間フィルタと、空間フィルタオン／オフ信号
を遅延させる遅延手段と、遅延手段で遅延された空間フ
ィルタオン／オフ信号を参照して、所定の画像における
注目画素及びその近傍の画素の値に応じた空間フィルタ
オン／オフ信号を生成するフィルタ条件判別式手段とを
備えたこと特徴とする画像表示装置により解決され、第
２に、空間フィルタリングが施された画像を表示する画
像表示装置において、フィルタ形式またはフィルタ重み
係数に従った空間フィルタリングを空間フィルタオン／
オフ信号を受けて実行する空間フィルタと、所定の画像
における注目画素及びその近傍の画素の値に応じた空間
フィルタオン／オフ信号を生成するフィルタ条件判別式
手段と、空間フィルタオン／オフ信号を遅延させる遅延
手段と、遅延手段で遅延された空間フィルタオン／オフ
信号を参照して、空間フィルタリングのためのフィルタ
形式またはフィルタ重み係数を出力するフィルタ式手段
とを備えたこと特徴とする画像表示装置により解決さ
れ、第３に、フレームアベレージングが施された画像を
表示する画像表示装置において、フィルタ形式またはフ
ィルタ重み係数に従った空間フィルタリングを空間フィ
ルタオン／オフ信号を受けて実行する空間フィルタと、
所定の画像における注目画素及びその近傍の画素の値に
応じて空間フィルタオン／オフ信号を生成するフィルタ
条件判別式手段と、空間フィルタリングのためのフィル
タ形式またはフィルタ重み係数を出力するフィルタ式手
段と、フィルタ条件式判別手段の空間フィルタオン／オ
フ信号を遅延させる遅延手段と、複数のフレームの各画
素を平均化することによりノイズ除去を行うフレームア
ベレージング手段と、遅延手段から得られる空間フィル
タオン／オフ信号を参照して、前記平均式または重み係
数を変更して格納する平均式格納手段とを備えたこと特
徴とする画像表示装置により解決され、第４に、空間フ
ィルタリングを実行して画像を処理する画像処理方法に
おいて、前フレームでの空間フィルタのオン／オフ状態
に応じて所定の参照画素と注目画素の値に応じて空間フ
ィルタのオン／オフを決定し、前フレームでの空間フィ
ルタのオン／オフ状態に応じて、フィルタ形式またはフ
ィルタ重み係数を決定し、決定されたフィルタ形式また
はフィルタ重み係数に従って空間フィルタリングを実行
することを特徴とする画像処理方法により解決され、第
五に、前フレームでの空間フィルタのオン／オフ状態に
応じて所定の参照画素と注目画素の値に応じて空間フィ
ルタのオン／オフを決定し、前フレームでの空間フィル
タのオン／オフ状態に応じて、フィルタ形式またはフィ
ルタ重み係数を決定し、決定されたフィルタ形式または
フィルタ重み係数に従って空間フィルタリングを実行
し、前フレームでの空間フィルタのオン／オフ状態に応
じて、平均式または重み係数を決定し、決定された平均
式または重み係数に従って複数のフレームの各画素を平
均化してフレームアベレージングを実行すること特徴と
する画像処理方法により解決される。

【０００８】

【作用】課題を解決する第一の手段において、フィルタ
条件判別式手段は、遅延手段から得られる遅延された空
間フィルタオン／オフ信号を参照して、空間フィルタオ
ンオフ信号の生成を変更する。これにより、空間フィル
タオン／オフ信号，フィルタ形式及び重み係数のフレー
ム間の差異が小さい状態で空間フィルタリングが実行さ
れる。

【０００９】課題を解決する第二の手段において、フィ
ルタ式手段は、遅延手段から得られる遅延された空間フ
ィルタオン／オフ信号を参照して、フィルタ形式及び重
み係数の出力を変更する。これにより、フィルタ形式ま
たは重み係数のフレーム間の差異が小さい状態で空間フ
ィルタリングが実行される。

【００１０】課題を解決する第三の手段において、平均
式格納手段は、遅延手段から得られる遅延された空間フ
ィルタオン／オフ信号を参照して、複数のフレームの各
画素を平均化する際の平均式または重み係数を格納する
際に、その平均式または重み係数を変更する。これによ
り、空間フィルタオン／オフ信号，フィルタ形式及び重
み係数のフレーム間の差異が小さい状態でフレームアベ
レージングが実行される。

【００１１】課題を解決する第四の手段において、前フ
レームでの空間フィルタのオン／オフ状態に応じて定め
られた参照画素と注目画素との値に応じて現フレームの
空間フィルタのオン／オフが決定され、前フレームでの
空間フィルタのオン／オフ状態に応じて定められたフィ
ルタ形式または重み係数に従って空間フィルタリングが
実行される。これにより、空間フィルタオン／オフ状
態，フィルタ形式及び重み係数のフレーム間の差異が小
さい状態で空間フィルタリングが実行される。

【００１２】課題を解決する第五の手段において、前フ
レームでの空間フィルタのオン／オフ状態に応じて定め
られた参照画素と注目画素との値に応じて現フレームの
空間フィルタのオン／オフが決定され、前フレームでの
空間フィルタのオン／オフ状態に応じて定められたフィ
ルタ形式または重み係数に従って空間フィルタリングが
実行され、前フレームでの空間フィルタのオン／オフ状
態に応じて決定された平均式または重み係数に従って複
数のフレームの各画素を平均化してフレームアベレージ
ングが行われる。これにより、空間フィルタオン／オフ
状態，フィルタ形式及び重み係数のフレーム間の差異が
小さい状態で空間フィルタリング，フレームアベレージ
ングが実行される。

【００１３】

【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。図１は本発明の一実施例の超音波診断装置
の構成を示す構成図である。この図１に示す実施例では
画像処理装置として超音波診断装置を例にして説明を行
うものとし、既に説明した図３の超音波診断装置の構成
と同一物には同一番号を付してある。図３の構成と異な
る部分は、フィルタ条件判別式手段７の出力を受けるフ
レームディレイ手段９を備え、このフレームディレイ手
段９で１フレームに相当する時間（若しくはそれ以上の
時間）ディレイされた空間フィルタオン／オフ信号をフ
ィルタ条件判別式手段７，フィルタ式格納手段８，アベ
レージング式格納手段１０に供給するように構成してい
る点である。

【００１４】このように構成された本実施例の超音波診
断装置の動作、すなわち画像表示装置の動作及び画像処
理方法を図２のシーケンス図を参照して説明する。検波
後のエコー信号は、空間フィルタ２の信号入力に供給さ
れると共に、フィルタ条件判別式手段７の信号入力にも
供給される。ここで、フィルタ条件判別式手段７におい
て、空間フィルタ２を動作させるか否かの空間フィルタ
オン／オフ信号が生成される。この空間フィルタオン／
オフ信号は、空間フィルタ２のオン／オフ制御入力に供
給されると共に、フレームディレイ手段９にも供給され
る。フレームディレイ手段９は、供給されたオン／オフ
信号を１フレーム分遅延させて、フィルタ条件判別式手
段７，フィルタ式格納手段８及びアベレージング式格納
手段１０の制御入力に供給する。

【００１５】ここで、フィルタ条件判別式手段は、１フ
レーム前の空間フィルタオン／オフ信号を参照して、異
なる条件判別式を用いて条件判別を行い（図２ステップ
（１））現フレームの空間フィルタオン／オフ信号を生
成する。例えば、注目画素をｘ、注目画素に隣接する近
傍（上，右，下，左）の画素をａ，ｂ，ｃ，ｄとする。
ここで、前フレームで空間フィルタオン／オフ信号がオ
ンであったとすると、第一のフィルタ条件判別式（例え
ば、x がb 及びd の双方より小さいか否か。これをx<b,
d と表す。）により条件判別を行う（図２ステップ
（２））。そして、ｘが近傍の点ｂ，ｄのいずれかより
値（例えば、輝度）が大きい場合には空間フィルタオン
／オフ信号をオフに設定する（図２ステップ（４））。
また、ｘが近傍の点ｂ，ｄの双方より値が小さい場合に
は空間フィルタオン／オフ信号をオンに設定する（図２
ステップ（５））。

【００１６】また、前フレームで空間フィルタオン／オ
フ信号がオフであったとすると、第二のフィルタ条件判
別式（例えば、x がa,b,c,d の全てより小さいか否か。
以下、これをx<a,b,c,d と表す。）により条件判別を行
う（図２ステップ（３））。そして、ｘが近傍の点ａ，
ｂ，ｃ，ｄのいずれかより値が大きい場合には空間フィ
ルタオン／オフ信号をオフに設定する（図２ステップ
（４））。また、ｘが近傍の点ａ，ｂ，ｃ，ｄの全てよ
り値が小さい場合には空間フィルタオン／オフ信号をオ
ンに設定する（図２ステップ（５））。

【００１７】このように、前フレームの空間フィルタオ
ン／オフ信号に応じてフィルタ判別式を変更すること
で、前フレームが空間フィルタオンであれば判別を緩く
（近傍の２画素のみを判別対象と）して現フレームでも
空間フィルタオンになり易くする。また、前フレームが
フィルタオフであれば、判別を厳しく（判別対象を近傍
の４画素と）して現フレームでもフィルタオフになり易
くする。この結果、前フレームの空間フィルタオン／オ
フの結果も参照されて、現フレームでも空間フィルタオ
ン／オフが決定されることになり、空間フィルタオン／
オフが比較的連続して行われるようになり、得られる画
像のチラツキが軽減される。

【００１８】尚、以上の説明におけるフィルタ条件判別
式はそれぞれ注目画素の近傍の２，４画素を用いて値の
大小を比較したが、これ以外の条件を用いることも可能
である。すなわち、第一と第二のフィルタ条件判別式
は、以前のフィルタオン／オフ信号がオンであった場合
に用いられるフィルタ条件式の条件を緩やかなものにし
て、以前のフィルタオン／オフ信号がオフであった場合
に用いられるフィルタ条件式の条件を厳しいものにす
る、といったように条件を変えることで各種の変更が可
能である。このような変更としては、比較に用いる注目
画素の近傍の画素の数を増減したり、近傍の画素の値に
オフセットを加えた値を比較に用いる値とする等が考え
られる。

【００１９】そして、空間フィルタオンである場合にフ
ィルタ式格納手段８から空間フィルタ２に出力されるフ
ィルタ形式及び重み係数も、前フレームの空間フィルタ
オン／オフを参照して（図２ステップ（６））決定され
る。

【００２０】前フレームで空間フィルタオンであった場
合には、フィルタ式格納手段８からは第一のフィルタ形
式及び重み係数が出力されて、これにより空間フィルタ
２で２次元空間フィルタリングが実行される。注目画素
ｘのフィルタリング結果をｘ’とすると、例えばｘ’＝
（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｘ）／５として実行される（図２ス
テップ（７））。

【００２１】また、前フレームでフィルタオフであった
場合には、フィルタ式格納手段８からは第二のフィルタ
形式及び重み係数が出力されて、これにより空間フィル
タ２で２次元空間フィルタリングが実行される。例えば
ｘ’＝（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋６ｘ）／１０として実行され
る（図２ステップ（８））。

【００２２】以上のように、前フレームが空間フィルタ
オンであれば、注目画素と近傍の画素との重み係数を等
しくした重み係数とフィルタ形式を用いて、フィルタリ
ング効果を大きくなるようにする。

【００２３】また、前フレームがフィルタオフであれ
ば、注目画素の重み係数を近傍の画素の重み係数より大
きくした重み係数とフィルタ形式を用いて、フィルタリ
ング効果を小さくする。この結果、前フレームの空間フ
ィルタオン／オフの結果も参照されて、２次元空間フィ
ルタリングが実行されることになり、前フレームの空間
フィルタオン／オフにより異なるフィルタリング効果が
得られる。従って、前フレームでフィルタオフであれば
現フレームで空間フィルタオンの場合にも比較的効果の
小さな２次元空間フィルタリングが行われ、前フレーム
も空間フィルタオンであって現フレームで空間フィルタ
オンの場合には比較的効果の大きな２次元空間フィルタ
リングが実行される。

【００２４】すなわち、前フレームの空間フィルタオン
／オフの結果も参照されて、２次元空間フィルタリング
が実行されることになり、フィルタリングの効果が時間
軸方向に変化の小さいものとなる。この結果、画像のチ
ラツキを軽減させることが可能になる。

【００２５】そして、フレームアベレージング手段５に
よりフレーム間の補間を行うが、ここでも前フレームの
空間フィルタオン／オフを参照して異なるアベレージン
グ式を用いてフレームアベレージングを実行する（図２
ステップ（１１），（１２））。

【００２６】例えば、現フレームのデータをＸ1 ，フレ
ームアベレージングにより生成されるフレームのデータ
をＸ2 ，前フレームのデータをＸ0 とした場合に、前フ
レームで空間フィルタオンであればＸ2 ＝（Ｘ1 ＋Ｘ0
）／２なるアベレージング式(1) を用いてフレームア
ベレージングを行い、前フレームで空間フィルタオフで
あればＸ2 ＝Ｘ1 なるアベレージング式(2) を用いて実
質的にフレームアベレージングを行わないようにする。

【００２７】すなわち、前フレームの空間フィルタオン
／オフの結果も参照されて、フレームアベレージングが
実行されることになり、フレームアベレージングの効果
が時間軸方向に変化の小さいものとなる。この結果、画
像のチラツキを軽減させることが可能になる。

【００２８】尚、以上の説明で用いたアベレージング式
以外に、それぞれ式についてアベレージングの効果が異
なる各種フレームアベレージング式を用いることが可能
である。例えば、アベレージング式(1) を上記と同じも
のを使用して、アベレージング式(2) をＸ2 ＝（２Ｘ1
＋Ｘ0 ）／３のような式にすることも可能である。

【００２９】以上のように、前フレームの空間フィルタ
オン／オフを参照して、空間フィルタのオン／オフを決
定し、空間フィルタを実行する際のフィルタ形式及び重
み係数を変更し、フレームアベレージング式を変更する
ようにしたことで、前フレームの空間フィルタリングと
極端に異なるフィルタリングやフレームアベレージング
が行われないようになり、画像処理の効果が時間軸方向
に変化の小さいものとなって、チラツキの少ない超音波
診断画像が得られる。

【００３０】尚、以上の実施例は超音波診断装置を例に
して説明を行ってきたが、これ以外の各種画像表示装置
や画像処理方法に本実施例の技術は使用できるものであ
る。

【００３１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明で
は、前フレームの空間フィルタオン／オフを参照して、
フィルタリング処理やフレームアベレージングの処理内
容を変更するようにしたことで、画像のノイズ対策とし
て実行されるフィルタリングやフレームアベレージング
に起因して発生する画像のチラツキを軽減させることが
可能な画像表示装置及び画像処理方法が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の超音波診断装置の概略構成
を示す構成図である。

【図２】本発明の一実施例の超音波診断装置の処理の概
要を示すシーケンス図である。

【図３】従来の超音波診断装置の概略構成を示す構成図
である。

【図４】２次元空間フィルタリングの様子を示す説明図
である。

【符号の説明】 １ 音線メモリ ２ 空間フィルタ ７ フィルタ判別式手段 ８ フィルタ式格納手段 ９ フレームディレイ手段 １０ アベレージング式格納手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空間フィルタリングが施された画像を表
   示する画像表示装置において、 空間フィルタリングのためのフィルタ形式またはフィル
   タ重み係数を出力するフィルタ式手段と、 フィルタ形式またはフィルタ重み係数に従った空間フィ
   ルタリングを空間フィルタオン／オフ信号を受けて実行
   する空間フィルタと、 空間フィルタオン／オフ信号を遅延させる遅延手段と、 遅延手段で遅延された空間フィルタオン／オフ信号を参
   照して、所定の画像における注目画素及びその近傍の画
   素の値に応じた空間フィルタオン／オフ信号を生成する
   フィルタ条件判別式手段とを備えたこと特徴とする画像
   表示装置。
2. 【請求項２】 空間フィルタリングが施された画像を表
   示する画像表示装置において、 フィルタ形式またはフィルタ重み係数に従った空間フィ
   ルタリングを空間フィルタオン／オフ信号を受けて実行
   する空間フィルタと、 所定の画像における注目画素及びその近傍の画素の値に
   応じた空間フィルタオン／オフ信号を生成するフィルタ
   条件判別式手段と、 空間フィルタオン／オフ信号を遅延させる遅延手段と、 遅延手段で遅延された空間フィルタオン／オフ信号を参
   照して、空間フィルタリングのためのフィルタ形式また
   はフィルタ重み係数を出力するフィルタ式手段とを備え
   たこと特徴とする画像表示装置。
3. 【請求項３】 フレームアベレージングが施された画像
   を表示する画像表示装置において、 所定の画像における注目画素及びその近傍の画素の値に
   応じて空間フィルタオン／オフ信号を生成するフィルタ
   条件判別式手段と、 空間フィルタリングのためのフィルタ形式またはフィル
   タ重み係数を出力するフィルタ式手段と、 フィルタ形式またはフィルタ重み係数に従った空間フィ
   ルタリングを空間フィルタオン／オフ信号を受けて実行
   する空間フィルタと、 フィルタ条件式判別手段の空間フィルタオン／オフ信号
   を遅延させる遅延手段と、 複数のフレームの信号の値を所定の平均式または重み係
   数に従って平均化することによりノイズ除去を行うフレ
   ームアベレージング手段と、 遅延手段から得られる空間フィルタオン／オフ信号を参
   照して、前記平均式または重み係数を変更して格納する
   平均式格納手段とを備えたこと特徴とする画像表示装
   置。
4. 【請求項４】 空間フィルタリングを実行して画像を処
   理する画像処理方法において、 前フレームでの空間フィルタのオン／オフ状態に応じて
   所定の参照画素と注目画素の値に応じて空間フィルタの
   オン／オフを決定し、 前フレームでの空間フィルタのオン／オフ状態に応じ
   て、フィルタ形式またはフィルタ重み係数を決定し、 決定されたフィルタ形式またはフィルタ重み係数に従っ
   て空間フィルタリングを実行することを特徴とする画像
   処理方法。
5. 【請求項５】 前フレームでの空間フィルタのオン／オ
   フ状態に応じて所定の参照画素と注目画素の値に応じて
   空間フィルタのオン／オフを決定し、 前フレームでの空間フィルタのオン／オフ状態に応じ
   て、フィルタ形式またはフィルタ重み係数を決定し、 決定されたフィルタ形式またはフィルタ重み係数に従っ
   て空間フィルタリングを実行し、 前フレームでの空間フィルタのオン／オフ状態に応じ
   て、平均式または重み係数を決定し、 決定された平均式または重み係数に従って複数のフレー
   ムの各画素を平均化してフレームアベレージングを実行
   すること特徴とする画像処理方法。