JPH0994248A - 超音波診断装置におけるスペックルノイズ判定方法及びスペックルノイズ判定除去回路を備えた超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置におけるスペックルノイズ判定方法及びスペックルノイズ判定除去回路を備えた超音波診断装置Info
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Abstract
定方法において、超音波画像に混入しているスペックル
ノイズを有効に判定する。 【解決手段】 超音波診断装置の超音波本体部のメモリ
部から連続した複数フレームの画像データを並列に読み
出し、これら複数の画像データを統計処理することによ
り、対象画像データがスペックルノイズであるか否かを
判定することができる。特に、上記複数の画像データの
統計処理として、複数フレームの画像データについて同
一番地のデータの平均輝度と平均分散とを求め、この平
均輝度と平均分散との比率を演算することにより、超音
波画像に混入しているスペックルノイズを有効に判定す
ることができる。
Description
被検体内の診断部位について断層像を計測し表示する超
音波診断装置において、超音波の波長に比べて十分小さ
い生体組織の反射体群によりさまざまな位相で発生する
散乱波が干渉してランダムに小輝点群が見えるスペック
ルノイズを判定する方法及びそのスペックルノイズの判
定除去回路を備えた超音波診断装置に関する。
波画像には、スペックルノイズと呼ばれる周期が不規則
な雑音が混入している。このスペックルノイズは、超音
波の波長に比べて十分小さい生体組織の反射体群により
さまざまな位相で発生する散乱波が干渉してランダムに
小輝点群が出現すると考えられている。そして、このス
ペックルノイズは、Bモード像の全域に本来の反射エコ
ー信号に重畳して出現することが知られている。すなわ
ち、例えば心臓の超音波画像において、心壁等の構造物
の反射エコー信号にスペックルノイズが重なって本来の
信号を乱し画像のチラツキ等の画質劣化を引き起こすと
共に、心腔等の反射体が無い部位等にもスペックルノイ
ズが出現して画質を劣化させるものであった。また、一
般に、スペックルノイズは、生体内に分布する微小散乱
体の配置により形状が大きく変化するとされており、生
体組織が動くと上記スペックルノイズのパターンも変わ
ることが知られている。しかし、そのパターンの変化の
度合、方向、輝度などの変わり方は一様ではない。この
ことから、生体が動いている場合は、スペックルノイズ
は不規則な変化をすることが確認されている。
診断装置においては、図10に示すようなフレーム相関
処理回路により経時的に重みを付けた加算平均化処理を
行い、動画像のスペックルノイズを低減していた。この
フレーム相関処理回路は、従来一般に「フレーム相関」
又は「scc(スキャンコリレーション)走査相関」と
呼ばれる手法でスペックルノイズを低減処理するもの
で、図10に示すように、例えば重み付け加算器から成
る演算処理回路1と、Bモード像のデータを記録する機
能を有するフレームメモリ2と、このフレームメモリ2
の入力端子Dに入力される超音波画像のデータに同期し
て上記フレームメモリ2の番地を順次発生させる制御回
路3とから構成されている。
ームメモリ2は、制御回路3により選択された番地に記
録されていたデータ、つまり1フレーム前のデータを出
力端子Eから出力する。この出力端子Eからの出力デー
タは、前記演算処理回路1のB入力に入力する。次に、
演算処理回路1は、図示外の超音波本体部から送出され
A入力に入力してくる現時点でのデータと、上記B入力
に入力する1フレーム前のデータとを相関処理し、その
結果を出力端子Cより出力する。すると、この出力端子
Cからの出力データは、新しい時相のデータとしてフレ
ームメモリ2の入力端子Dへ送られる。次に、制御回路
3は、上記フレームメモリ2に新しい時相のデータが入
力された後に、これを前回と同一番地に記録するよう指
示を出す。
る相関処理について説明する。いま、演算処理回路1の
A入力に入力される数値をaで表し、B入力に入力され
る数値をbで表し、出力端子Cに出現する演算結果をc
とすると、 a・X+b・Y=c …(1) の関係があるX,Yの相関係数により、重み付け加算平
均の処理が行われる場合が多い。ここでは、X<1,Y
<1であり、 X+Y=1 …(2) の関係がある。一般には、被検体の診断部位や雑音の大
小により上記相関係数X,Yを選定して使用している。
来の超音波診断装置におけるフレーム相関処理回路にお
いては、図10に示す演算処理回路1のB入力に入力さ
れる画像データは1フレーム前の時相で既に演算処理さ
れたものであるので、上記演算処理回路1の出力端子C
からの演算出力は、経時的に旧フレームの影響が長時間
残留してしまうものであった。また、相関をとるフレー
ムの画像データ、例えば輝度レベル等の高低により相関
処理後の依存度が大幅に変化してしまうことがあった。
すなわち、輝度の高いフレームの画像データは長く影響
が残るが、輝度の低いフレームの画像データは非常に短
時間で無関係となってしまうものであった。これでは、
フレーム間で相関処理する時間間隔が不明となり、フレ
ームの指定が不可能となる。従って、上記相関処理の効
果は完全には推定できず、不確定要素となり、スペック
ルノイズ除去による画質の安定性は不十分であった。さ
らに、図10に示すフレーム相関処理回路においては、
元の超音波画像の輝度レベル等のデータが演算処理回路
1の相関処理により順次変化して行き、輝度に応じたフ
ィルタ処理等が実行できないことがあった。そのため、
輝度情報により処理のアルゴリズムを変更することがで
きず、前述のように単純な重み付け加算程度しか行えな
かった。
処し、超音波画像に混入しているスペックルノイズを有
効に判定すると共にこのスペックルノイズのみを除去し
て画質を向上することができる超音波診断装置における
スペックルノイズ判定方法及びスペックルノイズ判定除
去回路を提供することを目的とする。
に、第一の発明による超音波診断装置におけるスペック
ルノイズ判定方法は、被検体内に超音波を送受信する探
触子と、この探触子を駆動して超音波を発生させると共
に受信した反射エコー信号を処理する超音波送受信部及
びこの超音波送受信部からの反射エコー信号をディジタ
ル化し運動組織を含む被検体内の超音波画像のデータを
時系列に複数フレームに記録するメモリ部を備えた超音
波本体部と、上記メモリ部からのディジタル信号を超音
波ビームの走査線毎に書き込んで画像データを形成する
ディジタルスキャンコンバータ部と、このディジタルス
キャンコンバータ部からの画像データをアナログ変換し
画像として表示する画像表示部とを有する超音波診断装
置において、上記超音波本体部のメモリ部から連続した
複数フレームの画像データを並列に読み出し、これら複
数の画像データを統計処理することにより、対象画像デ
ータがスペックルノイズであるか否かを判定するもので
ある。
は、複数フレームの画像データについて同一番地のデー
タの平均輝度と平均分散とを求め、この平均輝度と平均
分散との比率を演算するものとしてもよい。
は、被検体内に超音波を送受信する探触子と、この探触
子を駆動して超音波を発生させると共に受信した反射エ
コー信号を処理する超音波送受信部及びこの超音波送受
信部からの反射エコー信号をディジタル化し運動組織を
含む被検体内の超音波画像のデータを時系列に複数フレ
ームに記録するメモリ部を備えた超音波本体部と、上記
メモリ部からのディジタル信号を超音波ビームの走査線
毎に書き込んで画像データを形成するディジタルスキャ
ンコンバータ部と、このディジタルスキャンコンバータ
部からの画像データをアナログ変換し画像として表示す
る画像表示部とを有する超音波診断装置において、上記
超音波本体部又はディジタルスキャンコンバータ部から
出力される連続した複数フレームの画像データを順次書
き込む複数個並列の画像メモリと、この画像メモリから
読み出した複数の画像データを取り込みそれらの画像デ
ータを統計処理することにより対象画像データがスペッ
クルノイズであるか否か判定すると共にそのスペックル
ノイズを除去する演算処理回路と、上記画像メモリ及び
演算処理回路の動作を制御する制御回路とを備え、上記
演算処理回路から前記ディジタルスキャンコンバータ部
又は画像表示部へ処理後の画像データを送出するスペッ
クルノイズ判定除去回路を備えたものである。
路の演算処理回路は、上記画像メモリから読み出した複
数フレームの画像データについて同一番地のデータの平
均輝度を求める平均輝度算出回路と、上記複数フレーム
の画像データについて同一番地のデータの平均分散を求
める平均分散算出回路と、上記それぞれの回路で求めた
算出結果を入力して平均輝度と平均分散との比率を演算
し対象画像データがスペックルノイズであるか否かを判
定するスペックルノイズ判定演算回路と、この判定結果
を入力して前記超音波本体部又はディジタルスキャンコ
ンバータ部からの画像データについてスペックルノイズ
を除去するスペックルノイズ除去処理回路とを有して成
るものとしてもよい。
図面に基づいて詳細に説明する。第一の発明による超音
波診断装置におけるスペックルノイズ判定方法は、被検
体内に超音波を送受信する探触子と、この探触子を駆動
して超音波を発生させると共に受信した反射エコー信号
を処理する超音波送受信部及びこの超音波送受信部から
の反射エコー信号をディジタル化し運動組織を含む被検
体内の超音波画像のデータを時系列に複数フレームに記
録するメモリ部を備えた超音波本体部と、上記メモリ部
からのディジタル信号を超音波ビームの走査線毎に書き
込んで画像データを形成するディジタルスキャンコンバ
ータ部と、このディジタルスキャンコンバータ部からの
画像データをアナログ変換し画像として表示する画像表
示部とを有する超音波診断装置において、上記超音波本
体部のメモリ部から図1に示すように連続した複数フレ
ームf1,f2,…,fnの画像データを同時に並列に読
み出し、これらの画像データをf1,f2,…,fnのよ
うに正しく経時的に配列した後、上記複数の画像データ
(f1〜fn)を統計処理することにより、対象画像デー
タがスペックルノイズであるか否かを判定するものであ
る。
5において、心壁6の内部の心腔内に出現するスペック
ルノイズ7は、上記心壁6などの組織よりも輝度が低
い。また、上記スペックルノイズ7の輝度レベルの変化
は不規則である。これを横軸を時間(フレーム番号)と
し縦軸を輝度として時間変化に対する輝度変化の状況を
グラフで示すと、図3のようになる。すなわち、心壁6
などの組織の運動等においてはカーブC1に示すように
輝度が高くそろっているが、スペックルノイズ7におい
てはカーブC2に示すように輝度が低くバラツイてい
る。なお、図2において、符号8は生体組織上に出現す
るスペックルノイズを示している。図3のグラフからわ
かるように、時系列的に並んだ複数枚(複数フレーム)
の画像データをもとに統計的手法を用いてスペックルノ
イズを判定することができる。
は、図1において正しく経時的に配列された複数フレー
ムf1,f2,…,fnの画像データについて同一番地
(x,y)のデータの平均輝度と平均分散とを求め、こ
の平均輝度と平均分散との比率を演算するものである。
すなわち、図1に示すように、ある決められた枚数のフ
レームメモリの同一番地(x,y)、つまり断層像5の
視野の同じ位置の反射エコー信号を輝度変調した情報量
からその平均輝度及び平均分散を算出し、これらを利用
して演算する。いま、nフレームの同一番地(x,y)
のデータについての平均輝度をPとし、平均分散をQと
すると、スペックルノイズの判定関数Sは、 S=P/Q …(3) で与えられる。そして、この判定関数Sが所定値より大
きいか否かでスペックルノイズであるかどうかが判定可
能となる。すなわち、Sが大きい場合は固定部組織など
のデータであり、Sが小さい場合はスペックルノイズで
あると判定する。換言すると、平均輝度Pが小さくて平
均分散Qが大きい場合は、Sの値が小さくスペックルノ
イズと判定できる。この場合、平均分散Qが大きいとい
うことは、図3のカーブC2に示すようにデータが不規
則な変化をしていることを意味する。なお、式(3)の
判定関数Sに対する所定値は、対象物により自由に選択
して用いればよい。
化の状況を示すグラフにおいて、カーブC1に示す高輝
度を保っていた生体内の組織からの輝度データが特定フ
レームのみ低い場合は、データの欠落であると判定す
る。さらに、図3において、カーブC2に示すスペック
ルノイズの輝度レベルを保っていた輝度データが突然に
特定フレームのみ上昇した場合は、その他のノイズであ
ると判定する。以上のことを基準として、複数フレーム
のデータを比較してスペックルノイズであるか否かの判
定を行うことができる。
ックルノイズ、(b)データの欠落、(c)その他のノ
イズの判定を、複数フレームのデータを図4に示すよう
にグラフの形状で分類して行う場合について説明する。
この図4は、例えば5個のフレームf1〜f5の輝度デー
タを用い、(a),(b),(c)図はスペックルノイズ
の判定を目的とした各フレームf1〜f5の同一番地
(x,y)のデータを経時的に示したものである。初め
に、図4(a)は、5個のデータf1〜f5が総て低い輝
度レベルの範囲に分布している場合を示している。ま
た、それぞれの輝度値はランダムで不規則である。この
(a)に示すグラフのパターンは、図2に示すように、
心壁6の内部のように反射対象物の存在しない心腔内な
どに発生しているスペックルノイズ7を特徴付けると判
定できる。次に、図4(b)は、特定のフレーム、例え
ば第3フレームf3のみがスペックルノイズのデータで
ある場合を示す。この(b)の場合は、f3の前後のフ
レームのデータの大きさからして、電源回路等のゆらぎ
などに起因するいわゆる黒抜けノイズと判定される。次
に、図4(c)は、特定フレーム、例えば第3フレーム
f3のみが高輝度で他のフレームはスペックルノイズの
輝度レベルである場合を示す。この(c)の場合は、上
記第3フレームf3のデータの大きさからして、電気回
路や外乱ノイズによるペッパーノイズと判定される。な
お、図4に示す(a),(b),(c)の経時的なデータ
によるグラフ形状は、実験的に求められるものである。
また、図4は超音波画像の視野のある1点に注目したグ
ラフであるが、実際には得られた超音波画像の視野全体
について処理を行う。
ついて、図5〜図8を参照して説明する。図5は、本発
明のスペックルノイズ判定除去回路を備えた超音波診断
装置の全体構成を示すブロック図である。この超音波診
断装置は、超音波を利用して被検体内の診断部位につい
て断層像を計測し表示するもので、図5に示すように、
探触子10と、超音波本体部11と、ディジタルスキャ
ンコンバータ部(以下「DSC部」と略称する)12
と、画像表示部13とを有し、さらにスペックルノイズ
判定除去回路14を備えて成る。
受信するもので、図示省略したがその内部には超音波の
発生源であると共に反射エコーを受信して電気信号に変
換する超音波振動子を有している。超音波本体部11
は、上記探触子10を駆動して超音波を送受信させると
共に得られた超音波画像のデータを記録するもので、図
示省略したがその内部には、上記探触子10を駆動して
超音波を発生させると共に受信した反射エコー信号を処
理する超音波送受信部と、この超音波送受信部からの反
射エコー信号をディジタル化し運動組織を含む被検体内
の超音波画像のデータを時系列に複数フレームに記録す
るメモリ部とを有している。また、DSC部12は、上
記メモリ部からのディジタル信号を超音波ビームの走査
線毎に書き込んで画像データを形成するもので、その内
部にはディジタルの超音波走査線メモリ群と、そのメモ
リ制御器とを有している。さらに、画像表示部13は、
上記DSC部12から出力される画像データを入力して
アナログ変換し画像として表示するもので、その内部に
はD/A変換器と、テレビモニタとを有している。
体部11とDSC部12との間にスペックルノイズ判定
除去回路14が設けられている。このスペックルノイズ
判定除去回路14は、対象画像データについてスペック
ルノイズであるか否かを判定すると共にスペックルノイ
ズと判定したらそのデータを除去するもので、その内部
構成は図6に示すように、データ分配器15と、複数個
の画像メモリ16a〜16eと、データ選別器17と、
演算処理回路18と、制御回路19とから成る。
部11から出力された画像データを入力し、制御回路1
9の制御により複数個の画像メモリ16a〜16eに対
して1フレーム毎に切り換えて上記画像データを送出す
るものである。複数個の画像メモリ16a〜16eは、
上記データ分配器15で分配された連続する複数フレー
ムの画像データを1フレーム毎に順次入力して書き込む
もので、図6では例えば5個並列に設けられている。な
お、この画像メモリは、5個に限られず、処理の目的及
び精度等により他の任意の個数としてもよい。データ選
別器17は、上記複数個の画像メモリ16a〜16eか
ら読み出された画像データを入力し、制御回路19の制
御により経時的に古いものから新しいものへと正しく並
び換えて画像データを送出するものである。演算処理回
路18は、上記データ選別器17で正しく経時的に配列
された複数フレームの画像データを取り込み、それらの
画像データを統計処理することにより対象画像データが
スペックルノイズであるか否か判定すると共にそのスペ
ックルノイズを除去するもので、その演算処理後の画像
データを前記DSC部12へ送出するようになってい
る。そして、制御回路19は、上記の各構成要素の動作
を制御するものである。
去回路14において、複数個の画像メモリ16a〜16
eに記録される画像データは周期的に更新され、制御回
路19は指定した画像メモリに常に最新のデータが記録
されるように制御している。このとき、上記複数個の画
像メモリ16a〜16eはそのアドレスが総て共通とさ
れ、記録時には同一番地のデータが出力に現れる方式と
されている。すなわち、画像メモリ16a〜16eへの
データ記録時には新旧フレームの同一番地のデータが同
時に出力され、データ選別器17へ入力する。しかし、
このデータは上記複数個の画像メモリ16a〜16eの
うちどれが最新であるかは、制御回路19により指示を
受けなければわからない。そこで、上記データ選別器1
7は、制御回路19から指示を受けて古いデータから新
しいデータへと経時的に再配列し、この再配列後のデー
タを演算処理回路18へ送る。なお、上記データ選別器
17は、データ長を例えば6ビットとすると、6ビット
×5個で30ビットのデータを選別する能力を要する。従
って、図6の実施例では、5×5のマトリックススイッ
チが6個あればデータ選別を実現することができる。そ
して、上記演算処理回路18は、データ選別器17から
送られた再配列後のデータを入力し、正しく経時的に配
列された複数フレームの画像データを比較して統計処理
する。この場合は、従来手法と異なり、設定したフレー
ムの枚数、すなわち心時相等の範囲のデータが正しく相
関等の演算処理に用いられ、対象画像データがスペック
ルノイズであるか否か判定すると共にそのスペックルノ
イズを除去することができる。なお、図6において、デ
ータ選別器17は必ずしも設けなくてもよい。
部構成例を図示したスペックルノイズ判定除去回路1
4′のブロック図である。この実施例では、図6に示す
データ分配器15の機能を制御回路19で実行させるも
のとし、該データ分配器15は省略してある。そして、
上記演算処理回路18は、平均輝度算出回路20と、複
数個の個別分散回路21a〜21eと、平均分散算出回
路22と、スペックルノイズ判定演算回路23と、スペ
ックルノイズ除去処理回路24とから成る。
えば5個の画像メモリ16a〜16eから読み出し経時
的に配列された複数フレームの画像データについて同一
番地のデータの平均輝度P(前述の式(3)参照)を求め
るものである。個別分散回路21a〜21eは、上記平
均輝度算出回路20で求めた平均輝度Pと、上記画像メ
モリ16a〜16eの各々から読み出した各画像データ
とを入力して、それぞれ両者の差の絶対値を算出して個
別分散値を求めるもので、画像メモリ16a〜16eの
個数に合わせて例えば5個設けられている。平均分散算
出回路22は、上記個別分散回路21a〜21eからそ
れぞれ出力された個別分散値を入力して全体の平均値を
算出することにより経時的に配列された複数フレームの
画像データについて同一番地のデータの平均分散Q(前
述の式(3)参照)を求めるものである。また、スペック
ルノイズ判定演算回路23は、上記平均輝度算出回路2
0と平均分散算出回路22とで、求めた算出結果を入力
して平均輝度Pと平均分散Qとの比率S(前述の式(3)
参照)を演算し対象画像データがスペックルノイズであ
るか否かを判定するものである。さらに、スペックルノ
イズ除去処理回路24は、上記スペックルノイズ判定演
算回路23の判定結果Rを入力して前記超音波本体部1
1から入力する現時点の画像データについてスペックル
ノイズを除去するものである。そして、このスペックル
ノイズ除去処理回路24からの出力データは、前記DS
C部12へ送られるようになっている。
18の動作について、図8に示すタイミング線図を参照
して説明する。図8(a)は、図7に示す例えば5個の
画像メモリ16a〜16eに対するフレーム更新信号の
タイミングを示しており、フレームの書換開始時に出力
される。図8(b)は、上記各画像メモリ16a〜16
eのフレームデータであり、例えば8ビットのデータが
5フレーム使用されており、図中でf1,f2,f3,…
はフレーム番号を示している。図8(c)は、第一の画
像メモリ16aに入力する書き込み許可信号W1を示し
ている。図8(d)は第二の画像メモリ16bに入力す
る書き込み許可信号W2を示し、図8(e)は第三の画
像メモリ16cに入力する書き込み許可信号W3を示
し、…、図8(g)は第五の画像メモリ16eに入力す
る書き込み許可信号W5を示している。これらの書き込
み許可信号W1〜W5は、図7に示す制御回路19から各
画像メモリ16a〜16eに送出されるメモリ制御信号
S1に含まれる。この図8(a)〜(g)からわかるよ
うに、各画像メモリ16a〜16eは、1フレーム毎に
経時的にデータが書き込まれて行く。この場合、画像メ
モリ16a〜16eは例えば5フレームとされており、
5フレーム毎に各画像メモリ16a〜16eが書き込み
許可される。
ら読み出されるデータは以下のようになる。まず、図8
(h)に示すように、第一の画像メモリ16aにフレー
ム番号f1のデータが書き込まれてから5フレームの間
は、そのデータf1が出力されつづける。同様に、図8
(i)に示すように、第二の画像メモリ16bにはフレ
ーム番号f2のデータが書き込まれてから5フレームの
間はそのデータf2が出力されつづけ、図8(j)に示
すように、第三の画像メモリ16cにはフレーム番号f
3のデータが書き込まれてから5フレームの間はそのデ
ータf3が出力されつづけ、…、図8(l)に示すよう
に、第五の画像メモリ16eにはフレーム番号f5のデ
ータが書き込まれてから5フレームの間はそのデータf
5が出力されつづける。なお、図8(m)は、各画像メ
モリ16a〜16eのアドレス信号を示しており、各フ
レームとも共通であり、符号Adで示すデータが毎フレ
ーム繰り返されている。このアドレス信号Adも、図7
に示すメモリ制御信号S1に含まれている。
になった時間に注目すると、図8(h)〜(l)に示す
各画像メモリ16a〜16eの出力としてフレームデー
タf1〜f5が揃っていることがわかる。そして、これら
のデータf1〜f5が図7に示す画像メモリ16a〜16
eから同時に平均輝度算出回路20へ送出される。この
とき、制御回路19からは平均輝度算出回路制御信号S
2が入力して、内部の加算平均回路のタイミングを制御
する。これにより、上記平均輝度算出回路20は、画像
メモリ16a〜16eからのデータが入力される毎に平
均輝度Pを算出する。次に、個別分散回路21a〜21
eは、同様に上記画像メモリ16a〜16eからデータ
が出力される毎に、この画像メモリ16a〜16eから
のデータと上記平均輝度算出回路20からの平均輝度P
とを入力して両者の差を計算し、その絶対値を求める。
その後、平均分散算出回路22は、上記個別分散回路2
1a〜21eからの個別分散値が入力する毎にそれらを
加算平均して、平均分散Qを算出する。このとき、制御
回路19からは個別分散回路制御信号S3及び平均分散
算出回路制御信号S4がそれぞれ該当する回路に出力さ
れ、それぞれの内部回路のタイミングを制御する。
定演算回路23は、上記平均輝度算出回路20からの平
均輝度Pと平均分散算出回路22からの平均分散Qとを
入力する毎に、これらの比率を前述の式(3)によって
演算し(S=P/Q)、この判定関数Sが所定値より大
きいか否かでスペックルノイズであるかどうか判定す
る。その後、スペックルノイズ除去処理回路24は、上
記スペックルノイズ判定演算回路23からの判定結果R
を入力して超音波本体部11から入力する現時点の画像
データについてスペックルノイズ除去の画像処理を行
う。このとき、制御回路19からはスペックルノイズ判
定演算回路制御信号S5及びスペックルノイズ除去処理
回路制御信号S6がそれぞれ該当する回路に出力され、
それぞれの内部回路のタイミングを制御する。なお、図
7及び図8においては、画像メモリを5個とし5フレー
ムのデータ処理としたが、これに限らず、例えば8個の
画像メモリとし8フレームのデータ処理としてもよい。
るスペックルノイズ判定除去回路14の他の設置例を示
す全体構成のブロック図である。この設置例は、DSC
部12と画像表示部13との間にスペックルノイズ判定
除去回路14を設けたものである。図5の設置例では、
超音波本体部11とDSC部12との間にスペックルノ
イズ判定除去回路14を設け、上記超音波本体部11よ
り得たデータを超音波信号の送受信タイミングに同期し
て演算処理していたのに対し、図9の設置例では、DS
C部12から出力されるフレーム画として完成されたデ
ータ、すなわちテレビモニタなどに表示するため走査変
換した画像データを画像表示部13の表示のタイミング
に同期して演算処理するものである。この場合は、図6
に示すスペックルノイズ判定除去回路14の内部構成に
おいて、複数個の画像メモリ16a〜16eへの書き込
み、読み出しのタイミングが走査変換後のタイミング、
すなわち画像表示部13のテレビモニタなどへの表示タ
イミングに従っている。また、上記画像表示部13の表
示用のフレーム画として上記複数個の画像メモリ16a
〜16eの画像データを使用している。
方法は以上のように構成されたので、超音波診断装置の
超音波本体部のメモリ部から連続した複数フレームの画
像データを並列に読み出し、これら複数の画像データを
統計処理することにより、対象画像データがスペックル
ノイズであるか否かを判定することができる。特に、上
記複数の画像データの統計処理として、複数フレームの
画像データについて同一番地のデータの平均輝度と平均
分散とを求め、この平均輝度と平均分散との比率を演算
することにより、超音波画像に混入しているスペックル
ノイズを有効に判定することができる。
は、超音波本体部又はディジタルスキャンコンバータ部
から出力される連続した複数フレームの画像データを順
次書き込む複数個並列の画像メモリと、この画像メモリ
から読み出した複数の画像データを取り込みそれらの画
像データを統計処理することにより対象画像データがス
ペックルノイズであるか否か判定すると共にそのスペッ
クルノイズを除去する演算処理回路と、上記画像メモリ
及び演算処理回路の動作を制御する制御回路とを備え、
上記演算処理回路から前記ディジタルスキャンコンバー
タ部又は画像表示部へ処理後の画像データを送出するス
ペックルノイズ判定除去回路を備えたことにより、超音
波画像に混入しているスペックルノイズのみを除去する
ことができる。このスペックルノイズの除去により、画
質を向上することができると共に画質の安定性を増すこ
とができる。
の演算処理回路として、上記画像メモリから読み出した
複数フレームの画像データについて同一番地のデータの
平均輝度を求める平均輝度算出回路と、上記複数フレー
ムの画像データについて同一番地のデータの平均分散を
求める平均分散算出回路と、上記それぞれの回路で求め
た算出結果を入力して平均輝度と平均分散との比率を演
算し対象画像データがスペックルノイズであるか否かを
判定するスペックルノイズ判定演算回路と、この判定結
果を入力して前記超音波本体部又はディジタルスキャン
コンバータ部からの画像データについてスペックルノイ
ズを除去するスペックルノイズ除去処理回路とを有して
成るものとした場合は、例えば画像メモリが8個で8ビ
ットのデータを8フレーム使用して統計処理するときで
も、スペックルノイズ判定除去回路を小形かつ低コスト
で実現することができる。
原理を示す説明図である。
層像におけるスペックルノイズの分布状況を示す説明図
である。
化の状況を示すグラフである。
レームのデータをグラフの形状で分類して行う場合を説
明するグラフである。
路を備えた超音波診断装置の全体構成を示すブロック図
である。
すブロック図である。
算処理回路の具体的な内部構成例を示すブロック図であ
る。
ミング線図である。
ルノイズ判定除去回路の他の設置例を示す全体構成のブ
ロック図である。
イズを除去するためのフレーム相関処理回路を示すブロ
ック図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 被検体内に超音波を送受信する探触子
と、この探触子を駆動して超音波を発生させると共に受
信した反射エコー信号を処理する超音波送受信部及びこ
の超音波送受信部からの反射エコー信号をディジタル化
し運動組織を含む被検体内の超音波画像のデータを時系
列に複数フレームに記録するメモリ部を備えた超音波本
体部と、上記メモリ部からのディジタル信号を超音波ビ
ームの走査線毎に書き込んで画像データを形成するディ
ジタルスキャンコンバータ部と、このディジタルスキャ
ンコンバータ部からの画像データをアナログ変換し画像
として表示する画像表示部とを有する超音波診断装置に
おいて、上記超音波本体部のメモリ部から連続した複数
フレームの画像データを並列に読み出し、これら複数の
画像データを統計処理することにより、対象画像データ
がスペックルノイズであるか否かを判定することを特徴
とするスペックルノイズ判定方法。 - 【請求項2】 上記複数の画像データの統計処理は、複
数フレームの画像データについて同一番地のデータの平
均輝度と平均分散とを求め、この平均輝度と平均分散と
の比率を演算することを特徴とする請求項1記載の超音
波診断装置におけるスペックルノイズ判定方法。 - 【請求項3】 被検体内に超音波を送受信する探触子
と、この探触子を駆動して超音波を発生させると共に受
信した反射エコー信号を処理する超音波送受信部及びこ
の超音波送受信部からの反射エコー信号をディジタル化
し運動組織を含む被検体内の超音波画像のデータを時系
列に複数フレームに記録するメモリ部を備えた超音波本
体部と、上記メモリ部からのディジタル信号を超音波ビ
ームの走査線毎に書き込んで画像データを形成するディ
ジタルスキャンコンバータ部と、このディジタルスキャ
ンコンバータ部からの画像データをアナログ変換し画像
として表示する画像表示部とを有する超音波診断装置に
おいて、上記超音波本体部又はディジタルスキャンコン
バータ部から出力される連続した複数フレームの画像デ
ータを順次書き込む複数個並列の画像メモリと、この画
像メモリから読み出した複数の画像データを取り込みそ
れらの画像データを統計処理することにより対象画像デ
ータがスペックルノイズであるか否か判定すると共にそ
のスペックルノイズを除去する演算処理回路と、上記画
像メモリ及び演算処理回路の動作を制御する制御回路と
を備え、上記演算処理回路から前記ディジタルスキャン
コンバータ部又は画像表示部へ処理後の画像データを送
出するスペックルノイズ判定除去回路を備えたことを特
徴とする超音波診断装置。 - 【請求項4】 上記スペックルノイズ判定除去回路の演
算処理回路は、上記画像メモリから読み出した複数フレ
ームの画像データについて同一番地のデータの平均輝度
を求める平均輝度算出回路と、上記複数フレームの画像
データについて同一番地のデータの平均分散を求める平
均分散算出回路と、上記それぞれの回路で求めた算出結
果を入力して平均輝度と平均分散との比率を演算し対象
画像データがスペックルノイズであるか否かを判定する
スペックルノイズ判定演算回路と、この判定結果を入力
して前記超音波本体部又はディジタルスキャンコンバー
タ部からの画像データについてスペックルノイズを除去
するスペックルノイズ除去処理回路とを有して成るもの
であることを特徴とする請求項3記載の超音波診断装
置。
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