JPH0910212A - 超音波カラードップラー映像システムのためのフィルタリング方法及びそのフィルタ回路 - Google Patents
超音波カラードップラー映像システムのためのフィルタリング方法及びそのフィルタ回路Info
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 超音波カラードップラー映像システムに係
り、特に超音波映像から低周波ドップラー信号を取り除
くためのフィルタリング方法及びそのフィルタ回路を提
供する。 【解決手段】 ＭＴＩ方式の原理を応用した変形された
無限衝撃応答フィルタ１００は従来の一般のＩＩＲフィ
ルタからみられる不向きの過渡現象を十分抑制できる。
また従来のＩＩＲフィルタの特性曲線からみられる急傾
斜の特性曲線を小さい次数に具現できる。従って、映像
システムのフレーム率を改善でき、実時間処理が可能で
ある。しかし、かかるＩＩＲフィルタ１００から出力さ
れる最初の３つの信号はフィルタの特性を正確に示せな
い信号であるので、本発明はフィルタの特性に不正確な
要因となる最初の３つのデータを出力制御回路２００で
取り除くことにより、変形されたＩＩＲフィルタを正確
性を失うことなく実現することができる。
り、特に超音波映像から低周波ドップラー信号を取り除
くためのフィルタリング方法及びそのフィルタ回路を提
供する。 【解決手段】 ＭＴＩ方式の原理を応用した変形された
無限衝撃応答フィルタ１００は従来の一般のＩＩＲフィ
ルタからみられる不向きの過渡現象を十分抑制できる。
また従来のＩＩＲフィルタの特性曲線からみられる急傾
斜の特性曲線を小さい次数に具現できる。従って、映像
システムのフレーム率を改善でき、実時間処理が可能で
ある。しかし、かかるＩＩＲフィルタ１００から出力さ
れる最初の３つの信号はフィルタの特性を正確に示せな
い信号であるので、本発明はフィルタの特性に不正確な
要因となる最初の３つのデータを出力制御回路２００で
取り除くことにより、変形されたＩＩＲフィルタを正確
性を失うことなく実現することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超音波カラードップ
ラー映像システムに係り、特に超音波映像から低周波ド
ップラー信号を取り除くためのフィルタリング方法及び
そのフィルタ回路に関するものである。
ラー映像システムに係り、特に超音波映像から低周波ド
ップラー信号を取り除くためのフィルタリング方法及び
そのフィルタ回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、超音波を用いた診断装置が一般の
医療分野において幅広く使われている。超音波診断装置
では、超音波が生体組織を通過する時に起こる反射、散
乱及び吸収などの結果を用いる。散乱された信号には、
散乱が起こる環境における音響インピーダンス差の情報
または散乱体の運動速度の情報が含まれている。実際の
受信信号の強度にあたる散乱強度は音響インピーダンス
の差を反映し、ドップラー効果による周波数の偏移量は
運動速度、正確には超音波ビームの進行方向に対する速
度成分を反映する。
医療分野において幅広く使われている。超音波診断装置
では、超音波が生体組織を通過する時に起こる反射、散
乱及び吸収などの結果を用いる。散乱された信号には、
散乱が起こる環境における音響インピーダンス差の情報
または散乱体の運動速度の情報が含まれている。実際の
受信信号の強度にあたる散乱強度は音響インピーダンス
の差を反映し、ドップラー効果による周波数の偏移量は
運動速度、正確には超音波ビームの進行方向に対する速
度成分を反映する。
【０００３】超音波を用いた診断装置の一種であるドッ
プラー診断装置は、信号の散乱強度と共に周波数の偏移
量も画像で表示することにより生体の動態機能を評価で
きる。特に、カラーが表示できるドップラー映像システ
ムでは、受信信号を復調した後にディジタル化して処理
することにより、心臓や大血管内等を流れる血流を実時
間で２次元画像として描画する。かかるカラードップラ
ー映像システムは断層像と血流情報とを同時に示せる
が、断層像と血流情報とを互いに区別するために、断層
像を白黒で表示し血流情報をカラーで表示する。この
際、走査した超音波ビームの進行方向に流れる血流は暖
かい色で、反対方向の血流は冷たい色で表示すること等
により、血流に対する情報をさらに正確に表現できる。
プラー診断装置は、信号の散乱強度と共に周波数の偏移
量も画像で表示することにより生体の動態機能を評価で
きる。特に、カラーが表示できるドップラー映像システ
ムでは、受信信号を復調した後にディジタル化して処理
することにより、心臓や大血管内等を流れる血流を実時
間で２次元画像として描画する。かかるカラードップラ
ー映像システムは断層像と血流情報とを同時に示せる
が、断層像と血流情報とを互いに区別するために、断層
像を白黒で表示し血流情報をカラーで表示する。この
際、走査した超音波ビームの進行方向に流れる血流は暖
かい色で、反対方向の血流は冷たい色で表示すること等
により、血流に対する情報をさらに正確に表現できる。
【０００４】ところが、前述したカラードップラー映像
システムにより復調されたドップラー信号は、心臓壁や
心臓弁膜の運動による低周波ドップラー信号も含んでい
る。クラッタ信号とも呼ばれるこの低周波ドップラー信
号は、血流情報を正確に検出する妨げとなるので、血流
情報を正確に検出するためにはこの低周波ドップラー信
号を取り除くことが必須である。心臓壁や心臓弁膜の運
動による低周波ドップラー信号は、通常極めて大きなレ
ベルの直流成分で、血流によるドップラー信号よりおよ
そ数百倍も大きな振幅を有する。このため、カラードッ
プラー映像システムでは、運動体から発生するクラッタ
信号を取り除くために、ディジタル高域通過フィルタの
一種であるＭＴＩフィルタを用いる。ＭＴＩフィルタは
ＭＴＩ(Moving Target Indicator) レーダーの原理を用
いるもので、主として低い次数(order) の無限衝撃応答
（ＩＩＲ）が使われる。
システムにより復調されたドップラー信号は、心臓壁や
心臓弁膜の運動による低周波ドップラー信号も含んでい
る。クラッタ信号とも呼ばれるこの低周波ドップラー信
号は、血流情報を正確に検出する妨げとなるので、血流
情報を正確に検出するためにはこの低周波ドップラー信
号を取り除くことが必須である。心臓壁や心臓弁膜の運
動による低周波ドップラー信号は、通常極めて大きなレ
ベルの直流成分で、血流によるドップラー信号よりおよ
そ数百倍も大きな振幅を有する。このため、カラードッ
プラー映像システムでは、運動体から発生するクラッタ
信号を取り除くために、ディジタル高域通過フィルタの
一種であるＭＴＩフィルタを用いる。ＭＴＩフィルタは
ＭＴＩ(Moving Target Indicator) レーダーの原理を用
いるもので、主として低い次数(order) の無限衝撃応答
（ＩＩＲ）が使われる。
【０００５】有限衝撃応答（ＦＩＲ）フィルタの場合に
は、無限衝撃応答フィルタに比べて相対的にハードウェ
アの具体化が容易であり、係数変化に対する安定度も高
くて、過渡現象(Transient phenomena) が現れない長所
がある。しかし、ＦＩＲフィルタは極めて緩い周波数特
性曲線を有するので、低周波ドップラー信号（またはク
ラッタ信号）を取り除くのに必要な遮断周波数を定めに
くい。これに比べて、ＩＩＲフィルタでは、一般に低い
次数に所望の急傾斜の周波数特性が得られる長所があ
る。
は、無限衝撃応答フィルタに比べて相対的にハードウェ
アの具体化が容易であり、係数変化に対する安定度も高
くて、過渡現象(Transient phenomena) が現れない長所
がある。しかし、ＦＩＲフィルタは極めて緩い周波数特
性曲線を有するので、低周波ドップラー信号（またはク
ラッタ信号）を取り除くのに必要な遮断周波数を定めに
くい。これに比べて、ＩＩＲフィルタでは、一般に低い
次数に所望の急傾斜の周波数特性が得られる長所があ
る。
【０００６】しかしながら、ＩＩＲフィルタは係数値の
変化に対する安定度が劣っており、任意の入力信号の時
間的変化に対して過渡現象が長く現れる短所がある。フ
ィルタの過渡応答時間が長くなれば、超音波信号から得
られたデータ列のうちフィルタ処理に使われるデータの
個数が相対的に少なくなる。この点では、既存のＩＩＲ
フィルタをもってしては、ドップラー映像システムにお
いて要求されるフレーム率を確保できず、実時間走査も
不可能になるという問題がある。
変化に対する安定度が劣っており、任意の入力信号の時
間的変化に対して過渡現象が長く現れる短所がある。フ
ィルタの過渡応答時間が長くなれば、超音波信号から得
られたデータ列のうちフィルタ処理に使われるデータの
個数が相対的に少なくなる。この点では、既存のＩＩＲ
フィルタをもってしては、ドップラー映像システムにお
いて要求されるフレーム率を確保できず、実時間走査も
不可能になるという問題がある。
【０００７】過渡応答時間に関連した問題を解決した既
存のＩＩＲ型ディジタル高域通過フィルタを、図１に基
づき以下に説明する。図１のディジタル高域通過フィル
タは２次無限衝撃応答形態を使うフィルタである。図１
の加算器１０は、入力信号Ｘ（ｎ）と係数積算器１４、
２０から帰還された信号とを加算し、加算結果の信号を
メモリレジスタ１２に出力する。メモリレジスタ１２
は、入力信号を遅延させた後に信号Ｗ1 （ｎ）を係数積
算器１４、１６及びメモリレジスタ１８にそれぞれ出力
する。係数積算器１４は、メモリレジスタ１２の出力信
号Ｗ1 （ｎ）を（−ａ）倍して加算器１０に供給する。
メモリレジスタ１８は、メモリレジスタ１２の出力信号
を遅延させた後に信号Ｗ2 （ｎ）を係数積算器２０、２
２に出力する。係数積算器２０は、メモリレジスタ１８
の出力信号Ｗ2 （ｎ）を（−ｂ）倍して加算器１０に供
給する。
存のＩＩＲ型ディジタル高域通過フィルタを、図１に基
づき以下に説明する。図１のディジタル高域通過フィル
タは２次無限衝撃応答形態を使うフィルタである。図１
の加算器１０は、入力信号Ｘ（ｎ）と係数積算器１４、
２０から帰還された信号とを加算し、加算結果の信号を
メモリレジスタ１２に出力する。メモリレジスタ１２
は、入力信号を遅延させた後に信号Ｗ1 （ｎ）を係数積
算器１４、１６及びメモリレジスタ１８にそれぞれ出力
する。係数積算器１４は、メモリレジスタ１２の出力信
号Ｗ1 （ｎ）を（−ａ）倍して加算器１０に供給する。
メモリレジスタ１８は、メモリレジスタ１２の出力信号
を遅延させた後に信号Ｗ2 （ｎ）を係数積算器２０、２
２に出力する。係数積算器２０は、メモリレジスタ１８
の出力信号Ｗ2 （ｎ）を（−ｂ）倍して加算器１０に供
給する。
【０００８】一方、係数積算器１６は、メモリレジスタ
１２の出力信号Ｗ1 （ｎ）を（−２）倍して出力し、係
数積算器２２は、メモリレジスタ１８の出力信号Ｗ2
（ｎ）をそのまま（＋１倍して）出力する。加算器２４
は、加算器１０及び係数積算器１６、２２の出力から印
加される信号を加算して、最終出力信号Ｙ（ｎ）を発生
する。
１２の出力信号Ｗ1 （ｎ）を（−２）倍して出力し、係
数積算器２２は、メモリレジスタ１８の出力信号Ｗ2
（ｎ）をそのまま（＋１倍して）出力する。加算器２４
は、加算器１０及び係数積算器１６、２２の出力から印
加される信号を加算して、最終出力信号Ｙ（ｎ）を発生
する。
【０００９】図１の構造を有するＩＩＲフィルタは、最
終正常状態の値をフィルタの初期値として使う。心臓壁
や心臓弁膜の運動によるドップラー信号は、前述したよ
うにレベルの極めて大きな直流成分や低周波成分なの
で、図１のＩＩＲフィルタの初期条件で印加する信号の
大きさは、任意の１つのレンジゲート(range gate)から
最初に戻ってきた信号の大きさと同等のステップ入力信
号の大きさと考えられる。初期条件で印加する信号の大
きさの計算を、Ｚ−領域で次の式（１）で表現された図
１のフィルタの伝達関数を用いて説明すれば次の通りで
ある。
終正常状態の値をフィルタの初期値として使う。心臓壁
や心臓弁膜の運動によるドップラー信号は、前述したよ
うにレベルの極めて大きな直流成分や低周波成分なの
で、図１のＩＩＲフィルタの初期条件で印加する信号の
大きさは、任意の１つのレンジゲート(range gate)から
最初に戻ってきた信号の大きさと同等のステップ入力信
号の大きさと考えられる。初期条件で印加する信号の大
きさの計算を、Ｚ−領域で次の式（１）で表現された図
１のフィルタの伝達関数を用いて説明すれば次の通りで
ある。
【００１０】
【数１】
【００１１】図１において、２つのメモリレジスタ１
２、１８の初期値を求めるために、それぞれに対するＺ
−領域における伝達関数を求めると、次の式（２）及び
（３）の通りである。
２、１８の初期値を求めるために、それぞれに対するＺ
−領域における伝達関数を求めると、次の式（２）及び
（３）の通りである。
【００１２】
【数２】
【００１３】
【数３】
【００１４】ここで、最初に戻ってきた信号の大きさを
Ｋとすれば、Ｋの大きさを有するステップ入力信号に対
する出力は、次の式（４）及び（５）の通りである。
Ｋとすれば、Ｋの大きさを有するステップ入力信号に対
する出力は、次の式（４）及び（５）の通りである。
【００１５】
【数４】
【００１６】
【数５】
【００１７】式（４）及び（５）に最終値定理(final v
alue theorem) を適用すれば、次の式（６）で表現され
た結果が得られる。
alue theorem) を適用すれば、次の式（６）で表現され
た結果が得られる。
【００１８】
【数６】
【００１９】従って、それぞれのレンジゲートから最初
に戻ってきた信号Ｋに１／（１＋ａ＋ｂ）をかけて得ら
れた値を第１及び第２メモリレジスタ１２、１８に初期
値として貯蔵してから、フィルタ処理を施せば、フィル
タの過渡応答時間が長くなる問題が解決できる。しか
し、前述した方式においてフィルタの遮断周波数値が０
に近い場合、式（６）の分母値が小さくなるので、最初
の帰還による信号の大きさＫの値が全体的に大きく増加
する。従って、メモリレジスタ１２、１８の処理条件を
表現するために多くのビット数が必要となり、過渡応答
現象もさらに深刻となる。そのため大量の入力サンプル
数を必要となって実時間映像が得られにくい。
に戻ってきた信号Ｋに１／（１＋ａ＋ｂ）をかけて得ら
れた値を第１及び第２メモリレジスタ１２、１８に初期
値として貯蔵してから、フィルタ処理を施せば、フィル
タの過渡応答時間が長くなる問題が解決できる。しか
し、前述した方式においてフィルタの遮断周波数値が０
に近い場合、式（６）の分母値が小さくなるので、最初
の帰還による信号の大きさＫの値が全体的に大きく増加
する。従って、メモリレジスタ１２、１８の処理条件を
表現するために多くのビット数が必要となり、過渡応答
現象もさらに深刻となる。そのため大量の入力サンプル
数を必要となって実時間映像が得られにくい。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、実時
間で映像処理する超音波ドップラー映像システムのため
に遮断周波数を問わず超音波ドップラー信号に入ってく
る低周波ドップラー信号を取り除き、高域通過フィルタ
の出力を効率良く使えるフィルタリング方法及びそのフ
ィルタ回路を提供することにある。
間で映像処理する超音波ドップラー映像システムのため
に遮断周波数を問わず超音波ドップラー信号に入ってく
る低周波ドップラー信号を取り除き、高域通過フィルタ
の出力を効率良く使えるフィルタリング方法及びそのフ
ィルタ回路を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】前述した本発明の目的を
達成するために、本発明による超音波ドップラー信号の
フィルタリング方法は、超音波ドップラー信号を実時間
で映像処理する超音波ドップラー映像システムのための
超音波ドップラー信号のフィルタリング方法であって、
超音波ドップラー信号に入っている低周波成分を遮断周
波数を問わずに取り除く無限衝撃応答形態のディジタル
高域通過フィルタを備え、フィルタリングされた出力信
号のうち前記高域通過フィルタのための遮断周波数が得
られた後のフィルタリングされた出力信号を、超音波ド
ップラー信号の実時間の映像処理に使うことを特徴とす
る。
達成するために、本発明による超音波ドップラー信号の
フィルタリング方法は、超音波ドップラー信号を実時間
で映像処理する超音波ドップラー映像システムのための
超音波ドップラー信号のフィルタリング方法であって、
超音波ドップラー信号に入っている低周波成分を遮断周
波数を問わずに取り除く無限衝撃応答形態のディジタル
高域通過フィルタを備え、フィルタリングされた出力信
号のうち前記高域通過フィルタのための遮断周波数が得
られた後のフィルタリングされた出力信号を、超音波ド
ップラー信号の実時間の映像処理に使うことを特徴とす
る。
【００２２】ここで、前記フィルタリングされた出力信
号のうち初期の３番目までの信号を取り除いて、超音波
ドップラー信号の実時間の映像処理に使う。また、前記
信号の除去において、初期の３番目までの信号除去をそ
れぞれのレンジゲート毎に行う。また、生体から反射さ
れた超音波信号のフィルタリングに使用される。また、
生体の血流の動態診断のためのフィルタリングに使用さ
れる。
号のうち初期の３番目までの信号を取り除いて、超音波
ドップラー信号の実時間の映像処理に使う。また、前記
信号の除去において、初期の３番目までの信号除去をそ
れぞれのレンジゲート毎に行う。また、生体から反射さ
れた超音波信号のフィルタリングに使用される。また、
生体の血流の動態診断のためのフィルタリングに使用さ
れる。
【００２３】本発明による超音波ドップラー信号のフィ
ルタ回路は、超音波ドップラー信号を実時間で映像処理
する超音波ドップラー映像システムのための超音波ドッ
プラー信号のフィルタ回路であって、超音波ドップラー
信号に入っている低周波成分を遮断周波数を問わずに取
り除く無限衝撃応答形態のディジタル高域通過フィルタ
と、フィルタリングされた出力信号のうち前記高域通過
フィルタのための遮断周波数が得られた後のフィルタリ
ングされた出力信号を出力する出力制御手段とを備える
ことを特徴とする。
ルタ回路は、超音波ドップラー信号を実時間で映像処理
する超音波ドップラー映像システムのための超音波ドッ
プラー信号のフィルタ回路であって、超音波ドップラー
信号に入っている低周波成分を遮断周波数を問わずに取
り除く無限衝撃応答形態のディジタル高域通過フィルタ
と、フィルタリングされた出力信号のうち前記高域通過
フィルタのための遮断周波数が得られた後のフィルタリ
ングされた出力信号を出力する出力制御手段とを備える
ことを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明を具現した望ましい一実施の形態を詳述する。図３
は、本実施の形態のフィルタ回路の構成を示すブロック
図である。図中、１００はＭＴＩ方式に基づく２次ＩＩ
Ｒフィルタ、２００はＩＩＲフィルタ１００の出力から
初期の３番目までの信号を除去するよう制御する出力制
御回路である。尚、ここでＩＩＲフィルタ１００は、既
存のＩＩＲフィルタにおける過渡応答時間を減らすため
に変形された構造のＩＩＲフィルタ（Ｊ．Ｒ．Ｍｉｃｋ
による１９７１年“Digital Filter in Airborne MTI R
adar”の論文）に基づく、ＭＴＩ方式の２次ＩＩＲフィ
ルタである。
明を具現した望ましい一実施の形態を詳述する。図３
は、本実施の形態のフィルタ回路の構成を示すブロック
図である。図中、１００はＭＴＩ方式に基づく２次ＩＩ
Ｒフィルタ、２００はＩＩＲフィルタ１００の出力から
初期の３番目までの信号を除去するよう制御する出力制
御回路である。尚、ここでＩＩＲフィルタ１００は、既
存のＩＩＲフィルタにおける過渡応答時間を減らすため
に変形された構造のＩＩＲフィルタ（Ｊ．Ｒ．Ｍｉｃｋ
による１９７１年“Digital Filter in Airborne MTI R
adar”の論文）に基づく、ＭＴＩ方式の２次ＩＩＲフィ
ルタである。
【００２５】図２は、ＭＴＩ方式に基づく２次ＩＩＲフ
ィルタ１００の構造を示したものである。図２では、図
１のフィルタにおける構成要素に対応する構成要素に同
一の参照番号を付した。第１加算器１０は、入力信号Ｘ
（ｎ）と第１及び第２係数積算器１４、２０の出力信号
を加算する。第１メモリレジスタ１２は、第１加算器１
０の出力信号を遅延させて出力信号Ｗ1 （ｎ）を第２加
算器２８に出力する。第５係数積算器２６は、入力信号
Ｘ（ｎ）を（−１）倍して第２加算器２８に出力する。
第２加算器２８は、第１メモリレジスタ１２の出力信号
Ｗ1 （ｎ）及び第５係数積算器２６の出力信号を加算す
る。第３係数積算器１６は、第３加算器２８の出力信号
を（−１）倍する。第４加算器３０は、第３及び第４係
数積算器１６、２２の出力信号を加算して最終出力信号
Ｙ（ｎ）を発生する。未説明の第１、第２及び第４係数
積算器１４、２０、２２と第２メモリレジスタ１８は、
同一の参照番号を有する図１の対応する構成要素と同一
の機能を遂行するので、その具体的な説明を省く。
ィルタ１００の構造を示したものである。図２では、図
１のフィルタにおける構成要素に対応する構成要素に同
一の参照番号を付した。第１加算器１０は、入力信号Ｘ
（ｎ）と第１及び第２係数積算器１４、２０の出力信号
を加算する。第１メモリレジスタ１２は、第１加算器１
０の出力信号を遅延させて出力信号Ｗ1 （ｎ）を第２加
算器２８に出力する。第５係数積算器２６は、入力信号
Ｘ（ｎ）を（−１）倍して第２加算器２８に出力する。
第２加算器２８は、第１メモリレジスタ１２の出力信号
Ｗ1 （ｎ）及び第５係数積算器２６の出力信号を加算す
る。第３係数積算器１６は、第３加算器２８の出力信号
を（−１）倍する。第４加算器３０は、第３及び第４係
数積算器１６、２２の出力信号を加算して最終出力信号
Ｙ（ｎ）を発生する。未説明の第１、第２及び第４係数
積算器１４、２０、２２と第２メモリレジスタ１８は、
同一の参照番号を有する図１の対応する構成要素と同一
の機能を遂行するので、その具体的な説明を省く。
【００２６】図２のフィルタのＺ−変換による伝達関数
式は、次に示したように、前記式（１）と同様に表現で
きる。
式は、次に示したように、前記式（１）と同様に表現で
きる。
【００２７】
【数７】
【００２８】レンジゲートから最初に戻ってきた信号Ｋ
に対するメモリレジスタ１２、１８の出力は、Ｚ−領域
で次の式（７）及び（８）でそれぞれ表現される。
に対するメモリレジスタ１２、１８の出力は、Ｚ−領域
で次の式（７）及び（８）でそれぞれ表現される。
【００２９】
【数８】
【００３０】
【数９】
【００３１】式（７）及び（８）に最終値定理を適用す
れば、メモリレジスタ１２、１８に貯蔵される最終正常
状態の値はそれぞれＫ（＝Ｘ（０））と０となる。そこ
で、第１メモリレジスタ１２にはＫを、第２メモリレジ
スタ１８には０を印加した後からフィルタ処理が行われ
る。従って、図２のＩＩＲフィルタは初期条件を表現す
るために多くの数のビットを必要とせず、特に超音波カ
ラードップラー信号で発生するステップ入力に対する過
渡応答時間を完全に取り除ける。
れば、メモリレジスタ１２、１８に貯蔵される最終正常
状態の値はそれぞれＫ（＝Ｘ（０））と０となる。そこ
で、第１メモリレジスタ１２にはＫを、第２メモリレジ
スタ１８には０を印加した後からフィルタ処理が行われ
る。従って、図２のＩＩＲフィルタは初期条件を表現す
るために多くの数のビットを必要とせず、特に超音波カ
ラードップラー信号で発生するステップ入力に対する過
渡応答時間を完全に取り除ける。
【００３２】次に、ＩＩＲフィルタ１００の出力から初
期の３番目までの信号を除去する出力制御回路２００の
機能を説明する。図２のように変形されたＩＩＲフィル
タでも依然として残る問題点があり、分析して見ると、
次の通りである。図２のフィルタの出力Ｙ（ｎ）は、次
の式（９）の通りである。
期の３番目までの信号を除去する出力制御回路２００の
機能を説明する。図２のように変形されたＩＩＲフィル
タでも依然として残る問題点があり、分析して見ると、
次の通りである。図２のフィルタの出力Ｙ（ｎ）は、次
の式（９）の通りである。
【００３３】 Ｙ（ｎ）＝Ｘ（ｎ）−Ｗ1 （ｎ）＋Ｗ2 （ｎ） …（９） ここで、 Ｗ1 （ｎ）＝Ｘ（ｎ−１）−ａ｛Ｗ1 （ｎ−１）−Ｘ
（ｎ−１）｝−ｂ・Ｗ2 （ｎ−１） Ｗ2 （ｎ）＝Ｗ1 （ｎ−１）−Ｘ（ｎ−１） 上記Ｗ1 （ｎ）及びＷ2 （ｎ）を式（９）に代入する
と、次式（１０）の通りである。
（ｎ−１）｝−ｂ・Ｗ2 （ｎ−１） Ｗ2 （ｎ）＝Ｗ1 （ｎ−１）−Ｘ（ｎ−１） 上記Ｗ1 （ｎ）及びＷ2 （ｎ）を式（９）に代入する
と、次式（１０）の通りである。
【００３４】 Ｙ（ｎ）＝Ｘ（ｎ）−（ａ＋２）・Ｘ（ｎ−１） ＋（ａ＋１）・Ｗ1 （ｎ−１）＋ｂ・Ｗ2 （ｎ−１） …（１０） 式（１０）から初期の出力信号Ｙ（０）、Ｙ（１）を求
めると、次の式（１１）及び（１２）の通りである。 Ｙ（０）＝Ｘ（０）−Ｗ1 （０）＋Ｗ2 （０）＝０ …（１１） Ｙ（１）＝Ｘ（１）−（ａ＋２）・Ｘ（０）＋（ａ＋１）・Ｗ1 （０） ＋ｂ・Ｗ2 （０） ＝Ｘ（１）−Ｘ（０） …（１２） ここで、Ｗ1 （０）＝Ｘ（０）、Ｗ2 （０）＝０ そして、出力信号Ｙ（２）、Ｙ（３）は、次の式（１
３）及び（１４）の通りである。
めると、次の式（１１）及び（１２）の通りである。 Ｙ（０）＝Ｘ（０）−Ｗ1 （０）＋Ｗ2 （０）＝０ …（１１） Ｙ（１）＝Ｘ（１）−（ａ＋２）・Ｘ（０）＋（ａ＋１）・Ｗ1 （０） ＋ｂ・Ｗ2 （０） ＝Ｘ（１）−Ｘ（０） …（１２） ここで、Ｗ1 （０）＝Ｘ（０）、Ｗ2 （０）＝０ そして、出力信号Ｙ（２）、Ｙ（３）は、次の式（１
３）及び（１４）の通りである。
【００３５】 Ｙ（２）＝Ｘ（２）−（ａ＋２）・Ｘ（１）＋（ａ＋１）・Ｘ（０） …（１３） Ｙ（３）＝Ｘ（３）−（ａ＋２）・Ｘ（２） ＋（ａ2 ＋２ａ＋１−ｂ）・Ｘ（１）−（ａ2 ＋ａ−ｂ）Ｘ（０） …（１４） 上記式（１１）及び（１２）からわかるように、Ｙ
（０）とＹ（１）とはフィルタの特性を問わず一定した
値を有する。そして、Ｙ（２）は係数ｂが抜けているの
で所望のフィルタの遮断周波数を得にくい。すなわち、
フィルタ処理に有効な出力はＹ（３）項からとなること
がわかる。
（０）とＹ（１）とはフィルタの特性を問わず一定した
値を有する。そして、Ｙ（２）は係数ｂが抜けているの
で所望のフィルタの遮断周波数を得にくい。すなわち、
フィルタ処理に有効な出力はＹ（３）項からとなること
がわかる。
【００３６】従って、本実施の形態では、出力制御回路
２００により、ＩＩＲフィルタの後段等でこのようなフ
ィルタの初期の３つの出力を予め設定したプログラムな
どを用いて取り除く。そして、４番目の出力Ｙ（３）か
らを低域ドップラー信号の除去のための高域通過フィル
タリングに使う。
２００により、ＩＩＲフィルタの後段等でこのようなフ
ィルタの初期の３つの出力を予め設定したプログラムな
どを用いて取り除く。そして、４番目の出力Ｙ（３）か
らを低域ドップラー信号の除去のための高域通過フィル
タリングに使う。
【００３７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、実時
間で映像処理する超音波ドップラー映像システムのため
に遮断周波数を問わず超音波ドップラー信号に入ってく
る低周波ドップラー信号を取り除き、高域通過フィルタ
の出力を効率良く使えるフィルタリング方法及びそのフ
ィルタ回路を提供できる。
間で映像処理する超音波ドップラー映像システムのため
に遮断周波数を問わず超音波ドップラー信号に入ってく
る低周波ドップラー信号を取り除き、高域通過フィルタ
の出力を効率良く使えるフィルタリング方法及びそのフ
ィルタ回路を提供できる。
【００３８】すなわち、本発明は図２のＩＩＲフィルタ
の構造を用い、フィルタ特性の不正確な要因となる最初
の３つのデータを取り除く。したがって、フィルタの遮
断周波数値に問わず超音波ドップラー信号を実時間処理
できるのみならず、従来のＩＩＲフィルタの特性曲線で
みられる急傾斜の特性曲線を小さい次数及び簡単な初期
条件を用いて具現できる。これにより、本発明で提示し
たフィルタリング方法を用いた超音波カラードップラー
映像システムは、超音波ドップラー信号に入っている低
周波ドップラー信号をさらに正確に除去でき、高いフレ
ーム率を通じて映像の実時間処理が可能となる。
の構造を用い、フィルタ特性の不正確な要因となる最初
の３つのデータを取り除く。したがって、フィルタの遮
断周波数値に問わず超音波ドップラー信号を実時間処理
できるのみならず、従来のＩＩＲフィルタの特性曲線で
みられる急傾斜の特性曲線を小さい次数及び簡単な初期
条件を用いて具現できる。これにより、本発明で提示し
たフィルタリング方法を用いた超音波カラードップラー
映像システムは、超音波ドップラー信号に入っている低
周波ドップラー信号をさらに正確に除去でき、高いフレ
ーム率を通じて映像の実時間処理が可能となる。
【図１】超音波ドップラー映像システムのための従来の
無限衝撃応答（ＩＩＲ）フィルタの構成を示した構成図
である。
無限衝撃応答（ＩＩＲ）フィルタの構成を示した構成図
である。
【図２】本実施の形態の無限衝撃応答フィルタの構成例
を示した構成図である。
を示した構成図である。
【図３】本実施の形態の超音波ドップラー映像システム
のためのフィルタ回路の構成例を示した構成図である。
のためのフィルタ回路の構成例を示した構成図である。
１０，２８，３０ 加算器 １２，１８ メモリレジスタ １４，１６，２０，２２，２６ 係数積算器 １００ ＭＩＴ方式ＩＩＲフィルタ ２００ 出力制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金▲チュル▼安 大韓民国京畿道城南市盆唐区野塔洞311− ８ ３層
Claims (6)
- 【請求項１】 超音波ドップラー信号を実時間で映像処
理する超音波ドップラー映像システムのための超音波ド
ップラー信号のフィルタリング方法であって、 超音波ドップラー信号に入っている低周波成分を遮断周
波数を問わずに取り除く無限衝撃応答形態のディジタル
高域通過フィルタを備え、 フィルタリングされた出力信号のうち前記高域通過フィ
ルタのための遮断周波数が得られた後のフィルタリング
された出力信号を、超音波ドップラー信号の実時間の映
像処理に使うことを特徴とする超音波ドップラー信号の
フィルタリング方法。 - 【請求項２】 前記フィルタリングされた出力信号のう
ち初期の３番目までの信号を取り除いて、超音波ドップ
ラー信号の実時間の映像処理に使うことを特徴とする請
求項１に記載の超音波ドップラー信号のフィルタリング
方法。 - 【請求項３】 前記信号の除去において、初期の３番目
までの信号除去をそれぞれのレンジゲート毎に行うこと
を特徴とする請求項２に記載の超音波ドップラー信号の
フィルタリング方法。 - 【請求項４】 生体から反射された超音波信号のフィル
タリングに使用されることを特徴とする請求項１に記載
の超音波ドップラー信号のフィルタリング方法。 - 【請求項５】 生体の血流の動態診断のためのフィルタ
リングに使用されることを特徴とする請求項４に記載の
超音波ドップラー信号のフィルタリング方法。 - 【請求項６】 超音波ドップラー信号を実時間で映像処
理する超音波ドップラー映像システムのための超音波ド
ップラー信号のフィルタ回路であって、 超音波ドップラー信号に入っている低周波成分を遮断周
波数を問わずに取り除く無限衝撃応答形態のディジタル
高域通過フィルタと、 フィルタリングされた出力信号のうち前記高域通過フィ
ルタのための遮断周波数が得られた後のフィルタリング
された出力信号を出力する出力制御手段とを備えること
を特徴とする超音波ドップラー信号のフィルタ回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019950011167A KR0178095B1 (ko) | 1995-05-08 | 1995-05-08 | 초음파 칼라 도플러 영상시스템을 위한 필터링방법 |
| KR95-11167 | 1995-05-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0910212A true JPH0910212A (ja) | 1997-01-14 |
| JP3188394B2 JP3188394B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=19413880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11370696A Expired - Lifetime JP3188394B2 (ja) | 1995-05-08 | 1996-05-08 | 超音波カラードップラー映像システムのためのフィルタリング方法及びそのフィルタ回路 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5706817A (ja) |
| JP (1) | JP3188394B2 (ja) |
| KR (1) | KR0178095B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0901022A3 (en) * | 1997-09-04 | 1999-11-03 | Medison Co., Ltd. | Ultrasonic color flow mapping (CFM) system and ultrasonic doppler signal filtering method |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3771978B2 (ja) * | 1996-10-31 | 2006-05-10 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
| US6146331A (en) * | 1998-09-30 | 2000-11-14 | Siemens Medical Systems, Inc. | Method for improved clutter suppression for ultrasonic color doppler imaging |
| US6110113A (en) * | 1998-12-15 | 2000-08-29 | Siemens Medical Systems, Inc. | Method and apparatus for removing transients and gaps from ultrasound echo signals |
| US7118532B2 (en) * | 2004-05-06 | 2006-10-10 | General Electric Company | Data dependent color wall filters |
| US7966147B2 (en) * | 2008-04-07 | 2011-06-21 | Raytheon Company | Generating images according to points of intersection for integer multiples of a sample-time distance |
| US8798385B2 (en) * | 2009-02-16 | 2014-08-05 | Raytheon Company | Suppressing interference in imaging systems |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5269308A (en) * | 1991-07-25 | 1993-12-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ultrasonic doppler imaging apparatus |
| US5467770A (en) * | 1994-11-25 | 1995-11-21 | General Electric Company | Color adaptive frame averaging |
-
1995
- 1995-05-08 KR KR1019950011167A patent/KR0178095B1/ko not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-05-07 US US08/646,526 patent/US5706817A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-08 JP JP11370696A patent/JP3188394B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0901022A3 (en) * | 1997-09-04 | 1999-11-03 | Medison Co., Ltd. | Ultrasonic color flow mapping (CFM) system and ultrasonic doppler signal filtering method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR0178095B1 (ko) | 1999-04-01 |
| US5706817A (en) | 1998-01-13 |
| JP3188394B2 (ja) | 2001-07-16 |
| KR960040319A (ko) | 1996-12-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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