JPH09269370A

JPH09269370A - 探知画像データ処理方法、物体探知装置、超音波診断装置、およびレーダ

Info

Publication number: JPH09269370A
Application number: JP8078743A
Authority: JP
Inventors: Takanobu Sato; 隆宣佐藤; Takeshi Iketani; 武司池谷
Original assignee: Furuno Electric Co Ltd
Current assignee: Furuno Electric Co Ltd
Priority date: 1996-04-01
Filing date: 1996-04-01
Publication date: 1997-10-14

Abstract

(57)【要約】【課題】レーリー散乱による画像データを扱って、レ
ーリー散乱によるスペックルパターンがもつ情報を損な
うことなく、且つ反射体の像を高い分解能で観測できる
ようにする。また、レーリー散乱による偽像を効果的に
抑制して、目的の物体を的確に探知できるようにする。【解決手段】原画像データに対して２次元方向にデコ
ンボリューション処理を施して、原画像データとデコン
ボリューション画像データとに基づいて、画像パターン
の略一致する部分を反射体画像としてデコンボリューシ
ョン画像より抽出し、画像パターンの不一致部分を非反
射体画像として原画像データより抽出し、両画像データ
を合成して探知画像データとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電波または超音
波を送受波して物体の探知を行う際に生じる、レーリー
散乱による画像データを扱って、２次元の探知画像デー
タを求める探知画像データの処理方法、電波または超音
波の送受波により物体の探知を行う装置、超音波の送受
波により人体などの被検査体の診断を行う装置、および
電波の送受波により物体の探知を行うレーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、超音波診断装置においては、鮮
明な診断画像を得るために高分解能が要求される。超音
波診断装置における診断画像の分解能の低下（ボケ）要
因は、距離方向には主として送波パルスの持続時間、走
査方向には主として超音波のキャリア周波数と開口であ
る。このような分解能の低下を抑えるために、特公平２
−１６１４１号公報および特開平５−４２１５７号公
報、および特開昭６０−１６５９５０号公報に示されて
いるように、デコンボリューション処理が行われてい
る。特公平２−１６１４１号公報および特開平５−４２
１５７号公報では超音波プローブを駆動してビーム生成
を行うビーム生成処理部でデコンボリューション処理を
行っている。すなわち送信信号のキャリア検波前の信号
を距離方向について１次元のデコンボリューション処理
を施している。また、特開昭６０−１６５９５０号公報
では、方位方向の信号について１次元のデコンボリュー
ション処理を行って方位方向の分解能を高めるようにし
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】デコンボリューション
処理による分解能の改善原理は次に示す通りである。図
２１は装置に対する入力信号とデコンボリューション処
理との関係を示すブロック図である。装置の入力信号を
x(t)、装置のＰＳＦ（Point Spread Function ）（ボケ
関数）をh(t)、雑音をn(t)とすれば、観測信号y(t)はy
(t)＝x(t)＊h(t)＋n(t)と表され、入力信号x(t)と装置
のボケ関数h(t)の畳み込み演算の結果と雑音n(t)の和と
なる。従って装置のボケ関数を既知として、デコンボリ
ューション（逆畳み込み演算）を行えば、装置のボケ関
数によるボケ分が補正された分解能の高い入力信号が推
定されることになる。このデコンボリューション処理を
一旦周波数領域に変換して行う場合は、観測信号y(t)の
フーリエ変換Y(f)を求め、装置のボケ関数の逆フィルタ
1/H(f)を掛けて、これをフーリエ逆変換すればよい。こ
れを式で表せば次のようになる。

【０００４】 X'(f) = Y(f)/H(f) = ( X(f)H(f) + N(f) ) / H(f) = X(f) + N(f)/H(f) すなわち N(f)/H(f)の誤差成分を含んでX(f)が再現され
ることになる。従って雑音成分が小さければ、X'(f) を
フーリエ逆変換すれば、入力信号x(t)に近似するx'(t)
が再現できることになる。しかし、この方法では装置の
実際のボケ関数h(t)またはH(f)を正確に求めることはで
きず、また一般に高周波域ではH(f)が小さいため、逆フ
ィルタリングの際、演算のオーバーフローにより演算結
果が発散する場合もあるので、ローパスフィルタW(f)を
更にかけて、ボケ関数の逆フィルタをW(f)/ H(f)として
高周波成分を抑える。以上の処理を例えば超音波診断装
置のＢモード画像（断層像）について２次元方向に行え
ば、距離（深度）方向と走査方向の双方について分解能
の高い画像が得られる。

【０００５】ここで、上述したデコンボリューション処
理による分解能の改善例をシミュレーション結果として
図２２に示す。（Ａ）は超音波プローブと２つの点物体
（２本のワイヤの断面像）との位置関係を示す図であ
り、横軸は超音波プローブのラテラル方向の距離（ｍ
ｍ）、縦軸は超音波プローブからの距離（深度）（ｍ
ｍ）である。また、図２２において（Ｂ）は上述のデコ
ンボリューション処理を行わない観測画像（以下デコン
ボリューション処理を行う前の画像を「原画像」とい
う。）、（Ｄ）はローパスフィルタを通さずに２次元方
向にデコンボリューション処理を行った結果の画像、
（Ｃ）はローパスフィルタを通して２次元方向にデコン
ボリューション処理を行った結果の画像である。尚、
（Ｂ）〜（Ｄ）において横軸は１０ポイント当たり２．
５ｍｍ、縦軸は１０ポイント当たり約２ｍｍである。こ
のように演算途中でオーバーフローなどが生じないよう
に装置のボケ関数の逆フィルタを調整してデコンボリュ
ーション処理を行えば分解能が向上し、反射体画像が強
調される。

【０００６】上述したように、デコンボリューション処
理は、装置のボケ関数が正確に求まり、雑音成分が少な
い場合に有効である。ところが、超音波診断装置のＢモ
ード画像では、一般に、実際の反射体の位置およびエコ
ー振幅を示していないスペックルパターンが発生し、こ
れがデコンボリューション処理では雑音（ノイズ）とな
る。このスペックルパターンは微少領域に多数分布する
超音波の波長より小さな散乱体からの散乱（レーリー散
乱）に起因するものである。被検査体内に存在する反射
体を探知する場合には、このようなスペックルパターン
がデコンボリューション処理を受けても問題とはならな
いが、被検査体内の密度の異なる媒質を探知しようとす
る場合には大いに問題となる。ここで前者と後者の場合
とでデコンボリューション処理前後の例を図２３に示
す。図２３において（Ａ）は被検査体内の３本のワイヤ
の位置を示す断面図、（Ｂ）はその被検査体のデコンボ
リューション処理を行う前の原画像、（Ｃ）はデコンボ
リューション処理を行った結果の画像である。また、
（Ｄ）は被検査体中に周囲とは密度の異なる、すなわち
音速の異なる媒質の存在する位置を示す断面図、（Ｅ）
はその被検査体のデコンボリューション処理を行う前の
原画像、（Ｆ）はデコンボリューション処理を行った結
果の画像である。このようにワイヤなどの超音波を完全
に反射する物体であれば、単にデコンボリューション処
理を施すことによって（Ｃ）に示すように、ワイヤの位
置は高い分解能で観測可能であるが、被検査体中の密度
の異なる媒質を観察しようとする場合、（Ｅ）に示すよ
うにスペックルパターンの差（パターン密度の差）によ
って初めてその存在が識別できる。すなわちスペックル
パターンの各点自体は情報をもたないが、これらの密度
差が情報をもつことになる。このようなスペックルパタ
ーンに対してデコンボリューション処理を行えば（Ｆ）
に示すように、スペックルパターンの斑点領域が集束し
て、且つその斑点が画面全体に散らばる（以下これをス
ペックルの「集散」と呼ぶ。）。従って被検査体中の密
度差が読み取れなくなってしまう。

【０００７】この発明の目的はスペックルパターンがも
つ情報を損なうことなく、且つ反射体の像を高い分解能
で鮮明に観測できるようにした探知画像データ処理方法
および超音波診断装置を提供することにある。

【０００８】さて、例えばレーダなどのように、電波を
用いて水面上の物体の探知を行う装置においては、上述
したレーリー散乱は、被検査体中の物体を探知する場合
とは異なった問題を生じさせる。それはいわゆる海面反
射の問題である。海面反射は、近距離で送波信号の波長
より小さな波浪からの反射（レーリー散乱）を強く受け
て、近距離領域の画像が白く輝くことによって、近距離
に存在する物体が見にくくなる現象である。従来より、
距離が０で感度を最低にし、距離が遠くなるほどゲイン
を高めるようにしたいわゆるＳＴＣ回路によって海面反
射による影響を除去するようにしているが、ゲインカー
ブの設定が不適切であると、近距離から遠距離まで適正
な映像が得られないという問題があった。

【０００９】この発明の他の目的は、上記レーリー散乱
による偽像を効果的に抑制して、目的の物体を的確に探
知できるようにした物体探知装置およびレーダを提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の探知画像デー
タ処理方法は、物体探知波としての電波または超音波の
波長より小さな散乱体からの散乱（レーリー散乱）に起
因する画像データを扱って、所望の探知画像データを得
られるようにするため、請求項１に記載の通り、電波ま
たは超音波の送受波により２次元の原画像データを生成
し、前記電波または超音波の送受波にともなうボケ関数
を基に、前記原画像データに対して２次元方向にデコン
ボリューション処理を施して、デコンボリューション画
像データを生成し、前記原画像データと前記デコンボリ
ューション画像データとに基づく画像処理により探知画
像データを生成する。

【００１１】この発明の探知画像データ処理方法および
物体探知装置は、スペックルパターンの持つ情報をその
まま保存し、且つ反射体の画像を高い分解能で鮮明に観
測できるようにするため、請求項２および請求項１１に
記載の通り、超音波の送受波により２次元の原画像デー
タを生成し、超音波の送受波にともなうボケ関数を基
に、原画像データに対して２次元方向にデコンボリュー
ション処理を施して、デコンボリューション画像データ
を生成し、原画像データとデコンボリューション画像デ
ータとに基づいて、画像パターンの略一致する部分を反
射体画像としてデコンボリューション画像データより抽
出し、画像パターンの不一致部分を非反射体画像として
原画像データより抽出し、両画像データを合成して探知
画像データを生成する。図２３の（Ｂ）および（Ｃ）に
示したように、スペックルパターンはデコンボリューシ
ョン処理を受けると、もとのスペックルパターンとは相
関の低い集散されたパターンとなるため、原画像データ
とデコンボリューション画像データとの画像パターンの
略一致する部分を反射体画像としてデコンボリューショ
ン画像データから抽出し、不一致部分を原画像データか
ら抽出し、両画像データを合成することによって、スペ
ックルパターンの持つ情報は保存され、且つ反射体画像
は高い分解能で強調されて観測できるようになる。

【００１２】上記反射体画像と非反射体画像との合成を
行う際、請求項３に記載の通り、境界部分を非直線とす
ることによって、境界線のパターンを目立たなくして、
境界線が偽像として認識されないようにする。

【００１３】より具体的には、請求項４に記載の通り、
原画像データとデコンボリューション画像データとに基
づいて、画像パターンの略一致する部分を抽出するため
のマスクデータを生成し、そのマスクデータを用いてデ
コンボリューション画像データから反射体画像のデータ
を抽出し、原画像データから反射体画像以外の画像デー
タを抽出して、両画像データを合成して探知画像データ
を生成する。このように原画像データとデコンボリュー
ション画像データとに基づいて、画像パターンの略一致
する部分を抽出するためのマスクデータを生成して、そ
のマスクデータを用いてデコンボリューション画像デー
タから反射体画像のデータを抽出するとともに、原画像
データから反射体以外の画像データを抽出する。

【００１４】図１は上記の構成をブロック図で示したも
のである。上述のように、原画像データとデコンボリュ
ーション画像データとの画像パターンの略一致する部分
を反射体画像としてデコンボリューション画像データか
ら抽出し、不一致部分を原画像データから抽出するため
に、図１に示す例では原画像とデコンボリューション画
像とから、画像の所定領域を切り出すためのマスクデー
タを生成し、このマスクデータを原画像に適用すること
によって非反射体画像すなわちスペックルパターンを抽
出し、上記マスクデータをデコンボリューション画像に
適用することによって反射体画像を抽出する。

【００１５】上記マスクデータとしては、請求項５に記
載の通り、原画像データとデコンボリューション画像デ
ータとの相関画像データにより生成する。例えば原画像
データとデコンボリューション画像データとを各画素ご
とに値の大きな方（エコー振幅の高い方）のデータを採
用して、これを２値化することによってマスクデータと
する。

【００１６】また、上記マスクデータとしては、請求項
６に記載の通り、原画像データとデコンボリューション
画像データのそれぞれの２値化画像データの論理積画像
データにより生成する。図２はそのマスクデータの生成
のための構成をブロック図として示したものである。

【００１７】また、上記マスクデータとしては、請求項
７に記載の通り、原画像データとデコンボリューション
画像データのそれぞれの２値化画像データの論理積画像
データに対して収縮処理ののち膨張処理を施して生成す
る。図３はそのマスクデータの生成のための構成をブロ
ック図として示したものである。このように一旦収縮処
理を施すことによって、原画像のスペックルパターンと
デコンボリューション画像の集散されたスペックルパタ
ーンとの偶然一致した点などの微細な斑点が消去され、
このような点画像が反射体画像として切り出されること
がない。また、膨張処理を施すことによって、反射体画
像の輪郭が切られることがなく、反射体画像の全体の領
域が確実に切り出されることになる。

【００１８】また、上記マスクデータとしては、請求項
８および請求項９に記載の通り、原画像データとデコン
ボリューション画像データのそれぞれの２値化画像デー
タの論理積画像データに対して収縮処理ののち膨張処理
を施し、この画像データと原画像データまたはデコンボ
リューション画像データの２値化画像データとの論理積
をとって生成する。図４および図５はそのマスクデータ
の生成のための構成をブロック図として示したものであ
る。このように原画像データまたはデコンボリューショ
ン画像データとの論理積を更にとることによって、反射
体画像と非反射体画像とを切り分ける境界線がランダム
な線となり、境界線のパターンが目立たなくなり、境界
線が偽像として認識されない。

【００１９】この発明の探知画像データ処理方法は、特
に超音波診断装置に適用する場合に、請求項１０に記載
の通り、超音波プローブおよび該超音波プローブの制御
回路を用いて被検査体の所定位置における断層像のデー
タを原画像データとして生成し、デコンボリューション
処理は超音波プローブおよびその制御回路によるボケ関
数を基に、原画像データに対して横方向および距離方向
に施す。

【００２０】また、この発明は上記探知画像データ処理
方法を超音波診断装置に適用して、スペックルパターン
の持つ情報をそのまま保存し、且つ反射体の画像を高い
分解能で鮮明に観測できるようにするために、請求項１
２に記載の通り、超音波プローブおよび該超音波プロー
ブの制御回路を用いて被検査体の所定位置における断層
像の原画像データを生成する手段と、超音波プローブお
よびその制御回路によるボケ関数を基に、原画像データ
に対して走査方向および距離方向にデコンボリューショ
ン処理を施して、デコンボリューション画像データを生
成する手段と、原画像データとデコンボリューション画
像データとに基づいて画像パターンの略一致する部分を
反射体画像としてデコンボリューション画像データから
抽出し、画像パターンの不一致部分を非反射体画像とし
て原画像データから抽出し、両画像データを合成して診
断画像データを生成する手段とを設けて構成する。

【００２１】また、この発明の探知画像データ処理方法
は、レーリー散乱による偽像を効果的に抑制して、本来
の探知画像を容易に観測できるようにするため、請求項
１３、請求項１４および請求項１５に記載の通り、電波
または超音波を送受波して２次元の原画像を生成し、電
波または超音波の送受波にともなうボケ関数を基に、原
画像データに対して２次元方向にデコンボリューション
処理を施して、デコンボリューション画像データを生成
し、原画像データとデコンボリューション画像データと
の相関画像データを探知画像データとして求める。図６
は上記の構成を示すブロック図である。

【００２２】このように原画像データとデコンボリュー
ション画像データとの相関画像データを探知画像データ
として求めることによって、デコンボリューション処理
の前後で相関の低いレーリー散乱による画像が効果的に
抑制されて、相関の高い、すなわち本来の探知物体が的
確に観測できるようになる。

【００２３】

【発明の実施の形態】この発明の第１の実施形態である
超音波診断装置の構成を図７〜図１５を基に以下説明す
る。

【００２４】図７は超音波診断装置のブロック図であ
る。図７において超音波プローブは例えば多数の線状の
振動部を互いに並行に配列してなる超音波振動子からな
り、ビーム生成処理部は超音波の送波時および受波時に
おいて各振動部の送信出力および受信出力の遅延時間を
各振動部ごとに適当に制御することによって送波ビーム
および受波ビームを形成して、所望の探知領域に対して
超音波ビームの送受波を行う。画像生成処理部では、ビ
ーム生成処理部で求められた受信信号からＢモード画像
のデータを生成する。画像データ処理部では、この原画
像に対して後述する所定の画像処理を行って目的の探知
画像データを生成し、表示部でこれを表示する。

【００２５】図８は表示部の表示例を示す図である。こ
の例では、表示画面内にＷ１，Ｗ２で示す２つのウィン
ドウを表示していて、Ｗ１で比較的広範囲のＢモード画
像を表示し、Ｗ２でその一部を拡大表示する。Ｗ２はＷ
１内の破線部分の領域に対応する。Ｗ１で表示する画像
は原画像であり、Ｗ２でその一部の画像に対して画像処
理を施して表示を行う。

【００２６】図９は図７に示した画像データ処理部での
処理手順を示す流れ図である。図１０および図１１は図
９中の画像データＡ〜Ｍの例であり、図２３の（Ａ）に
示した３本のワイヤを埋め込んだ試験用の被検査体を用
いている。

【００２７】図９に示すように、まず画像処理対象の切
り出しを行い、原画像データＡを求める。これは図８に
おいてＷ１内の破線領域を切り出すことに相当する。続
いて画像データを２値化した画像データＢを作成する。
一方、画像データＡに対してデコンボリューション処理
を施してデコンボリューション画像データＣを求める。
このデコンボリューション処理では、距離方向について
は超音波パルスのパルス幅（持続時間）により定まる一
定のボケ関数を用い、走査方向に対しては、超音波プロ
ーブの複数の振動部の配列方向の幅（開口）をｄ、キャ
リアの波長をλ、超音波プローブからの距離をｒとすれ
ば、ｒ・λ／ｄにより定まるボケ関数を用いる。具体的
には、原画像データＡに対し２次元方向にＦＦＴでフー
リエ変換し、これに対して距離方向と走査方向にそれぞ
れぼけ関数Ｈ（ｆ）の逆フィルタで重み付けし、さらに
ローパスフィルタＷ（ｆ）の重み付けを行ったのち、こ
れをフーリエ逆変換してデコンボリューション画像デー
タＣを得る。これを２値化して画像データＤを作成す
る。尚、このように周波数領域でデコンボリューション
処理を行わずに時間領域で直接行ってもよい。このよう
にして図１０に示すような画像データＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを
求める。

【００２８】続いて、画像データＢとＤとの論理積を求
めて画像データＥを作成する。この２値化画像の論理積
は図１４の（Ａ）に示すように、対応する画素ごとに論
理積をとって求める。図１１に示すように、画像データ
Ｅはデコンボリューション処理の前後で相関の少ないス
ペックルパターンの大部分が除かれた２値化画像データ
となる。これに対しさらに収縮処理を施して画像データ
Ｆを求め、さらにこれに膨張処理を施して画像データＧ
を求める。この収縮処理および膨張処理の局所オペレー
タは図１５の（Ａ），（Ｂ）に示す通りである。すなわ
ち３×３の画素領域について、（Ａ）に示す＊の何れか
が０の場合に中央の画素１を０に置き換える操作を全て
の画素について順次行う処理を１回または複数回行うこ
とによって収縮処理を行い、（Ｂ）に示す＊の何れかが
１の場合に中央の０を１に置き換える操作を全ての画素
について順次行う処理を１回または複数回行うことによ
って膨張処理を行う。（Ｃ）は収縮処理と膨張処理をそ
れぞれ１回ずつ行った例を示す。

【００２９】このようにして求めた画像データＧは反射
体画像を切り出すための予備マスク画像となる。その
後、この画像データＧと画像データＢとの論理積をとっ
て画像データＨを求める。その後、画像データＨに対し
て再び膨張処理を施して、画像データＩを求める。この
画像データＩが最終的なマスクデータとなる。すなわ
ち、２値化された画像データＩをマスクパターンとし
て、デコンボリューション画像データＣに対しマスキン
グ処理を施して画像データＬを求める。このマスキング
処理は図１４の（Ｂ）に示すように、マスクデータが１
の場合にその画素に対応するマスキングされる側の画素
の値を採用し、マスクデータが０の場合にはその画素に
対応する画素のデータを０にする処理である。このよう
なマスキングによって、図１１に示すように、反射体画
像のみを抽出した画像データＬを求める。その後、画像
データＬの輝度を正規化する。この輝度の正規化は、デ
コンボリューション処理に伴って全体の輝度が変化する
のを元に戻すための処理であり、この輝度の正規化をデ
コンボリューション処理に含めれば、ここでの輝度の正
規化処理は不要である。一方、マスクデータＩを反転処
理して、図１１に示すようにスペックルパターン抽出用
のマスクデータＪを求め、原画像データＡに対しマスキ
ング処理を施して画像データＫを求める。これは図１１
に示すようにスペックルパターンのみを抽出した画像デ
ータである。この画像データと輝度の正規化を行った上
記画像データとを合成して目的の画像データＭを求め
る。この合成処理は図１４の（Ｄ）に示すように、同一
画素について比較して、値の大きな方を採用して２つの
画像を合成する。

【００３０】図１０に示した画像Ａ，Ｃと図１１に示し
た画像Ｍとを比較すれば明らかなように、反射体の画像
は分解能が向上し強調表示され、且つスペックルパター
ンはそのまま保存される。

【００３１】同様の処理を図２３の（Ｄ）に示した被検
査体について行った結果を図１２および図１３に示す。
この場合、画像Ｅに対し収縮処理を行った結果、全ての
点は消えずに、この例では２点が残り、膨張処理によっ
てＧで示す予備マスクパターンが生成され、原画像の２
値化画像Ｂとの論理積の膨張処理によってマスクデータ
Ｉが生成されるが、最終的にはＭで示すように大部分の
スペックルパターンが保存され、被検査体中の密度の異
なる領域がそのまま読み取れるようになる。

【００３２】次に、他のマスクデータの生成処理の例を
流れ図として図１６〜図１８に示す。図１６に示す例で
は、処理対象として切り出した原画像Ａとそのデコンボ
リューション処理を行った画像Ｃとのミニマム演算をま
ず行う。このミニマム演算は図１４の（Ｃ）に示すよう
に、同一の画素について比較して、値の小さい方を採用
する処理であり、多値画像の相関画像としてこれを求め
る。続いて、これを２値化し、収縮ののち膨張処理を施
すことによってマスクデータＧ′を作成する。そして、
デコンボリューション処理された画像データＣに対する
マスキング処理を施し、マスクデータＧ′の反転処理し
たマスクデータを用いて原画像データＡのマスキング処
理を施し、両者を合成することによって目的の探知画像
Ｍ′を求める。このように多値画像の段階で原画像とデ
コンボリューション画像との相関画像データを求め、こ
れをもとにマスクデータを作成すれば、反射体画像と非
反射体画像（スペックルパターン）との切り分けが可能
となる。

【００３３】図１７に示す例では、図１１または図１３
における画像データＧをそのままマスクデータとして用
いる。この場合、デコンボリューション画像Ｃから切り
出した画像と原画像Ａから切り出した画像との境界線が
際立つ可能性もあるが、膨張処理の際、図１５の（Ｂ）
に示したものとは異なる局所オペレータを用いてエッジ
が直線状とならないようにすれば、その問題は解消され
る。

【００３４】図１８に示す例では、図１１または図１３
に示した画像データＧを求めたのち、この画像データＧ
とデコンボリューション画像の２値化画像データＤとの
論理積をとって画像データＨ′を求め、これに対して膨
張処理を施して画像データＩ′を求め、これをマスクデ
ータとする。

【００３５】尚、図９および図１８に示した例では、画
像データＨ，Ｈ′に対して膨張処理を施して求めた画像
データＩをマスクデータとして求めたが、この膨張処理
を施さずに、画像データＨ，Ｈ′をそのままマスクデー
タとして用いてもよい。また、図１６に示した例では、
原画像Ａとデコンボリューション画像Ｃとのミニマム演
算の２値化画像Ｅ′に対して収縮・膨張処理を施してマ
スクデータＧ′を求めたが、画像データＥ′に収縮処理
を行わずに膨張処理を施してマスクデータとしてもよ
く、または収縮・膨張の双方を行わずにそのままＥ′を
マスクデータとしてもよい。同様に、図１７における画
像データＥに対して膨張処理のみを施してマスクデータ
を生成してもよいし、収縮・膨張の双方を行わずに画像
データＥをそのままマスクデータとしてもよい。

【００３６】次に、この発明の第２の実施形態に係るレ
ーダの構成を図１９および図２０を基に説明する。図１
９はレーダの構成を示すブロック図であり、アンテナ制
御部／マイクロ波送受信部はアンテナの回転およびトリ
ガ信号の発生さらには受信信号の検波などを行う。画像
生成部において極座標画像メモリは受信信号のエコー振
幅を距離方向と方位方向の２次元画像データとして記憶
し、画像処理部は後述するように所定の画像処理を施す
とともに直角座標に変換して直角座標画像メモリへ書き
込む。表示制御部はこの直角座標画像メモリの内容に応
じて表示部にレーダ画像を表示する。

【００３７】図２０は図１９に示した画像処理部の処理
手順を示す流れ図である。まず極座標画像メモリから距
離方向および方位方向について画像データを読み出すと
ともに、距離方向と方位方向の２次元についてデコンボ
リューション処理を施す。その際、距離方向のボケ関数
は送波パルスのパルス幅により一定に定め、方位方向の
ボケ関数はアンテナの方位方向の開口をｄ、キャリアの
波長をλとすれば、λ／ｄを基に定める。このようにし
て求めたデコンボリューション画像と原画像とのミニマ
ム演算処理によって２つの画像データの相関画像データ
を求める。そして、これを直角座標へ座標変換して直角
座標画像メモリへ書き込む。尚、２次元のデコンボリュ
ーション処理は、距離方向と方位方向についてではな
く、すでに直角座標に変換されたのちの画像について施
してもよい。但しその場合には直角座標上の位置に応じ
て適宜ボケ関数を変更しなければならないので、演算処
理が多少複雑となる。

【００３８】このようにして原画像とデコンボリューシ
ョン画像との相関画像を求めることによって、原画像か
ら海面反射が効果的に除去されたレーダ画像が表示され
ることになる。

【００３９】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、原画像
データとデコンボリューション画像データとに基づく画
像処理により探知画像データを生成するようにしたた
め、レーリー散乱による画像データを扱った所望の探知
画像データが得られる。

【００４０】請求項２、４、１０、１１、１２に記載の
発明によれば、スペックルパターンの持つ情報は保存さ
れ、且つ反射体画像は高い分解能で強調されて観測でき
るようになる。

【００４１】請求項３に記載の発明によれば、原画像と
デコンボリューション画像との境界部分が目立たなくな
り、境界線が偽像として認識されることがない。

【００４２】請求項５、６に記載の発明によれば、マス
クデータを容易に生成することができる。

【００４３】請求項７に記載の発明によれば、原画像の
スペックルパターンとデコンボリューション画像の集散
されたスペックルパターンとの偶然一致した点などの微
細な斑点が消去され、このような点画像が反射体画像と
して切り出されることがなく、且つ反射体画像の輪郭が
切られることがなく、その全体の領域が確実に切り出さ
れる。

【００４４】請求項８、９に記載の発明によれば、反射
体画像と非反射体画像とを切り分ける境界線がランダム
な線となり、境界線のパターンが目立たなくなり、境界
線が偽像として認識されない。

【００４５】請求項１３、１４、１５に記載の発明によ
れば、デコンボリューション処理の前後で相関の低いレ
ーリー散乱による画像が効果的に抑制されて、例えば海
面反射による影響を受けずに本来の探知物体が的確に観
測できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項４，１１，１２に相当する構成例を示す
ブロック図である。

【図２】請求項６に相当するマスクデータ生成の方法を
示すブロック図である。

【図３】請求項７に相当するマスクデータ生成の方法を
示すブロック図である。

【図４】請求項８に相当するマスクデータ生成の方法を
示すブロック図である。

【図５】請求項９に相当するマスクデータ生成の方法を
示すブロック図である。

【図６】請求項１３，１４，１５に相当する構成例を示
すブロック図である。

【図７】第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成を
示すブロック図である。

【図８】超音波診断装置の表示例を示す図である。

【図９】超音波診断装置における画像データ処理部の処
理手順を示す流れ図である。

【図１０】図９における各段階での画像データの例を示
す図である。

【図１１】図９における各段階での画像データの例を示
す図である。

【図１２】図９における各段階での画像データの例を示
す図である。

【図１３】図９における各段階での画像データの例を示
す図である。

【図１４】各種画像処理の内容を示す図である。

【図１５】収縮処理および膨張処理の内容を示す図であ
る。

【図１６】マスクデータの他の生成方法を示す流れ図で
ある。

【図１７】マスクデータの他の生成方法を示す流れ図で
ある。

【図１８】マスクデータの他の生成方法を示す流れ図で
ある。

【図１９】第２の実施形態に係るレーダの構成を示すブ
ロック図である。

【図２０】レーダにおける画像処理部の手順を示す流れ
図である。

【図２１】入力信号とデコンボリューション処理との関
係を示すブロック図である。

【図２２】デコンボリューション処理による処理例を示
す図である。

【図２３】デコンボリューション処理による処理例を示
す図である。

【符号の説明】

Ａ−原画像データＢ−原画像データの２値化画像データＣ−デコンボリューション画像データＤ−デコンボリューション画像の２値化画像データＩ，Ｊ−マスクデータＭ−合成画像データ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電波または超音波の送受波により２次元
の原画像データを生成し、前記電波または超音波の送受
波にともなうボケ関数を基に、前記原画像データに対し
て２次元方向にデコンボリューション処理を施して、デ
コンボリューション画像データを生成し、前記原画像デ
ータと前記デコンボリューション画像データとに基づく
画像処理により探知画像データを生成することを特徴と
する探知画像データ処理方法。
【請求項２】超音波の送受波により２次元の原画像デ
ータを生成し、前記超音波の送受波にともなうボケ関数
を基に、前記原画像データに対して２次元方向にデコン
ボリューション処理を施して、デコンボリューション画
像データを生成し、前記原画像データと前記デコンボリ
ューション画像データとに基づいて、画像パターンの略
一致する部分を反射体画像として前記デコンボリューシ
ョン画像データより抽出し、画像パターンの不一致部分
を非反射体画像として前記原画像データより抽出し、両
画像データを合成して探知画像データを生成することを
特徴とする探知画像データ処理方法。
【請求項３】前記反射体画像と前記非反射体画像との
境界部分を非直線により定める請求項２に記載の探知画
像データ処理方法。
【請求項４】超音波の送受波により２次元の原画像デ
ータを生成し、前記超音波の送受波にともなうボケ関数
を基に、前記原画像データに対して２次元方向にデコン
ボリューション処理を施して、デコンボリューション画
像データを生成し、前記原画像データと前記デコンボリ
ューション画像データとに基づいて、画像パターンの略
一致する部分を抽出するためのマスクデータを生成し、
そのマスクデータを用いて前記デコンボリューション画
像データから反射体画像のデータを抽出し、前記原画像
データから反射体画像以外の画像データを抽出して、両
画像データを合成して探知画像データを生成することを
特徴とする探知画像データ処理方法。
【請求項５】前記マスクデータは前記原画像データと
前記デコンボリューション画像データとの相関画像デー
タにより生成するものである請求項４に記載の探知画像
データ処理方法。
【請求項６】前記マスクデータは、前記原画像データ
と前記デコンボリューション画像データのそれぞれの２
値化画像データの論理積画像データにより生成するもの
である請求項４に記載の探知画像データ処理方法。
【請求項７】前記マスクデータは、前記原画像データ
と前記デコンボリューション画像データのそれぞれの２
値化画像データの論理積画像データに対して収縮処理の
のち膨張処理を施して生成するものである請求項４に記
載の探知画像データ処理方法。
【請求項８】前記マスクデータは、前記原画像データ
と前記デコンボリューション画像データのそれぞれの２
値化画像データの論理積画像データに対して収縮処理の
のち膨張処理を施し、この画像データと前記原画像デー
タの２値化画像データとの論理積をとって生成するもの
である請求項４に記載の探知画像データ処理方法。
【請求項９】前記マスクデータは、前記原画像データ
と前記デコンボリューション画像データのそれぞれの２
値化画像データの論理積画像データに対して収縮処理の
のち膨張処理を施し、この画像データと前記デコンボリ
ューション画像データの２値化画像データとの論理積を
とって生成するものである請求項４に記載の探知画像デ
ータ処理方法。
【請求項１０】超音波プローブおよび該超音波プロー
ブの制御回路を用いて被検査体の所定位置における断層
像のデータを前記原画像データとして生成し、前記デコ
ンボリューション処理は前記超音波プローブおよび前記
制御回路によるボケ関数を基に、前記原画像データに対
して走査方向および距離方向に施すものである請求項２
〜９のうちいずれか１項に記載の探知画像データ処理方
法。
【請求項１１】超音波の送受波により２次元の原画像
データを生成する手段と、前記超音波の送受波にともなうボケ関数を基に、前記原
画像データに対して２次元方向にデコンボリューション
処理を施して、デコンボリューション画像データを生成
する手段と、前記原画像データと前記デコンボリューション画像デー
タとに基づいて画像パターンの略一致する部分を反射体
画像として前記デコンボリューション画像データから抽
出し、画像パターンの不一致部分を非反射体画像として
前記原画像データから抽出し、両画像データを合成して
探知画像データを生成する手段とを設けて成る物体探知
装置。
【請求項１２】超音波プローブおよび該超音波プロー
ブの制御回路を用いて被検査体の所定位置における断層
像の原画像データを生成する手段と、前記超音波プローブおよび前記制御回路によるボケ関数
を基に、前記原画像データに対して走査方向および距離
方向にデコンボリューション処理を施して、デコンボリ
ューション画像データを生成する手段と、前記原画像データと前記デコンボリューション画像デー
タとに基づいて画像パターンの略一致する部分を反射体
画像として前記デコンボリューション画像データから抽
出し、画像パターンの不一致部分を非反射体画像として
前記原画像データから抽出し、両画像データを合成して
診断画像データを生成する手段とを設けて成る超音波診
断装置。
【請求項１３】電波または超音波を送受波して２次元
の原画像を生成し、前記電波または超音波の送受波にと
もなうボケ関数を基に、前記原画像データに対して２次
元方向にデコンボリューション処理を施して、デコンボ
リューション画像データを生成し、前記原画像データと
前記デコンボリューション画像データとの相関画像デー
タを探知画像データとして求めることを特徴とする探知
画像データ処理方法。
【請求項１４】電波または超音波を送受波して２次元
の原画像を生成する手段と、前記電波または超音波の送
受波にともなうボケ関数を基に、前記原画像データに対
して２次元方向にデコンボリューション処理を施して、
デコンボリューション画像データを生成し、前記原画像
データと前記デコンボリューション画像データとの相関
画像データを探知画像データとして求める手段とを設け
たことを特徴とする物体探知装置。
【請求項１５】電波の送受波により２次元の原画像を
生成するレーダにおいて、前記電波の送受波にともなう
ボケ関数を基に、前記原画像データに対して２次元方向
にデコンボリューション処理を施して、デコンボリュー
ション画像データを生成し、前記探知画像データと前記
デコンボリューション画像データとの相関画像データを
探知画像データとして求める手段とを設けたことを特徴
とするレーダ。