JPH02305565A - 超音波診断装置 - 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】 〔概要〕 超音波ビームを送受信して得た画像データをフレーム間
平均して表示する超音波診断装置に関し、送信フォーカ
ス段数が増えるに従い、重み係数にの値を増大あるいは
／およびフレーム間平均を行うフレーム数を削減し、表
示画像の応答を良好にすると共にランダムノイズを軽減
することを目的とし、 超音波ビームを送受信して得たフレームの画像データを
格納する超音波用画像メモリと、フレーム間平均を施し
た画像データを格納する表示用画像メモリとを備え、上
記超音波用画像メモリから読みだした現在のフレームの
画像データに重み係数Ｋを乗算した値、および上記表示
用画像メモリから読みだした前回のフレームまでのフレ
ーム間平均を施した画像データに重み係数（１−Ｋ）を
乗算した値の和を上記表示用画像メモリに格納するよう
にし、フォーカス段数の増大に対応して上記重み係数Ｋ
を大きくして生成した画像データを上記表示用画像メモ
リに格納して表示するように構成する。また、超音波ビ
ームを送受信して得たフレームの画像データを順次格納
する複数の超音波用画像メモリと、フレーム間平均を施
した画像データを格納する表示用画像メモリとを備え、
上記複数の超音波用画像メモリから読みだした現在のフ
レームの画像データから所定数（Ｍ）前までのフレーム
の画像データの夫々に対して重み係数にに対応する重み
を夫々乗算してその総和を上記表示用画像メモリに格納
するようにし、フォーカス段数の増大に対応して上記所
定数（Ｍ）までのフレーム数を減少させ、あるいは上記
重み係数Ｋを増大させ、あるいはフレーム数の減少およ
び重み係数にの増大の両者を行い、生成した画像データ
を上記表示用画像メモリに格納して表示するように構成
する。

（産業上の利用分野〕 本発明は、超音波ビームを送受信して得た画像データを
フレーム間平均して表示する超音波診断装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来、超音波診断装置において、超音波診断像中のラン
ダムノイズを軽減する方法として、フレーム間平均を用
いている。これば、第７図に示すように、現在のフレー
ムの画像データに重みＷｏ、１つ前のフレームの画像デ
ータに重みＷ、というように重みを夫々乗算し、これら
の総和を求めて画面上に下記（１１の表示画像を表示す
るものである。

表示画像＝現在のフレームの画像データＸＷ６＋１つ前
のフレームの画像データＸＷ、　　＋・・・＋Ｎ前のフ
レームの画像データＸＷ、　　・・・・（１）ここで、
Ｗ＠　＝に、Ｗｔ　＝　（１−Ｋ）’　Ｋ　（０くに≦
１）である。

この上記＋１）の表示画像を作成する回路として、例え
ば第８図に示すものがある。以下簡単に説明する。

第８図において、超音波探触子２５から超音波を放射し
て反射してきたものを当該超音波探触子２５によって受
信し、送受信回路２４、Ａ／Ｄ　２６を介してディジタ
ルの画像データに変換して超音波用画像メモリ２７に格
納する。この超音波用画像メモリ２７から取り出したフ
レーム単位の画像データを、乗算器２８によってに倍し
て加算器３０に入力すると共に、表示用画像メモリ３１
から１つ前のフレームまでのフレーム間平均を施した画
像データを取り出して乗算器２９によって（１−Ｋ）１
仔した画像データを加算器３０に入力する。この加算器
３０では、Ｋ倍した画像データおよび（１−Ｋ）倍した
画像データの和を求め、表示用画像メモリ３１のもとの
アドレスに上書きする態様で格納する。格納された画像
データは、映像出力回路３２を介してＣＲＴ３３上に超
音波断層像を表示する。

〔発明が解決しようとする課題〕 上述した従来のフレーム間平均によってランダムノイズ
を軽減することば可能となる。しかし、現在のフレーム
の画像データと、前回のフレームまでのフレーム間平均
を施した画像データとの間のフレーム間平均を求めて表
示するため、特に送信フォーカス段数が増え、超音波の
フレームレートが低下した場合、表示画像の変化が遅く
なると共に残像が残ってしまい、観察し難いという間離
があった。

本発明は、送信フォーカス段数が増えるに従い、重み係
数にの値を増大あるいは／およびフレーム間平均を行う
フレーム数を削減し、表示画像の応答を良好にすると共
にランダムノイズを軽減することを目的としている。

〔課題を解決する手段〕

第１図および第６図を参照して課題を解決する手段を説
明する。

第１図および第６図において、超音波用画像メモリ７は
、超音波ビームを送受信して得たフレームの画像データ
を格納するメモリである。

超音波用画像メモリ７−１は、超音波ビームを送受信し
て得たフレームの画像データを順次複数格納するメモリ
である。

表示用画像メモリ１４は、フレーム間平均を施した画像
データを格納するメモリである。

〔作用〕

本発明は、第１図に示すように、超音波ビームを送受信
して得たフレームの画像データを格納する超音波用画像
メモリ７、およびフレーム間平均を施した画像データを
格納する表示用画像メモリ１４を設け、超音波用画像メ
モリ７から読みだした現在のフレームの画像データに重
み係数Ｋを乗算した値、および表示用画像メモリ１４か
ら読みだした前回のフレームまでのフレーム間平均を施
した画像データに重み係数（１−Ｋ）を乗算した値の和
を表示用画像メモリ１４のもとの位置に格納するように
し、フォーカス段数に対応して重み係数Ｋを大きくして
生成した画像データを表示用画像メモリ１４に格納して
表示するようにしている。また、第６図に示すように超
音波ビームを送受信して得たフレームの画像データを順
次格納する複数の超音波用画像メモリ７−１、およびフ
レーム間平均を施した画像データを格納する表示用画像
メモリ１４を設け、複数の超音波メモリ７−１から読み
だした現在のフレームの画像データから所定数（Ｍ）前
までのフレームの画像データの夫々に対して重み係数に
に対応する重みを夫々乗算してその総和を表示用画像メ
モリ１４に格納するようにし、フォーカス段数の増大に
対応して所定数（Ｍ）までのフレーム数を減少させ、あ
るいは重み係数Ｋを増大させ、あるいはフレーム数を減
少および重み係数Ｋを増大させ、生成した画像データを
表示用画像メモリ１４に格納して表示するようにしてい
る。

従って、送信フォーカス段数が増えるに従い、重み係数
にの値を増大あるいは／およびフレーム間平均を行うフ
レーム数を削減し、表示画像の応答を良好にすると共に
ランダムノイズを軽減することが可能となる。

〔実施例〕

次に、第１図から第６図を用いて本発明の１実施例の構
成および動作を順次詳細に説明する。

第１図において、操作パネル１ば、超音波の走査モード
、画像の表示モードを選択するなどの各種操作を行うパ
ネルである。

システムコントローラ２は、操作パネルｌ上から超音波
の走査モード、画像の表示モードなどを選択したことに
対応して、表示制御部３、送受信回路４、切換制御部１
Ｏ１１１などを制御するものである。

表示制御部３は、超音波用画像メモリ７、乗算器８．９
、表示用画像メモリ１４などを制御するものである。

送受信回路４ば、送信パルスを超音波探触子５に送出し
たり、超音波探触子５によって受信した受信信号を増幅
したりするものである。

超音波探触子５は、超音波を生体に放射したり、生体か
ら反射して帰ってきた超音波を受信したりするものであ
る。

Ａ／Ｄ６ば、送受信回路４から入力された超音波のアナ
ログの受信信号をディジタルの受信信号（画像データ）
に変換するものである。

表示用画像メモリ７は、Ａ／Ｄ６によってディジタルに
変換された画像データを格納するメモリである。

乗算器８ば、超音波用画像メモリ７から読みだした現在
のフレームの画像データを、送信フォーカス段数に対応
した重み係数に、ないしＫ。のうちの１亥当するいずれ
か１つの（直を乗算するものである。ここで、送信フォ
ーカス段数が増えるに従い、表示画像の応答を良好にす
るように、重み係数にの値を増大させるようにしている
。

乗算器９は、表示用画像メモリ１４から読みだした前回
までのフレーム間平均を施した画像データを（１−に、
）ないしく１−ＫＮ）のうちの該当するいずれか１つの
値を乗算するものである。

ここで、送信フォーカス段数が増えるに従い、表示画像
の応答を良好にするように、（１−Ｋｌ＞ないしく１−
に、）の値を減少するようにしている。

切換制御部１０ば、乗算器８のうちのいずれが１つの乗
算器によって乗算した結果を取り出し、加算器１２に入
力するものである。

切換制御部１１は、乗算器９のうちのいずれが１つの乗
算器によって乗算した結果を取り出し、加算器１２に入
力するものである。

加算器１２ば、切換制御部１ｏから入力された所定の重
み係数を乗算した現在のフレームの画像データと、およ
び所定の重み係数を乗算した前回のフレームまでの画像
データとを加算し、フレーム間平均を行うものである。

表示用画像メモリ１４は、フレーム間平均を施した後の
画像データを格納するメモリである。

映像出力回路１５は、表示用画像メモリ１４からシリア
ルの映像信号を読み出し、ＣＲＴＩ６上で超音波断層像
などを表示させるための回路である。

ＣＲＴＩ　６は、超音波断層像などを表示するものであ
る。

次に、第１図構成の動作を説明する。

（１）　　システムコントローラ２からの指示に対応し
て送受信回路４が送信パルスを超音波探触子５に入力し
、超音波パルスを生体に送信する。そして、反射して帰
ってきて超音波探触子５によって受信された受信信号を
送受信回路４を介してＡ／Ｄ６に入力する。このＡ／Ｄ
６によってディジタルに変換した画像データを超音波用
画像メモリ７に格納する。この際、送信フォーカス段数
に対応して複数の画像データから該当する部分のみを抜
き出して１つの画像データを生成し、超音波用画像メモ
リ７に格納するようにしている。

（２）超音波用画像メモリ７から読みだした画像データ
について、送信フォーカス段数が増大するに従って増大
する所定の重み係数Ｋｔ　　（ｉ＝０ないしＭの整数）
を持つ乗算器（１）ないし乗算器（−）の該当するいず
れか１つによって乗算した結果を切換制御部１０によっ
て取り出して加算器１２に入力すると共に、表示用画像
メモリ１４から読みだした画像データを乗算器９のうち
の所定の重み係数Ｋｊ　（ｉ＝０ないしＭの整数）に対
応するいずれか１つの乗算器によって乗算した結果を切
換制御部１１によって取り出して加算器１２に入力する
。加算器１３は、入力された２つの画像データをｊＪ［
ＩＸしてフレーム間平均を行い、その結果を表示用画像
メモリ１４のもとの７ドレスの位置に格納する。

（ｍ　表示用画像メモリ１４から読みだした送信フォー
カス段数に対応したフレーム間平均を施した画像データ
を映像出力回路１５が映像信号に変換してＣＲＴＩ６に
入力し、超音波診断像を表示させる。

以上のように、上記（１）ないしく３）の処理によって
、送信フォーカス段数に反比例した重み係数にによって
フレーム間平均を施した超音波断層像をＣＲＴ１６上に
表示することにより、送信フォーカス段数が増加したこ
とによって画像データの収集時間が増大しても、応答の
早い画像を表示することが可能となる。

第２図は、本発明の他の実施例構成図を示す。

これは、第１図乗算器８．９、切換制御部１０．１１、
加算器１２の代わりに、ＲＯＭ１）に予めアドレスに対
応づけてフレーム間平均した後の結果をデータとして、
重み係数ＫＩないし重み係数に、に対応するＭ組につい
て予め書き込んでおき、いずれかを選択するようにした
ものである。ここで、画像データを８ビツトおよび送信
フォーカス段数を６段とし、超音波用画像メモリ７から
読み出した現在のフレームの８ピツトの画像データをア
ドレスＡＯないしＡ７とし、表示用画像メモリ１４から
読みだした前回のフレームまでのフレーム間平均を施し
た８ピントの画像データをアドレスＡ８ないしＡ１５と
し、更に重み係数Ｋｌから重み係数に＆までを切り換え
る切換信号をアドレスＡ１６からＡ１８とする。そして
、フレーム間平均を施した結果をデータＤｏないしＤ７
から取り出すように予め書き込むようにしている。

第３図は、フレームに対する重みＷ例を示す。

ここで、横軸はフレーム数であって、“０“は現在のフ
レーム、′１”は１つ前のフレームを表す。

縦軸は重みＷを表す。この重みＷば、下式によって表さ
れる。

Ｗ０＝Ｋ・・・・・・・・・・・・・−−・（２）Ｗ＋
　＝　（Ｉ　　Ｋ）Ｋ・・・・・・・・・・・（３）Ｗ
ｚ　＝　（Ｉ　　Ｋ）”　Ｋ・・・・・・・・・・（４
）ＷＭ　＝　（１−Ｋ）’　Ｋ・・−一・・−・・・（
５）ここで、Ｗ８は、Ｍ個前のフレームに対する重みで
ある。これら（２）から（５）に示す重みを各フレーム
の画像データに乗算し、その総和を求めることにより、
現在のフレームのフレーム間平均を施した画像データを
得ることができる。従って、重み係数にの値を大きくす
るに伴い、第３図曲線から判明するように、前のフレー
ムの画像データがフレーム間平均を施した後の現在のフ
レームの画像データに与える影響を急激に小さくするこ
とができる。この時性を利用して本実施例は、送信フォ
ーカス段数が増大するに従い、第１図および第２図を用
いて説明したように、重み係数にの値を増大させ、応答
の早い超音波断層像を表示するようにしたものである。

第４図は、第２図構成のＲＯＭ１）のアドレスマツプ例
を示す、これは、重み係数に１のフレーム間平均テーブ
ルから重み係数に、のフレーム間平均テーブルを示す、
これらは、第２図システムコントローラ２からアドレス
Ａ１６からＡ１８に入力されたアドレス信号によってい
ずれか１つを選択するようにしている。

第５図は、送信フォーカス段数とフレームレートとの関
係例を示す、ここで、フレームレートば１秒当りに表示
されるフレーム数を表し、１フレ一ム時間は１つのフレ
ームを表示する概略の時間を表す０例えば送信フォーカ
ス段数が１段の場合、フレームレートが３０となり、０
．０３３秒で超音波断層像が表示される０次に、送信フ
ォーカス段数を６段にすると、フレームレートが５とな
り、ＣＦ、　　２秒で超音波断層像が表示されるため、
既述した本実施例によって重み係数Ｋを増大させてフレ
ーム間平均を施し、見掛は上の応答を早めるようにして
いる。

第６図は、本発明の他の実施例構成図を示す。

これは、受信した画像データを複数の超音波用画像メモ
１月ｌ＋ｆｘいし超音波用画像メモリ（１’ｌ）からな
る超音波用画像メモリ７−１に順次格納し、これらから
読みだした画像データについて乗算器（１１ないし乗算
器（Ｍ）からなる乗算器８−１によって夫々乗算し、こ
れら乗算した総和を加算器１２−１によって求め、これ
をフレーム間平均を施した画像データとして表示用画像
メモリ１４に格納するようにしたものである。この第６
図に示す構成によって、フレーム単位に受信データを超
音波用画像メモ１月１）ないし超音波用画像メモリ（旧
に夫々格納しているため、フレーム間平均を施すフレー
ム数を任意に選択可能であり、本実施例では、送信フォ
ーカス段数が増大するに従い、フレーム間平均するフレ
ーム数を少なくし、応答を早めるようにしている。また
、乗算器（１）から乗算器（？Ｉ）によって、重み係数
に１から重み係数に、のうちのいずれか１つについて、
超音波用画像メモリ１１＋ないし超音波用画像メモリＣ
Ｍ）から取り出した画像データに乗算しているため、送
信フォーカス段数が増大するに従い、重み係数Ｋを増大
させ、応答を早めるようにしている。更に、上記両者を
併用、部ち、送信フォーカス段数の増大に従い、フレー
ム数の削減および重み係数にの増大を併せて行い、応答
を早めるようにしてもよい、また、乗算器（１）ないし
くＭ）の代わりに、ＲＯＭに予め重み係数に１ないし重
み係数にイに対応する乗算した結果をデータとして富き
込んでおき、画像データをアドレスとして入力し、その
結果をデータとして出力するようにしてもよい。

尚、第６図１，２．４．５．６．１４．１５．１６ば、
第１図、第２図構成と同じである。また、超音波用画像
メモリ制御部７−２は、超音波用画像メモ１月１）ない
し超音波用画像メモリ（阿）のうちの超音波用画像メモ
リ（１）に現在のフレームの画像データを格納すると共
に、格納されている画像データを順次超音波用画像メモ
リ（１）から超音波用画像メモリ（２）、超音波用画像
メモリ（２）から超音波用画像メモリ（３）というよう
に転送するものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、送信フォーカス
段数が増えるに従い、重み係数にの値を増大あるいは／
およびフレーム間平均を行うフレーム数を削減する構成
を採用しているため、超音波断層像の表示の応答を良好
にすると共に、ランダムノイズを軽減することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例構成図、第２図、第６図ば本
発明の他の実施例構成図、第３図はフレームに対する重
みＷ例、第４図はＲＯＭのアドレスマツプ例、第５図は
送信フォーカス段数とフレームレートとの関係例、第７
図はフレーム間平均説明図、第８図は従来構成例を示す
。 図中、１は操作パネル、５は超音波探触子、７．７−１
は超音波用画像メモリ、７−２は超音波用画像メモリ制
御部、８．８−１．９ば乗算器、ｌ０１１１は切換制御
部、１２．１２−１は加算器、１４は表示用画像メモリ
、１６はＣＲＴ、１）はＲＯＭを表す。 時好出願人　　富士通株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波ビームを送受信して得た画像データをフレ
   ーム間平均して表示する超音波診断装置において、 超音波ビームを送受信して得たフレームの画像データを
   格納する超音波用画像メモリ（７）と、フレーム間平均
   を施した画像データを格納する表示用画像メモリ（１４
   ）とを備え、 上記超音波用画像メモリ（７）から読みだした現在のフ
   レームの画像データに重み係数Ｋを乗算した値、および
   上記表示用画像メモリ（１４）から読みだした前回のフ
   レームまでのフレーム間平均を施した画像データに重み
   係数（１−Ｋ）を乗算した値の和を上記表示用画像メモ
   リに格納するようにし、フォーカス段数の増大に対応し
   て上記重み係数Ｋを大きくして生成した画像データを上
   記表示用画像メモリ（１４）に格納して表示するように
   構成したことを特徴とする超音波診断装置。
2. （２）超音波ビームを送受信して得た画像データをフレ
   ーム間平均して表示する超音波診断装置において、 超音波ビームを送受信して得たフレームの画像データを
   順次格納する複数の超音波用画像メモリ（７−１）と、 フレーム間平均を施した画像データを格納する表示用画
   像メモリ（１４）とを備え、 上記複数の超音波用画像メモリ（７−１）から読みだし
   た現在のフレームの画像データから所定数（Ｍ）前まで
   のフレームの画像データの夫々に対して重み係数にに対
   応する重みを夫々乗算してその総和を上記表示用画像メ
   モリ（１４）に格納するようにし、 フォーカス段数の増大に対応して上記所定数（Ｍ）まで
   のフレーム数を減少させ、あるいは上記重み係数にを増
   大させ、あるいはフレーム数の減少および重み係数Ｋの
   増大の両者を行い、生成した画像データを上記表示用画
   像メモリ（１４）に格納して表示するように構成したこ
   とを特徴とする超音波診断装置。