(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波の送受波により構成されたフレーム内の第１画素列と第２画素列の間において処理を行う手段であって、前記第１画素列中の注目画素ごとに前記第２画素列上の移動先を演算するフレーム内処理部と、
前記注目画素ごとに演算される移動先を用いて、前記第２画素列を高密度画素列に再構成する再構成部と、
を含み、
前記第１画素列及び前記第２画素列はそれぞれビーム走査方向に並ぶ複数の画素を含んで前記ビーム走査方向に伸長し、
前記第１画素列の深さと前記第２画素列の深さは異なり、
前記高密度画素列は前記ビーム走査方向の実ビーム数よりも多い画素により構成され、
前記フレーム内処理部は前記第１画素列と前記第２画素列との間でパターンマッチング処理を実行することにより前記注目画素の移動先を演算する、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記第１画素列と前記第２画素列は深さ方向に隣接している、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、
前記パターンマッチング処理は前記ビーム走査方向に対して適用される一次元のパターンマッチング処理である、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置において、
前記フレーム内処理部は、
前記第１画素列中の注目画素ごとのパターンマッチング処理結果として相関値分布を生成する相関値分布生成部と、
前記第１画素列中の注目要素ごとの相関値分布に基づいて前記移動先として前記第２画素列上の対応アドレスを演算する対応アドレス演算部と、
を含むことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置において、
前記対応アドレスは、前記第２画素列における原始的な画素間隔の整数倍に相当する整数部と、前記原始的な要素間隔よりも小さい小数値と、を含む小数値付き対応アドレスである、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項６】
請求項５記載の装置において、
前記再構成部は、前記第２画素列を構成していた原始的画素群と、前記注目画素ごとの画素値及び前記小数値付き対応アドレスによって定義される追加的画素群と、に基づく補間処理により、前記高密度画素列を再構成する、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項７】
請求項１記載の装置において、
前記フレームを構成する複数の画素列を複数の高密度画素列に再構成することにより高密度フレームが構成され、
前記高密度フレームは複数の原始的ビームデータと複数の補間ビームデータとを含む、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項８】
請求項１記載の装置において、
前記注目画素は前記第１画素列及び前記第２画素列における部分的な領域内において選定され、
前記高密度画素列は部分的に高密度化された画素列である、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項９】
請求項１記載の装置において、
前記フレーム内処理部は、前記超音波の送受波により構成されたフレーム内の前記第２画素列と第３画素列との間における処理により、前記第３画素列中の注目画素ごとに前記第２画素列上の移動先を演算し、
前記再構成部は、前記第１画素列中の注目画素ごとに及び前記第３画素列中の注目画素ごとに演算される移動先を用いて前記第２画素列を前記高密度画素列に再構成し、
前記第３画素列は前記ビーム走査方向に並ぶ複数の画素を含んで前記ビーム走査方向に伸長し、
前記第３画素列の深さは前記第１画素列の深さ及び前記第２画素列の深さとは異なり、
前記フレーム内処理部は前記第２画素列と前記第３画素列との間でパターンマッチング処理を実行することにより前記注目画素の移動先を演算する、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項１０】
請求項１記載の装置において、
前記フレームは送受波座標系に従うフレームであり、
前記高密度画素列の再構成を繰り返し実行することにより高密度フレームが構成され、
前記高密度フレームから表示座標系に従う表示フレームを生成する変換部が設けられた、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項１１】
請求項９記載の装置において、
前記フレームは放射状に広がる超音波ビーム列により構成され、
前記高密度フレームは少なくとも前記フレームの深い部分に加えられた複数の補間ラインを有する、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項１２】
請求項１記載の装置において、
前記フレームはリアルタイムで取得されたフレーム又はシネメモリから読み出されたフレームである、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項１３】
請求項１記載の装置において、
前記フレーム内処理部への前記フレームの入力前に当該フレームをフレーム間補間処理によって高密度化する前処理を実行する手段を含む、ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項１４】
請求項１記載の装置において、
前記高密度画素列の再構成を繰り返し実行することにより生成される高密度フレーム又はそれに基づく表示フレームを更に高密度化する後処理を実行する手段を含む、ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項１５】
超音波の送受波により構成された送受波座標系に従うフレーム内の第１画素列と第２画素列との間において処理を行う手段であって、前記第１画素列中の注目画素ごとに前記第２画素列上の移動先を演算するフレーム内処理部と、
前記送受波座標系に従うフレームを表示座標系に従う表示フレームに変換する場合に前記注目画素ごとの画素値及び移動先を参照する変換部と、
を含み、
前記第１画素列及び前記第２画素列はそれぞれビーム走査方向に並ぶ複数の画素を含みつつ前記ビーム走査方向に伸長し、
前記第１画素列の深さと前記第２画素列の深さは異なり、
前記フレーム内処理部は前記第１画素列と前記第２画素列との間でパターンマッチング処理を実行することにより前記注目画素の移動先を演算する、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項１６】
情報処理装置において実行される超音波画像処理プログラムにおいて、
超音波の送受波により構成されたフレーム内の第１画素列と第２画素列の間において処理を行うモジュールであって、前記第１画素列中の注目画素ごとに前記第２画素列上の移動先を演算するモジュールと、
前記注目画素ごとに演算される移動先を用いて、前記第２画素列を高密度画素列に再構成するモジュールと、
を含み、
前記第１画素列及び前記第２画素列はそれぞれビーム走査方向に並ぶ複数の画素を含みつつ前記ビーム走査方向に伸長し、
前記第１画素列の深さと前記第２画素列の深さは異なり、
前記高密度画素列は前記ビーム走査方向の実ビーム数よりも多い画素により構成され、
前記第１画素列と前記第２画素列との間でパターンマッチング処理を実行することにより前記注目画素の移動先が演算される、
ことを特徴とする超音波画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波画像処理装置に関し、特に超音波画像を高解像度化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波画像処理装置は、例えば超音波診断装置あるいは情報処理装置として構成される。後者においては超音波診断装置から提供された画像データが処理される。以下においては、超音波画像処理装置としての超音波診断装置について説明する。超音波診断装置は、生体に対して超音波を送受波し、これによって得られた受信情報に基づいて超音波画像を形成する装置である。超音波画像としては、二次元断層画像、二次元血流画像、三次元画像、等が知られている。
【０００３】
より詳しく説明すると、生体内における超音波ビームの電子走査により仮想的なビーム走査面が形成される。これによりビーム走査面に対応した受信フレーム（受信フレームデータ）が取得される。受信フレームはビーム走査方向に並んだ複数のビームデータにより構成され、各ビームデータは深さ方向に並んだ複数のエコーデータにより構成される。別言すれば、受信フレームは、二次元配列されたエコーデータ群（エコーデータアレイ）により構成される。個々のエコーデータは、受信フレームの構成要素であり、それは一般にピクセル（画素）と称される（但し、後述する表示フレームの構成要素も一般にピクセル（画素）と称される）。
【０００４】
受信フレームを構成する各ピクセルは送受波座標系（電子セクタ走査の場合には極座標系）に従ったアドレスを有する。受信フレームを表示フレームに変換するために、すなわち、送受波座標系を表示座標系（直交座標系）に変換するために、超音波診断装置内にはスキャンコンバータが搭載されている（特許文献１参照）。スキャンコンバータは、座標変換機能の他、補間処理機能、フレームレート調整機能、等を有している。
【０００５】
超音波画像の画質を向上するためには受信フレームを高解像度化（つまり高密度化）するのが望ましい。そのために１つの受信フレームを構成するビームデータの個数（エコーデータ密度）を多くすると、受信フレームレートが低下してしまう。受信フレームに対して、フレーム間補間処理又はライン間補間処理を適用してピクセル密度又はライン密度を上げることも可能である。しかし、そのような補間処理は、従来において単純な線形補間処理に過ぎなかったために、見掛け上、データ量が増大していても、超音波画像の画質を十分に向上させることができなかった。
【０００６】
セクタ走査、コンベックス走査、ラジアル走査等のビーム走査方式においては、扇状あるいは放射状のビーム配列が構成され、深い部位ほどビーム間隔が広がる。上記のスキャンコンバータにおいては、表示フレームにおいて必要な画素を補間演算によって生成している。従って、表示フレームにおける深い部分において多数の補間画素が埋め込まれる。それ故、そのような深い部分において、画素不足が生じることはないが、画像がぼけてしまうという問題があった。具体的には、ビーム走査方向に像が流れるあるいは崩れるという問題があった。三次元画像を構築する場合にも上記同様の問題が生じ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２９９６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、超音波画像を高密度化して画質を向上させることにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、扇状又は放射状に超音波ビームアレイが形成される走査方式が実施される場合において、超音波画像における特に深い部分の画質を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る超音波画像処理装置は、超音波の送受波により構成されたフレーム内の第１画素列と第２画素列の間において処理を行う手段であって、前記第１画素列中の注目画素ごとに前記第２画素列上の移動先を演算するフレーム内処理部と、前記注目画素ごとに演算される移動先を用いて、前記第２画素列を高密度画素列に再構成する再構成部と、を含むものである。
【００１１】
上記構成によれば、第１画素列内の情報を利用して第２画素列を高密度化することが可能となる。ビーム走査面での組織の連続性から、ある画素列上で観測される画素値パターンは他の画素列上においても観測される可能性が高いから、前者の画素列を構成していたデータを後者の画素列の優良化に生かすものである。特に２つの画素列が空間的に隣接している場合には一方の画素列の内容を他方の画素列に組み込むことにより他方の画素列の内容を高解像度化することが可能となる。例えば、輪郭あるいは境界を強調することが可能となる。より詳しくは、まず、フレーム内処理を利用して第１画素列内の全部又は一部の個々の画素について第２画素列上の移動先（あるいは対応位置）が演算される。これにより第２画素列上に仮想的に又は実際にマッピングされた追加的画素群を定義又は観念することが可能となる。その追加的画素群によって第２画素列の実効的画素密度を高められる。第２画素列を構成していた原始的画素群に対して追加的画素群を単に加えることにより高密度画素列を再構成するようにしてもよいし、原始的画素群と追加的画素群とを用いて新しく補間画素群を演算した上で原始的画素群と補間画素群とから高密度画素列を構成するようにしてもよい。前者の場合、原始的画素群（つまり第２画素列）と追加的画素群は一体化されてもよいが、データ処理の都合からそれらが別々に管理されてもよい。例えば、フレームのスキャンコンバートに際して、原始的画素群に加えて、フレームの全部又は一部を構成する画素の画素値及び移動先が併せて考慮されてもよい。
【００１２】
上記構成によれば、画素列上における線形補間により見かけ上の画素数を単に増やすのではなく、画素列上にあたかも実画素を増やしたような状況を作出できるから、あるいは、補間処理に先だって補間処理で参照する画素の個数又は密度を増やした状況を作出できるから、解像度の高い画像を構成でき、つまり画像のぼけといった問題を解消又は軽減することが可能となる。
【００１３】
超音波画像処理装置は、生体に対してリアルタイムで超音波診断を実行する超音波診断装置であり、あるいは、そのような超音波診断装置において取得されたデータを処理する情報処理装置である。各フレームを構成する画素はフレーム要素であってそれはエコー強度、ドプラ情報等を有するものである。送受波座標系から表示座標系への変換に先立って上記処理が実行されるのが望ましい。
【００１４】
望ましくは、前記第１画素列及び前記第２画素列はそれぞれビーム走査方向に並ぶ複数の画素により構成され、前記第１画素列の深さと前記第２画素列の深さは異なり、前記高密度画素列は前記ビーム走査方向の実ビーム数よりも多い画素により構成される。望ましくは第１画素列と第２画素列は深さ方向に隣接する。実ビームは実際の超音波の送受波により形成されるものである。
【００１５】
望ましくは、前記フレーム内処理部は前記第１画素列と前記第２画素列との間でパターンマッチング処理を実行することにより前記注目画素の移動先を演算する。第１画素列及び第２画素列の深さ方向の厚みは望ましくは１画素であるが、その厚みが複数画素に相当していてもよい。そのような場合でもパターンマッチング処理では一次元パターンマッチング処理が適用されるのが望ましい。
【００１６】
望ましくは、前記フレーム内処理部は、前記第１画素列中の注目画素ごとのパターンマッチング処理結果として相関値分布を生成する相関値分布生成部と、前記第１画素列中の注目要素ごとの相関値分布に基づいて前記移動先として前記第２画素列上の対応アドレスを演算する対応アドレス演算部と、を含む。相関値分布を利用すれば、その分布の形状等から真の最良値を推定することが可能となり、その真の最良値をとる位置を対応アドレスとして定めることが可能となる。望ましくは、前記対応アドレスは、前記第２画素列における原始的な画素間隔の整数倍に相当する整数部と、前記原始的な要素間隔よりも小さい小数値と、を含む小数値付き対応アドレスである。
【００１７】
望ましくは、前記再構成部は、前記第２画素列を構成していた原始的画素群と、前記注目画素ごとの画素値及び前記小数値付き対応アドレスによって定義される追加的画素群と、に基づく補間処理により、前記高密度画素列を再構成する。原始的画素群は、実画素により構成されるものであり、追加的画素群も実画素により構成されるものである。後者の各画素を最適位置に個別的にマッピングすることによって実効分解能を向上することができる。
【００１８】
望ましくは、前記フレームを構成する複数の画素列を複数の高密度画素列に再構成することにより高密度フレームが構成され、前記高密度フレームは複数の原始的ビームデータと複数の補間ビームデータとを含む。この構成によれば、画素列におけるピッチを揃えて後の演算において負担を軽減できる。なお、第２画素列に対する補間処理とスキャンコンバートとを同時に実行することが可能である。すなわち、第２画素列を構成する画素群と、第１画素列を構成する複数の画素が有する画素値及び対応アドレスとから、一度の演算で表示フレームを構成することが可能である。但し、その場合にはスキャンコンバート時の演算が複雑となるので、いったん高密度フレームを生成した上で、それに対してスキャンコンバート処理を適用するのが望ましい。
【００１９】
望ましくは、前記注目画素は前記第１画素列における部分的な領域内において選定され、前記高密度画素列は部分的に高密度化された画素列である。この構成によれば、分解能が低下している部分や高解像度で観察したい部分に対して高密度化処理を施して演算時間を短縮できあるいは演算負荷を軽減できる。
【００２０】
望ましくは、前記フレーム内処理部は、前記超音波の送受波により構成されたフレーム内の前記第２画素列と第３画素列との間における処理により、前記第３画素列中の注目画素ごとに前記第２画素列上の移動先を演算し、前記再構成部は、前記第１画素列中の注目画素ごとに及び前記第３画素列中の注目画素ごとに演算される移動先を用いて前記第２画素列を前記高密度画素列に再構成する。この構成によれば、前後の画素列（第１画素列、第３画素列）から実画素を中間画素列（第２画素列）に仮想的に又は実際にマッピングして中間画素列を優良化することができる。
【００２１】
望ましくは、前記フレームは送受波座標系に従うフレームであり、前記高密度画素列の再構成を繰り返し実行することにより高密度フレームが構成され、前記高密度フレームから表示座標系に従う表示フレームを生成する変換部が設けられる。望ましくは、前記フレームは放射状に広がる超音波ビーム列により構成され、前記高密度フレームは少なくとも前記フレームの深い部分に加えられた複数の補間ラインを有する。
【００２２】
望ましくは、前記フレームはリアルタイムで取得されたフレーム又はシネメモリから読み出されたフレームである。シネメモリは通常、多数のフレームを時系列順で格納する大容量メモリであり、それは望ましくはリングバッファや構造を有する。高密度化処理をリアルタイムデータに適用すればリアルタイム表示されている超音波画像の画質を向上できる。シネメモリから読み出されたデータに適用すれば再生画像の画質を向上できる。
【００２３】
望ましくは、前記フレーム内処理部への前記フレームの入力前に当該フレームをフレーム間補間処理によって高密度化する前処理を実行する手段を含む。望ましくは、前記高密度画素列の再構成を繰り返し実行することにより生成される高密度フレーム又はそれに基づく表示フレームを更に高密度化する後処理を実行する手段を含む。
【００２４】
本発明に係る超音波画像処理装置は、超音波の送受波により構成された送受波座標系に従うフレーム内の第１画素列と第２画素列との間において処理を行う手段であって、前記第１画素列中の注目画素ごとに前記第２画素列上の移動先を演算するフレーム内処理部と、前記送受波座標系に従うフレームを表示座標系に従う表示フレームに変換する場合に前記注目画素ごとの画素値及び移動先を参照する変換部と、を含むものである。
【００２５】
本発明に係る超音波画像処理プログラムは、超音波の送受波により構成されたフレーム内の第１画素列と第２画素列の間において処理を行うモジュールであって、前記第１画素列中の注目画素ごとに前記第２画素列上の移動先を演算するモジュールと、前記注目画素ごとに演算される移動先を用いて、前記第２画素列を高密度画素列に再構成するモジュールと、を含むものである。各モジュールはプログラムを構成する機能単位に相当する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、超音波画像を高密度化して画質を向上できる。あるいは、扇状又は放射状に超音波ビームアレイが形成される走査方式が実施される場合において、超音波画像における特に深い部分の画質を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】高密度化機能を備える超音波画像処理装置（超音波診断装置）の基本構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したフレーム間処理型高密度化部の作用を説明するための概念図である。
【図３】フレーム間における組織の動きを示す概念図である。
【図４】フレーム間におけるパターンマッチング処理を構成する一連の工程を示すフロチャートである。
【図５】フレーム間におけるパターンマッチング処理を示す概念図である。
【図６】相関値分布の例を示す図である。
【図７】サブピクセル処理の第１例を示す図である。
【図８】サブピクセル処理の第２例を示す図である。
【図９】二次元マッピングアドレス（移動先）を示す概念図である。
【図１０】フレーム間における仮想的なマッピング処理結果を示す概念図である。
【図１１】ライン補間処理によって生成される補間画素アドレスを示す概念図である。
【図１２】補間処理後の高密度化されたフレームを示す概念図である。
【図１３】放射状に広がるビームデータ列に対するビーム補間処理を示す概念図である。
【図１４】部分的なビーム補間処理を示す概念図である。
【図１５】図１に示した高密度化部の第１実施例を示すブロック図である。
【図１６】図１に示した高密度化部の第２実施例を示すブロック図である。
【図１７】図１に示した高密度化部の第３実施例を示すブロック図である。
【図１８】図１に示した基本構成の第１変形例を示すブロック図である。
【図１９】図１に示した基本構成の第２変形例を示すブロック図である。
【図２０】他の高密度化機能を備える超音波画像処理装置（超音波診断装置）の基本構成を示すブロック図である。
【図２１】ビームデータアレイを示す図である。
【図２２】図２０に示したフレーム内処理型高密度化部の作用を説明するための概念図である。
【図２３】フレーム内におけるパターンマッチング処理を構成する一連の工程を示すフロチャートである。
【図２４】フレーム内におけるパターンマッチング処理を示す概念図である。
【図２５】一次元マッピングアドレス（移動先）を示す概念図である。
【図２６】ライン間における仮想的なマッピング処理結果を示す概念図である。
【図２７】補間処理後の高密度化された画素列（ライン）を示す概念図である。
【図２８】図２０に示した高密度化部の構成例を示すブロック図である。
【図２９】高密度化による境界強調を説明するための概念図である。
【図３０】２種類の高密度化処理についての組み合わせ例を示すブロック図である。
【図３１】２種類の高密度化処理についての他の組み合わせ例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
（１）フレーム間パターンマッチング処理を利用した高密度化
【００３０】
図１には、超音波画像処理装置としての超音波診断装置がブロック図として示されている。この超音波診断装置は、医療の分野において用いられ、生体に対する超音波の送受波により得られた受信信号に基づいて超音波画像を形成する装置である。超音波画像としては、二次元断層画像、二次元血流画像、三次元画像等が知られている。
【００３１】
プローブ１０は、図１に示す構成例において、１Ｄアレイ振動子を有している。１Ｄアレイ振動子は、直線状あるいは円弧状に配列された複数の振動素子により構成される。１Ｄアレイ振動子により超音波ビームＢが形成され、その超音波ビームＢは電子的に走査される。本実施形態においては、プローブ１０がいわゆるコンベックス型プローブであり、超音波ビームがコンベックス走査される。もちろん、超音波ビームのセクタ走査が適用されてもよいし、他の電子走査方式が適用されてもよい。そのような電子走査方式としては、ラジアル走査、リニア走査等が知られている。後に詳述する高密度化処理は、特に、複数の超音波ビームが放射状に形成される場合において好適なものである。プローブ１０は、図１に示す構成例において体表面上に当接して用いられている。もちろん、プローブ１０が体腔内挿入型プローブであってもよい。
【００３２】
送信部１２は送信ビームフォーマーである。すなわち、送信部１２は、送信時において、プローブ１０に対して複数の送信信号を並列的に供給する。これにより、１Ｄアレイ振動子により送信ビームが形成される。すなわち超音波が生体内に放射される。受信時において、生体内からの反射波は１Ｄアレイ振動子にて受波される。１Ｄアレイ振動子から複数の受信信号が受信部１４へ並列的に出力される。受信部１４は受信ビームフォーマであり、複数の受信信号に対して整相加算処理を実行し、これによって超音波ビームに相当するビームデータを生成する。ビームデータとしての受信信号は信号処理部１６へ出力される。信号処理部１６は、検波部、対数変換部、等のモジュールを備えている。検波部は、ＲＦ受信信号をベースバンド領域の受信信号に変換するモジュールである。
【００３３】
フレーム間処理型高密度化部１８は、後に説明するように、時間的に隣接するフレーム間においてパターンマッチング処理を実行することにより、各フレームを高密度化あるいは高解像化するユニットである。本実施形態においては検波後のフレーム（フレームデータ）に対して高密度化処理が適用されている。ＲＦ信号に対して高密度化処理を適用することも可能である。１つのフレーム（フレームデータ）は、複数のビームデータにより構成され、各ビームデータは複数のデータ（フレーム要素）により構成される。本願明細書において、個々のフレーム要素を画素と称している。各画素はエコー輝度を表すデータであるが、それがドプラ情報を表すものであってもよい。高密度化部により構成された高密度フレームはデジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）へ出力される。
【００３４】
ＤＳＣ２０は、座標変換機能、画素補間機能、フレームレート調整機能、等を備えている。このＤＳＣ２０によって、送受波座標系に従う受信フレームが表示座標系に従う表示フレームに変換される。本実施形態においては、高密度フレームに基づいて表示フレームが構成されているので、超音波画像の画質を著しく高めることが可能である。表示処理部２２には、ＤＳＣ２０によって構成された画像データに対してグラフィックデータ等を合成する機能を有し、これにより構成された表示データが表示部２４へ出力されている。制御部２６はＣＰＵおよび動作プログラムにより構成され、制御部２６によって図１に示される各構成の動作が制御されている。入力部２８は図１に示す構成例において操作パネルにより構成されている。図１に示す高密度化部１８の機能がソフトウェアにより実現されてもよい。また図１には示されていないが、信号処理部１６と高密度化部１８との間にはシネメモリが設けられている。そのシネメモリは時系列順の複数のフレームを一時的に格納するメモリであり、それはリングバッファ構造を有している。高密度化部１８は、リアルタイムで得られる各フレームに対して処理を行うほか、シネメモリから読み出されるフレームに対しても処理を実行している。ただし、シネメモリが高密度化部１８とＤＳＣ２０との間に設けられてもよいし、またＤＳＣ２０の後段にシネメモリが設けられてもよい。超音波診断装置から出力されるデータを処理する超音波画像処理装置においては、図１に示される高密度化部１８に相当するプログラムが実行される。
【００３５】
図２には、図１に示した高密度化部１８の作用が概念図として示されている。図２において、その上段に示されるフレーム列３０は高密度化処理前のフレーム列であり、それは時系列順で並ぶ複数のフレームによって構成される。図２に示す例において、各フレームは同じ走査面位置で取得された二次元データアレイに相当するものである。但し、走査面を移動させながらフレーム列が取得されてもよい。高密度化部はフレーム間においてパターンマッチング処理を実行する（符号３６参照）。すなわち、前フレーム３４と現フレーム３２との間において、前フレーム３４上の注目画素（転写対象となる画素）ごとにパターンマッチング処理が実行される。これにより、前フレーム３４上のデータごとに二次元移動ベクトルを求めることが可能となる（符号３８参照）。二次元移動ベクトルは注目画素を示し、つまり、現フレーム３０上における対応アドレスあるいはマッピングアドレスを示すものである。
【００３６】
前フレーム３４を構成する各画素ごとに現フレーム３２への仮想的なあるいは実際のマッピングが実行されると、現フレーム３２は高密度フレームとして再構成されることになる。具体的には、本実施形態において、現フレーム３２を構成する画素群およびマッピング後の画素群を基礎としてライン補間処理が実行され、これにより高密度化フレームが構成されている（符号４０参照）。図２における下段には高密度フレーム群４２が示されている。それは複数の高密度フレーム４４により構成されるものである。各高密度フレーム４４は元々あった複数のビームラインに加えて複数の補間ラインを有しており、これによって高解像度化あるいは高密度化されている。各高密度フレーム４４に対して上述したＤＳＣにより表示フレームへの変換が実行される（符号４６参照）。
【００３７】
従来の線形補間処理では、２つのビームライン間に単純に補間ラインが生成されており、このような処理を行う場合には画像がぼけたり電子走査方向に画像が流れたりするという問題があったが、上記の処理によれば、前フレーム上の実画素を現フレームの一部の画素として参照することにより、品質の高いフレームを構成することが可能となる。特に、複数のビームラインが放射状に設定される場合においては、深い領域においてビーム間隔が増大してしまい、そこにおける画質低下が問題となっていたが、上記処理によれば、ライン間に実画素を多数埋め込むことが可能となるので、体内における深い部分に相当する画質を極めて向上することが可能となる。
【００３８】
図３以降の各図を参照して高密度化処理の内容をさらに詳述する。
【００３９】
図３にはフレーム間における組織の動きが示されている。（Ａ１）には実空間上におけるフレームデータ列が示されている。ビームデータ列は複数のビームデータ４８からなり、各ビームデータ４８は複数のデータ（画素）により構成されている。ｒは深さ方向を示しており、θはビーム走査方向を示している。符号５２は体内に存在する特定の組織を示している。（Ａ２）には、データ空間内におけるビームデータ列が示されている。複数のビームデータ４８がθ方向に整列している。白丸５０は画素を示しており、黒丸５８は組織内の画素を示している。すなわち符号５６で示される黒丸５８の集団が（Ａ１）に示した組織５２に対応している。
【００４０】
（Ｂ１）には一つ後の時相において取得されたビームデータ列が示されている。符号５４はその時相における組織を示しており、符号５２Ａは一つ前の時相における組織を示している。（Ｂ２）において、黒丸は現在の組織内に相当する画素を表しており、その集団が符号６０によって表現されている。符号５８で示される集団および符号６０で示される集団の対比から明らかなように、フレーム間にわたって組織の動きは非常に微小であり、過去の画素を現在のフレーム上にマッピングすれば、現在のフレームの解像度を向上することが可能である。
【００４１】
図４には、図１に示した高密度化部において実行されるパターンマッチング処理がフローチャートとして示されている。まずＳ１０においては、前フレーム上に注目画素が設定され、Ｓ１２においては前フレーム上にテンプレートが設定される。具体的には、図５の（Ａ）に前フレームが示されており、そこにおける個々の画素が注目画素６２とされ、それを中心として所定の領域としてテンプレート６４が設定される。図４のＳ１４では、現フレーム上に探索エリアが設定され、Ｓ１６では探索エリア内に参照エリアが設定される。具体的には、図５の（Ｂ）に現フレームが示されており、そこにおいて符号６２Ａは注目画素６２に対応する対応点である。そこを中心として探索エリア６６が所定の大きさをもって設定される。探索エリア６６内には参照エリア６８が設定される。その参照エリア６８はテンプレート６４と同一形状かつ同一サイズを有するものである。参照エリア６８の位置が順次シフトされつつ、各位置において以下に説明するパターンマッチング処理が実行される。
【００４２】
すなわち、図４のＳ１８においては、前フレーム上に設定されたテンプレートと現フレーム上に設定された参照エリアとの間においてパターンマッチング処理が実行される。パターンマッチング処理は具体的には相関値演算処理である。例えば、以下の（１）式または（２）式を用いて相関値が演算される。ここで（１）式は差分二乗和として相関値を求めるものであり、（２）式は差分絶対値和として相関値を求めるものである。
【００４３】
【数１】
0005587743.tif 000002
【００４４】
上記各式において、ＭおよびＮはテンプレートの大きさを表している。すなわちテンプレートを構成するピクセル数を表している。Ｔ（ｉ，ｊ）はテンプレート内の各画素の画素値を表している。Ｉ（ｉ，ｊ）は参照エリア内の画素の画素値を表している。
【００４５】
以上のようなパターンマッチング処理が探索エリア内における各エリア位置に参照エリアを設定しつつ実行され、図４のＳ２０においてすべてのエリア位置に参照エリアが設定されたと判断された場合には、Ｓ２２が実行される。すなわち、Ｓ２２においてはパターンマッチング処理によって各エリア位置ごとに得られた相関値を表す二次元相関値分布に基づいて、注目画素についての小数値付きマッピングアドレス（移動先）が演算される。本実施形態においてはＳ２２において後に説明するサブピクセル処理が実行されており、これによって画素を単位とするアドレスよりも小さな小数値アドレスまでが特定されている。
【００４６】
これについて図６を用いて説明する。図６には二次元相関値分布が示されている。各セルの数字は相関値を表している。複数の相関値の中でＱ１で示される数値（８０）はもっとも小さな値であり、すなわちそれが見かけ上の最小相関値（すなわち最良相関値）である。しかしながら、図６に示される相関値分布から推察できるように、実際の最小相関値Ｑ２は、Ｑ１で示す位置であるとは限られず、むしろそこからずれている場合が多い。そこで、本実施形態においてはマッピング精度を高め、ひいては画質を向上するために、二次元相関値分布に対してサブピクセル処理を適用し、これによってマッピングアドレスとして、整数値アドレスと小数値アドレスの組み合わせを特定するようにしている。ここで整数値アドレスの基本単位はピクセルあるいはピクセル間のピッチに相当するものである。サブピクセル処理の内容については後に図７および図８を用いて説明する。
【００４７】
図４において、Ｓ２４では、現フレームを構成する全画素について上述した処理が実行されたか否かが判断され、全画素について終了していないと判断された場合には、Ｓ１０からの各工程が繰り返し実行される。すなわち１つ隣の画素が注目画素であるとして更新され、当該新たな注目画素について上述したマッチング処理等が実行されることになる。ちなみに、図４に示す処理例では現フレームを構成する全ての画素が注目画素とされていたが、前フレーム中の部分的な領域内の画素だけを注目画素とすることも可能である。例えば、深い領域に存在する画素だけを注目画素とし、そのような深い領域に対してだけライン補間処理が適用されるようにしてもよい。
【００４８】
図７には、サブピクセル処理の第１例が示されており、図８には、サブピクセル処理の第２例が示されている。いずれも、一次元のサブピクセル処理を示しているが、実際には二次元のサブピクセル処理が実行される。
【００４９】
図７に示すサブピクセル処理は等角直線フィッティング法に基づくものである。符号１３６は最小値（最良値）を示しており、符号１４２は２番目に小さな値を示しており、符号１３８は３番目に小さな値を示している。横軸は変位を表しており、その単位は１ピクセルである。縦軸は相関値を表している。この等角直線フィッティング法においては、まず最小値１３６と３番目の値１３８とを通過する直線１４０が定義される。次に、当該直線１４０の傾きを反転した直線であって、二番目の値１４２を通過する直線１４４が定義される。次に、二つの直線１４０，１４４の交点１４６が特定される。当該交点１４６が存在する位置としてサブピクセル推定値１４８が決定される。そのサブピクセル推定値１４８は通常の整数値アドレスの他、小数値アドレスを有するものである。
【００５０】
図８に示すパラボラフィッティング法においては、まず、最小値１３６、２番目に小さな値１４２および３番目に小さな値１３８の３点を通過する二次元関数が定義される。次に、当該二次元関数において対称軸の位置１５１が特定される。その位置１５１がサブピクセル推定値１５２とされる。もちろん、これらのサブピクセル推定法はそれぞれ例示であって、他の方法によりサブピクセル推定値を求めるようにしてもよい。
【００５１】
次に、図９乃至図１２を用いて、パターンマッチング処理に続いて実行されるライン補間処理について説明する。
【００５２】
図９には画素の対応関係が示されている。（Ａ）には前フレームが示されており、（Ｂ）には現フレームが示されている。上述した各画素ごとの小数値付きマッピングアドレスの演算により、前フレームを構成する各画素についてそのマッピング位置が定められることになる。なお図９において、黒丸は組織内の画素を示しており、白丸はそれ以外の画素を示している。いずれもビームライン上の画素である。三角形はマッピング後の画素の位置（対応位置）を示している。より具体的に検討すると、前フレーム上の画素７０は現フレーム上において対応位置７２に対応し、その対応関係が符号７４で示されている。同様に、前フレームにおける画素７６は現フレームにおける対応位置７８に対応しており、その対応関係が符号８０で示されている。また前フレームにおける画素８２は現フレームにおける対応位置８４に対応しており、その対応関係が符号８６で示されている。前フレーム上の画素を実際に現フレーム上にマッピングするようにしてもよいし、その対応関係をデータとして管理参照するようにしてもよい。いずれにしても、現フレームを構成する画素の個数を増大することによりライン補間演算精度を高めることが可能となる。
【００５３】
図１０には仮想的にマッピングを行った場合の結果が示されている。符号９０はビームライン８８上の現画素を示しており、符号９２はマッピングにより追加された画素を示している。それらの画素群がライン補間処理で利用されることになる。すなわち、図１１には、複数のビームデータ（ビームライン）に対して追加的に設定される複数の補間ライン９４が示されており、各補間ラインは複数の補間点あるいは補間画素９６を有している。上述した複数の実画素９０および複数の追加画素９２を基礎としてライン補間処理を実行することにより、図１２に示すようなライン補間後のフレーム（高密度フレーム）を得ることが可能となる。ここにおいて符号９０は実画素を示しており、それはビームライン８８上に存在している。符号９８は補間画素を示しておりそれは補間ライン９４上に存在している。このように、実画素および補間画素の全部が整列した状態となっていれば、すなわち高密度フレームが規則的な構成を有していれば、次のスキャンコンバート処理を迅速かつ容易に行うことが可能となる。ただし、図１０に示したマッピング後の複数の実素群をそのまま用いてスキャンコンバートを実行することももちろん可能である。また、現画素群に加えて前フレームを構成する画素群の画素値およびマッピングアドレスを利用してスキャンコンバート処理を実行することも可能である。
【００５４】
図１３にはライン補間処理の効果が示されている。（Ａ）にはライン補間処理前の状態が示されており、（Ｂ）にはライン補間処理後の状態が示されている。符号１００は表示マトリクスを示しており、そこに存在する各交点１０５は表示画素の位置を表している。（Ａ）に示すように補間処理前のビームデータ列１０６は、複数のビームデータ１０７により構成され、それは複数の実画素１０８からなるものである。深くなるほどライン間隔が広がっており、そこに対して単純な線形補間処理を行って複数の補間画素を埋め込むと、画質の著しい低下という問題が生じやすい。これに対し、（Ｂ）に示すように、高密度化フレームを構成するビームデータ列１１０によれば、複数のビームデータ（ビームライン）１０７に加えて複数の補間ライン１０６が加わっているため、具体的には、隣接ビームライン間に１つの補間ラインが挿入されているため、特に生体内の深い部分においてスキャンコンバートの基礎となる画素の密度を高めることができ、深い部分における画質を良好にすることが可能となる。すなわちビーム走査方向への像の流れやぼけといった問題に効果的に対処することが可能となる。
【００５５】
図１４には深さ方向における一部分に対してライン補間処理を適用した結果が示されている。すなわち、深さ方向における部分範囲１１４に対してライン補間処理が適用されている。符号１１１はビームラインを示しており符号１１２は補間ラインを示している。補間ラインは部分範囲１１４内においてのみ生成されており、これによって補間が必要な領域だけに対して効果的にデータが加えられている。逆にいえば情報の補間処理があまり必要でない部分についてはデータを間引くことが可能となっている。これにより効率的なスキャンコンバート処理を実行することが可能となる。
【００５６】
図１５には、図１に示した高密度化部の第１実施例が示されている。前フレームメモリ１１８には前フレーム（前フレームデータ）が格納される。現フレームメモリ１２０には現フレーム（現フレームデータ）が格納される。もちろん、隣接するフレーム間においてではなく１または複数のフレームを挟んだフレーム間においてマッチング処理が実行されるようにしてもよい。
【００５７】
マッチング処理部１２２は上述したフレーム間におけるパターンマッチング処理を実行する。これにより前フレームを構成する画素ごとに二次元相関値分布が得られ、それが相関値分布メモリ１２４に格納される。各注目画素ごとの二次元相関値分布に対してサブピクセル処理がサブピクセル処理部１２６により実行される。これにより前フレームを構成する各画素ごとにそれが対応する現フレーム上のアドレス（小数値付きマッピングアドレス）が求められることになる。そのようなデータがメモり１２８上に格納される。
【００５８】
マッピング処理部１３０は、前フレームを構成する各画素ごとにメモリ１２８に格納された小数値付きアドレスを参照することにより、当該画素をマッピングするアドレスを特定し、メモリ１３２上における該当アドレスに当該画素の画素値を書き込む。すなわちマッピングデータメモリ１３２上には前フレームを構成する画素が新しい配列をもってマッピングされることになる。補間処理部１３４は、現フレームメモリ１２０に格納された現フレームとマッピングデータメモリ１３２に格納されたマッピングデータ群とに基づいて上述したライン補間処理を実行する。これにより高密度フレームが生成される。すなわち現フレームが高密度フレームに再構成されることになる。
【００５９】
図１６に示す高密度化部の第２実施例においては、前フレームを構成する各画素のマッピングは実際には行われておらず、各画素ごとに画素値および小数値付きアドレスが参照され、それに基づいて補間処理部１５４によってライン補間処理が実行されている。なお、図１５に示した構成と同一の構成には同一符号を付しその説明を省略する。このことは後に示す各図において同様である。
【００６０】
図１７に示す高密度化部の第３実施例においては、第１フレームメモリ１５６、第２フレームメモリ１５８および第３フレームメモリ１６０が直列的に接続されている。第１フレームメモリ１５６内には前フレームが格納され、第２フレームメモリ１５８には中間フレームが格納され、第３フレームメモリ１６０には後フレームが格納される。マッチング処理部１６２により前フレームと中間フレームとの間でのマッチング処理が実行され、これにより相関値分布メモリ１６４上に各注目画素ごとの二次元相関値分布が格納される。サブピクセル処理部１６６は各注目画素ごとにサブピクセル処理を実行し、これにより得られた各注目画素ごとの小数値付きアドレスがメモリ１６８に格納される。
【００６１】
これと同様に、マッチング処理部１７０は、後フレームと中間フレームとの間において各注目画素ごとにマッチング処理を実行し、それにより得られる各注目画素ごとの二次元相関値分布がメモリ１７２に格納される。サブピクセル処理部１７４は各注目画素ごとにサブピクセル処理を実行し、それにより生成される各注目画素ごとの小数値付きアドレスがメモリ１７６に格納される。補間処理部１７８は、前フレームのマッピング結果および後フレームのマッピング結果を用いて、中間フレームに対してライン補間処理を実行する。これによりより高密度化されたフレームを再構成することが可能となる。
【００６２】
図１８には、超音波診断装置の第１変形例が示されている。図１８に示す第１変形例において、ＤＳＣ２０Ａは高密度化部１８Ａを有している。すなわち、高密度化処理とスキャンコンバート処理とが同時に実行されている。具体的には、前フレームを構成する画素ごとにパターンマッチング処理およびサブピクセル処理が実行され、その実行結果に対して独立したライン補間処理が行われることなく、その実行結果に基づいてスキャンコンバート処理が実行されている。このような構成によれば、ライン補間処理を省略することが可能である。ただし、スキャンコンバート処理においては複雑なアドレス演算が求められることになる。
【００６３】
図１９には超音波診断装置の第２変形例が示されている。図１９においては、ＤＳＣ２０Ｂの後段に高密度化部１８Ｂが設けられている。すなわち、この高密度化部１８Ｂは、表示フレームに対して高密度化のための処理を実行するものである。すなわちフレーム間において上述したようなパターンマッチング処理およびサブピクセル処理が実行され、その結果に基づいてライン補間処理が適用される。その上で、必要に応じて高密度化部１８Ｂ内においてあるいは表示処理部２２内において表示フレームの画素密度へ適合させる処理が実行される。例えば高解像度のフレームの記録が求められるような場合には図１９に示す構成を採用するようにしてもよい。
【００６４】
（２）フレーム内パターンマッチング処理を利用した高密度化
【００６５】
図２０には、超音波診断装置についての他の基本構成がブロック図として示されている。図１に示した構成と同様の構成には同一符号を付しその説明を省略する。
【００６６】
図２０に示す構成例においては、信号処理部１６の後段にフレーム内処理型高密度化部１８０が設けられている。図１に示した構成例においてはフレーム間処理型高密度化部が設けられていたが、図２０に示す構成例ではフレーム間ではなくフレーム内において高密度を行うユニットが設けられている。その作用を図２１および図２２を用いて説明する。
【００６７】
図２１には実空間内におけるビームデータ列１８２が示されている。ビームデータ列１８２は複数のビームデータ１８４により構成され、各ビームデータ１８４は  複数のデータすなわち画素１８６により構成される。符号１８８は生体内に存在する組織を表している。図示されるように、ビームデータ列１８２において深い領域ではビーム間隔が広がっており、実画素の密度が低下している。
【００６８】
図２２には、フレーム内高密度化処理の内容が示されている。符号２０２はビームデータ列すなわちビームライン列を示しており、複数のビームデータ１８４がθ方向に整列している。白丸は画素を示しており、黒丸は組織内の画素２１２を示している。ちなみに符号２１０は組織内の画素２１２の集団を表している。本実施形態においては、処理対象となる画素列の前後にそれぞれ画素列が定義される。具体的には、第１画素列２０４、第２画素列２０６および第３画素列２０８が定義される。ここで第２画素列２０６が対象画素列であり、第１画素列２０４が前画素列であり、第３画素列２０８が後画素列である。各深さの画素列が対象画素列として順番に選択される。パターンマッチング処理２１４においては、第１画素列２０４における注目画素について二つの画素列２０４，２０６間において一次元のパターンマッチング処理が実行される。同じく、パターンマッチング処理２１６においては、第３画素列２０８におけるいずれかの画素が注目画素とされ、画素列２０８，２０６間において一次元のパターンマッチング処理が実行される。これにより、第一画素列２０４を構成する各画素について第２画素列２６上における移動先が特定されることになり、同じく、第３画素列２０８を構成する各画素について第２画素列２０６上における移動先が特定されることになる。第２画素列２０６を構成する複数の実画素、および、仮想的にあるいは実際にマッピングされる複数の画素に基づいて補間処理２１８が実行され、これによって高密度画素列２２０が構成される。高密度画素列２２０は、第２画素列２０６を構成していた複数の実画素２２２と、それに対して加えられた複数の補間画素２２４，２２６とからなるものである。ここで補間画素２２４は組織内の画素であり、補間画素２２６は組織外の画素である。複数の補間画素２２４，２２６は隣接する二つの現画素２２２の間に設定されており、ビーム走査方向にわたって画素の配列は等間隔である。このような処理が各深さの画素列ごとに実行されるならば、フレーム全体を高密度化することが可能となり、すなわち高密度化された再構成フレーム２２６を構築することが可能となる。これに対しては符号２２８に示されるようにスキャンコンバート処理によって画像化が図られることになる。
【００６９】
図２２においては、各画素列２０４，２０６，２０８が深さ方向に１画素の厚みを有していたが、複数画素に相当する厚みを有していてもよい。ただし、パターンマッチング処理２１４，２１６においてはビーム走査方向についての一次元パターンマッチング処理が実行されるのが望ましい。以下に、図２３以降の各図を参照しながらフレーム内高密度化処理の詳細について説明する。
【００７０】
図２３には、図２２に示したパターンマッチング処理２１４，２１６の具体的な内容がフローチャートとして示されている。Ｓ３０では、前ライン上に注目画素が設定され、Ｓ３２では前ライン上に１Ｄテンプレートが設定される。さらに、Ｓ３４においては現ライン上に１Ｄ探索エリアが設定され、Ｓ３６では１Ｄ探索エリア内に１Ｄ参照エリアが設定される。それらについて図２４を用いて説明する。図２４において、ビームデータ列２０２上にはそれぞれビームに直交（交差）する方向に伸長した複数の画素列２０４，２０６，２０８が定義されており、それぞれの画素列は同一深さに存在する複数の画素により構成されている。すなわち、個々の画素列２０４，２０６，２０８はビーム走査方向に並んだ複数の画素からなるものである。図２４においては、特に第１画素列２０４と第２画素列２０６との間におけるパターンマッチング処理が示されている。第１画素列２０４は前ラインに相当し、そこにおける各画素が注目画素２３０として定められる。注目画素２３０を中心としてビーム走査方向に広がりをもってテンプレート２３２が設定される。このテンプレート２３２は１Ｄテンプレートである。一方、第２画素列２０６においては、注目画素２３０に対応する点２３３を中心として探索エリア２３４が設定される。その探索エリア２３４内に参照エリア２３６が設定される。参照エリア２３６はテンプレート２３２と同様のサイズをもった一次元の画素列である。参照エリア２３６の位置をシフトさせながらテンプレート２３２と参照エリア２３６との間で一次元のパターンマッチング処理が実行される。
【００７１】
図２３においてＳ４０では、探索エリア内における全ての参照エリア位置においてパターンマッチング処理が実行されたか否かが判断され、全てが終了していない場合には、Ｓ３６からの各工程が繰り返し実行される。Ｓ４０において全てのエリア位置においてパターンマッチング処理が終了したと判断された場合、Ｓ４２においてサブピクセル処理が実行される。すなわち、一次元相関値分布に基づいて注目画素ごとに小数値付きマッピングアドレスが演算される。これについて図２５を用いて説明する。第１画素列２０４における画素２３８は第２画素列２０６上における対応位置２４０に対応付けられる。すなわち、そこに仮想的にマッピングされあるいは実際にマッピングされることになる。対応関係が符号２４２で示されている。同じく、第３画素列２０８における画素２４６についても、画素列２０６上における対応位置２４８が定められる。その対応関係が符号２５０で示されている。このような前後の画素列からのマッピングにより、第２画素列２０６においては、複数の実画素２４４の他に複数のマッピングされた追加画素が存在することになる。
【００７２】
図２３において、Ｓ４４では、前ライン上における各画素について上述した処理が完了かしたか否かが判断され、完了していなければＳ３０以降の各工程が繰り返し実行される。図２３においては前ラインと現ラインとの間における処理が示されていたが、上述した説明から理解されるように、後ラインと現ラインとの間においても同様の処理が実行される。
【００７３】
図２６においては、ビームライン２５２と補間ライン２５６との関係が示されている。ビームライン（ビームデータ）２５２は複数の画素２５４を有している。一方、補間ライン２５６は複数の補間点（補間画素）２５８を有している。現在注目している画素列２０６においては、上述したように複数の実画素の他、マッピングされた複数の画素が存在している。図２７に示されるように、補間処理が適用されて、注目している画素列上において、各補間ライン上に補間画素２６２が生成される。これにより高密度化された画素列を構成することが可能となる。各深さの画素列ごとに、上述した補間処理が適用されるならば、フレーム全体として高密度化されたデータアレイ２０２Ａを得ることが可能となる。よって、それを基礎としてスキャンコンバート処理を実行すれば、高密度、高品質の表示フレームを構成することが可能となる。
【００７４】
図２８には、図２０に示したフレーム内処理型高密度化部１８０の構成例が示されている。フレームメモリ２６６には処理前のフレーム（フレームデータ）が格納される。フレームメモリ２９２には処理後のフレーム（フレームデータ）が格納される。第１ラインメモリ２６８、第２ラインメモリ２７０および第３ラインメモリ２７２が直列的に接続されている。第１ラインメモリ２６８には前ラインを構成する画素列が格納され、第２ラインメモリ２７０には現ラインを構成する画素列が格納され、第３ラインメモリ２７２には後ラインを構成する画素列が格納される。そして隣接するライン間において一次元マッチング処理およびサブピクセル処理が実行される。具体的には、１Ｄマッチング処理部２７４，２８２において二つのライン間において注目画素ごとのマッチング処理が実行され、その結果としての各画素ごとの一次元相関値分布がメモリ２７６，２８４に格納される。サブピクセル処理部２７８，２８６は一次元相関値分布に基づいて各注目画素ごとにサブピクセル処理を実行し、これにより各注目画素ごとに小数値付きアドレスを求め、それをメモリ２８０，２８８に格納する。
【００７５】
補間処理部２９０は、対象となる画素列すなわち現ラインを構成する複数の実画素と、前後のラインからマッピングされた複数のマッピング画素とに基づいて補間処理を実行し、その結果として高密度化された画素列を再構成する。それがフレームメモリ２９２に格納される。各深さの画素列ごとに上述した再構成処理が適用されるならば、フレームメモリ２９２上には高密度化されたフレームが構成されることになる。
【００７６】
図２９には上述した補間処理による効果が示されている。具体的には輪郭強調効果が示されている。符号２９４はビームラインを示しており、符号２９６は補間ラインを示しており、符号２９８は水平ラインすなわち各深さごとのラインを示している。符号３００は第１時相での輪郭線を示しており、符号３０２は第２時相での輪郭線を示しており、符号３０４は第３時相での輪郭線を示している。すなわち組織の運動に伴い輪郭線が徐々に右斜め下の方向に運動している。白丸は現画素を表しており、黒丸は補間画素を表している。符号３１０で示す矢印は画素のマッピングを表している。本実施形態に示した処理によれば、輪郭線３０２上に現れているように、輪郭線を構成する画素数を増大することができるので、輪郭線を高密度化して強調できるという利点が得られる。
【００７７】
（３）複合方式及びその他の方式
【００７８】
図３０には、フレーム内処理とフレーム間処理の組み合わせ例が示されている。図３０においては、第１フレーム内処理型高密度化部３１２，３１４が並列的に設けられ、２つのフレームに対してフレーム内処理が適用されている。その上で、２つの高密度化されたフレームに基づいてフレーム間処理型高密度化部３１６においてフレーム間処理が適用される。その結果として極めて高密度化されたフレームが構成され、そのフレームがＤＳＣ３１８へ出力される。
【００７９】
図３１に示される他の組み合わせ例においては、フレーム間処理型高密度化部３２０の後段にＤＳＣ３２２が設けられ、さらにその後段にフレーム内処理型高密度化部３２４が設けられている。このようにフレーム内処理とフレーム間処理との多様な組み合わせを考えることが可能である。動作モードや測定条件に応じて高密度化の処理内容を切り替えるようにしてもよい。
【００８０】
上述した実施形態において、フレーム間処理は、時間的に近接するフレーム間においては組織の動きが非常に小さく、前フレームの画素を後フレームにマッピングすることにより、後フレームを高密度化できるという考え方に立脚するものである。また上述したフレーム内処理は、深さ方向において組織の連続性から特定の深さの画素列とその手前あるいは奥側の画素列との間に一定の類似関係が認められることを前提とし、画素値の密度を上げることにより画像品質を高めるというものである。上述した各処理はボリュームデータに対して適用されてもよい。上述したフレーム内処理においては画素列方向の全画素について注目画素としての処理が適用されていたが、例えば中央部の一定の部分内に属する画素についてだけ注目画素としての処理を適用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１８  フレーム間処理型高密度化部、１１８  前フレームメモリ、１２０  現フレームメモリ、１２２  マッチング処理部、１２４  相関値分布メモリ、１２６  サブピクセル処理部、１２８小数値付きアドレスメモリ、１３０  マッピング処理部、１３４  補間処理部、１８０  フレーム内処理型高密度化部、２６８  第１ラインメモリ、２７０  第２ラインメモリ、２７２  第３ラインメモリ、２７４，２８２  １Ｄマッチング処理部、２７６，２８４  相関値分布メモリ、２７８，２８６  サブピクセル処理部、２８０，２８８  小数値付きアドレスメモリ、２９０  補間処理部。
【図１】
0005587743.tif 000003
【図２】
0005587743.tif 000004
【図３】
0005587743.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0005587743.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0005587743.tif 000018
【図１７】
0005587743.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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