(57)【要約】【課題】録画中に大きな表示内容の変更があった場合でも、大幅な画質の劣化を生じることのなく動画像をデジタル記録することのできる超音波診断装置を提供する。【解決手段】プローブによる超音波走査によって順次生成される超音波動画像をＭＰＥＧ２形式で圧縮して記録する動画像録画機能を備えた超音波診断装置において、表示モードの変更や画像の拡大・縮小のような大きな表示内容の変更を伴う操作が行われた場合に（ステップＳ１２）、該表示変更のタイミングを示す信号をエンコード部に送出し（ステップＳ１３）、該タイミングに従ってＩピクチャを生成する（ステップＳ１４）。このように、大きな画像変更とＩピクチャ生成のタイミングを同期させることにより画質の劣化を抑えることができ、録画された画像をコマ送り再生した場合等においても画像の乱れが生じるのを防止することができる。【選択図】図２
2008029695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波の送受波を利用して超音波動画像を生成し、該動画像をデジタル記録する機能を備えた超音波診断装置において、
a) 被検体に対し所定の間隔で超音波送受波を行うことで取得されたエコー信号から超音波動画像信号を生成する超音波動画像生成手段と、
b) 該超音波動画像信号を処理し、フレーム内圧縮のみを施した基準フレームとフレーム内圧縮及びフレーム間圧縮を施した予測フレームで構成される複数のフレーム群から成る圧縮動画像信号を生成するエンコード手段と、
c) 該圧縮動画像信号を記録する記録手段と、
d) ユーザからの指示を受け付ける入力手段と、
e) 該入力手段から所定の表示変更指示が入力された際に、該指示による表示変更後に最初に生成されるフレームを前記基準フレームとするよう前記エンコード手段に指示する制御手段と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
超音波の送受波を利用して超音波動画像を生成し、該動画像を外部に設けられた動画記録装置に出力してデジタル記録させる機能を備えた超音波診断装置において、
a) 被検体に対し所定の間隔で超音波送受波を行うことで取得されたエコー信号から超音波動画像信号を生成する超音波動画像生成手段と、
b) 前記動画記録装置を制御するための制御信号を生成する記録装置制御手段と、
c) 前記動画記録装置に対して前記超音波動画像信号及び制御信号を出力する出力手段と、
d) ユーザからの指示を受け付ける入力手段と、
を有し、
前記動画記録装置が、前記超音波動画像信号を処理してフレーム内圧縮のみを施した基準フレームとフレーム内圧縮及びフレーム間圧縮を施した予測フレームで構成される複数のフレーム群から成る圧縮動画像信号を生成するエンコード手段と、該圧縮動画像信号を記録する記録手段とを備えたものであって、
前記入力手段から所定の表示変更指示が入力された際に、前記記録装置制御手段が、該指示による表示変更後に最初に生成されるフレームを前記基準フレームとするよう前記エンコード手段に指示することを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波診断装置に関し、特に、エコー信号から生成された超音波動画像をデジタル記録する手段を備えた超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は超音波の送受波を利用して被検体内部の情報を画像化するための装置であり、被検体に当接させたプローブによって取得されたエコー信号から超音波画像を生成し、該画像をモニタに表示させることができる。このような超音波診断装置では、一般的に、超音波走査及び画像の生成を所定の間隔で繰り返し行うことにより超音波動画像を撮像することが可能であり、更に、ＶＣＲ（Video Casette Recorder）等によって該動画像を記録する機能を備えたものが従来から知られている。
【０００３】
更に、近年では、該超音波動画像をハードディスクやＤＶＤにデジタル記録する機能を備えた超音波診断装置が広く用いられるようになってきている（例えば、特許文献１等を参照）。このような超音波動画像のデジタル記録時には、データ量削減のため画像データの圧縮が施されるが、このとき、ＭＰＥＧ２方式においては、画像の空間的冗長度の削減（すなわちフレーム内圧縮）に加えて、時間的冗長度の削減（すなわちフレーム間圧縮）が行われる。
【０００４】
このような動画像の圧縮・伸長は、通常、ＧＯＰ（Group Of Pictures）と呼ばれる複数フレームの集合を一単位として行われる。一般に、ＧＯＰは、Ｉピクチャ（Intra Picture）、Ｐピクチャ（Predictive Picture）、及びＢピクチャ（Bi-directionally predictive Picture）と呼ばれる３種類のフレームで構成される。Ｉピクチャは、フレーム内圧縮のみが施されたフレームであって、上記フレーム間圧縮を行う際の基準となるフレームである。Ｐピクチャは、フレーム内圧縮に加えて、過去のＩピクチャ又はＰピクチャとの差異を基にした順方向予測によるフレーム間圧縮が施されたフレームであり、Ｂピクチャは、フレーム内圧縮に加えて、前後のＩピクチャ又はＰピクチャとの差異を利用した双方向予測によるフレーム間圧縮が施されたフレームである。ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ用のＭＰＥＧ２の場合、各ＧＯＰの構成は「ＩＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢ」のように１５フレームを一単位とし、Ｐピクチャの距離を３フレームとするのが一般的である。
【０００５】
【特許文献１】特開2004-267301号公報（[0002]〜[0004]）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、Ｐピクチャは過去のＩピクチャ又はＰピクチャに基づいて生成され、Ｂピクチャは過去及び未来のＩピクチャ又はＰピクチャに基づいて作成される。従って、超音波動画像の録画中に画像表示モードの変更や、表示画像の拡大・縮小等といった大きな表示内容の変化を伴う操作が行われた際に、該操作による表示変更のタイミングとＩピクチャが生成されるタイミングが一致しなかった場合には、極めて相関性の低いフレーム間でフレーム間圧縮が行われることとなる。このため、その部分の画質が劣化し、詳細な観察を行うためにコマ送り再生を行った場合等に画像に乱れが生じることがあった。
【０００７】
本発明はかかる課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、超音波動画像をデジタル記録する機能を備えた超音波装置であって、動画像の記録中に大きな表示内容の変更があった場合でも、大幅な画質の劣化を生じることのない超音波診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために成された本発明に係る超音波診断装置は、超音波の送受波を利用して超音波動画像を生成し、該動画像をデジタル記録する機能を備えた超音波診断装置において、
a) 被検体に対し所定の間隔で超音波送受波を行うことで取得されたエコー信号から超音波動画像信号を生成する超音波動画像生成手段と、
b) 該超音波動画像信号を処理し、フレーム内圧縮のみを施した基準フレームとフレーム内圧縮及びフレーム間圧縮を施した予測フレームで構成される複数のフレーム群から成る圧縮動画像信号を生成するエンコード手段と、
c) 該圧縮動画像信号を記録する記録手段と、
d) ユーザからの指示を受け付ける入力手段と、
e) 該入力手段から所定の表示変更指示が入力された際に、該指示による表示変更後に最初に生成されるフレームを前記基準フレームとするよう前記エンコード手段に指示する制御手段と、
を有することを特徴としている。
【０００９】
ここで、上記所定の表示変更指示とは、大きな画像変化を伴う操作、例えば、Ｂ（Brightness）モード表示からＢ（Brightness）／Ｄ（Doppler）モード表示への変更といった表示モードの変更指示や、画像の拡大・縮小指示などが挙げられるが、これに限定されるものではない。また、上記エンコード手段は上述のＭＰＥＧ２形式による圧縮を行うもののほか、フレーム内圧縮とフレーム間圧縮を併用するものであれば、いかなる圧縮形式を用いるものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成を有する本発明の超音波診断装置によれば、超音波動画像の記録中に、ユーザから画像表示サイズの変更や、表示モードの変更等の指示がなされた場合に、該指示に基づく表示変更のタイミングがエンコード手段に伝えられ、該タイミングに対応するフレームがフレーム間圧縮の基準フレーム（上記ＭＰＥＧ２におけるＩピクチャ）になるよう動画像の圧縮が行われる。このように表示内容の大幅な変更と基準フレームの生成タイミングを同期させることにより、基準フレームから次の基準フレームまでの間は連続的に変化する画像のみで構成されることとなる。このため、オリジナルの画像データを大きな劣化を生じることなく圧縮・記録することができ、コマ送り再生時等に画像の乱れが発生するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る超音波診断装置を実施するための最良の形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１に本実施例に係る超音波診断装置１０の要部構成を示す。プローブ１１は、被検者の体表に当接させて超音波の送受波を行うものであり、送受信部１２は該プローブ１１による超音波の送受波を制御するものである。プローブ１１によって受信されたエコー信号は、送受信部１２及びＡ／Ｄ変換部１３を経てビームフォーマ１４へ送られる。ビームフォーマ１４では、プローブ１１内の各超音波振動子によって受信されたエコー信号が一本のビーム信号に合成される。該ビーム信号は、ベクタ画像処理部１５において対数圧縮及び検波を施され、更に、デジタルスキャンコンバータ（図中では「ＤＳＣ」）１７において、座標変換及び補間処理が行われる。以上により生成された画像信号はイメージメモリ１９に格納され、順次Ｄ／Ａ変換部２０に読み出されてモニタ２１の画面上に表示される。以上の行程を繰り返し実行することにより、モニタ２１上の画像が所定の時間間隔で更新され動画として視認される。
【００１３】
上記超音波動画像を録画する際には、イメージメモリ１９の出力がエンコード部２４に送出され、エンコード部２４においてフレーム内圧縮及びフレーム間圧縮を施された後、ハードディスク（ＨＤＤ）や光ディスク（ＤＶＤ）等から成る記録部２５に記録される。また、該動画像を再生する際には、記録部２５に記録された圧縮動画像信号がデコード部２６によって伸長される。伸長された動画像信号は、イメージメモリ１９に入力され、Ｄ／Ａ変換部２０を経てモニタ２１に送出される。上記各部の動作は制御部２２によって制御され、更に、該制御部２２に接続された入力部２３によってユーザからの指示が入力される。
【００１４】
以下、本実施例の超音波診断装置１０における動画像記録時の動作について図２のフローチャートを用いて説明する。まず、超音波走査中にユーザが入力部２３から所定の操作を行うことにより録画開始の指示がなされると、制御部２２はイメージメモリ１９に対して画像信号をエンコード部２４に出力するよう指示すると共に、エンコード部２４に対し該画像信号の圧縮を指示する。該指示を受けたエンコード部２４は、イメージメモリ１９から出力される画像信号に対し、フレーム内圧縮、又はフレーム内圧縮及びフレーム間圧縮を施し、処理後の信号を記録部２５に出力する（ステップＳ１１）。このとき、動画像の圧縮は、１５フレームを一単位（ＧＯＰ）として行われ、各ＧＯＰは先頭に１枚のＩピクチャを有する「ＩＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢ」の組み合わせで構成される（図３（ａ））。なお、上述のとおり、Ｉピクチャはフレーム内圧縮による空間的な圧縮のみが施されたフレームであり、時間的圧縮のための基準フレームとされる。また、Ｐピクチャ及びＢピクチャは前記空間的圧縮に加えてフレーム間圧縮による時間的な圧縮を施されたフレームである。Ｐピクチャには過去のＩピクチャ又はＰピクチャを用いた順方向予測によるフレーム間圧縮が施され、Ｂピクチャには過去及び未来のＩピクチャ又はＰピクチャを用いた双方向予測によるフレーム間圧縮が施される。
【００１５】
このような動画像の録画中には、常に所定の表示変更操作の有無が監視されており（ステップＳ１２）、ユーザによって入力部２３から表示モードの変更や、画像の拡大・縮小の指示がなされた場合（ステップＳ１２の「Ｙ」）には、制御部２２は、該指示に従って送受信部１２やベクタ画像処理部１５、ＤＳＣ１７等を制御すると共に、該指示が生成画像に反映されるタイミングを示す信号（以下、「タイミング信号」と呼ぶ）をエンコード部２４に送出する（ステップＳ１３）。タイミング信号を受けたエンコード部２４は、該タイミングに基づいて、表示変更後に最初に生成されるフレームをＩピクチャとし、該フレームについてはフレーム内圧縮による空間的な圧縮のみを行って記録部２５に記録する（ステップＳ１４）。従って、上記のような１５フレームの組み合わせから成るＧＯＰにおいて、先頭のフレームに加え、該表示変更に対応するフレームがＩピクチャとなる（図３（ｂ））。その後、ユーザから録画終了の指示がなされるまで（すなわち、ステップＳ１５で「Ｙ」と判定されるまで）上記ステップＳ１１〜Ｓ１４が繰り返し実行される。
【００１６】
以上によって録画された動画像は、Ｉピクチャから次のＩピクチャまでの間が、連続的に変化する画像のみで構成されることとなり、大きな画像変化が介在することがないため、フレーム間圧縮による画質の劣化を防ぎ、コマ送り再生時等に画像の乱れが生じるのを防止することができる。なお、このような動画像の記録は、超音波走査を行いながら生成される画像をほぼリアルタイムに記録する場合のほか、ベクターシネメモリ１６又はビデオシネメモリ１８に格納された画像信号をイメージメモリ１９に順次読み出して記録するような場合にも同様に適用することができる。
【実施例２】
【００１７】
本発明の超音波診断装置は、上記のようにエンコード部２４、デコード部２６、及び記録部２５を超音波診断装置１０に内蔵した構成とするほか、外部に設けられた録画装置３０に動画像を記録させる構成としてもよい。このような超音波診断装置の一例を図４に示す。なお、図１と同様の構成については同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１８】
本実施例の超音波診断装置１０は、アナログビデオ出力機能を備えたものであり、外部機器との間でインターフェース部２７、３１を介して画像信号と制御信号を送受信することができる。制御部２２から出力された制御信号は、インターフェース部２７、３１を介して録画装置３０内の録画制御部３２に入力され、該指示に従って録画装置３０内に設けられたエンコード部３３、記録部３４、及びデコード部３５の動作が制御される。また、イメージメモリ１９から出力される超音波動画像信号は、Ｄ／Ａ変換部２０でアナログ変換された上で、インターフェース部２７、３１を介して録画装置３０へ送出される。録画装置３０へ入力された動画像信号は、図示しないＡ／Ｄ変換部でデジタル変換された後、エンコード部３３で圧縮され、該圧縮動画像信号が記録部３４に記録される。また、該動画像を再生する際には、記録部３４に記録された圧縮動画像信号が読み出されてデコード部３５で伸長され、図示しないＤ／Ａ変換部を経てインターフェース部３１より超音波診断装置１０へと出力される。
【００１９】
このように超音波診断装置１０の外部に設けられた録画装置３０に動画像信号を出力する構成とした場合にも上記フローチャートと同様の手順で動画像の録画が行われる。すなわち、プローブ１１による超音波走査中にユーザが入力部２３で所定の操作を行うと、制御部２２がイメージメモリ１９に対して、録画装置３０への画像の出力を指示し、更に、インターフェース部２７、３１を介して画像の圧縮及び記録を指示する制御信号を録画制御部３２に送出する。その後、超音波動画像の録画中にユーザから表示モードの変更や画像の拡大・縮小等の指示がなされた場合、制御部２２は、送受信部１２やベクタ画像処理部１５、ＤＳＣ１７等に該指示を伝えると共に、それによる画像変更のタイミングを示す信号（タイミング信号）をインターフェース部２７、３１を介して録画制御部３２に送出する。タイミング信号を受信した録画制御部３２は、該タイミング信号に基づいてエンコード部３３を制御し、画像変更に対応するフレームをＩピクチャとして圧縮・記録させる。
【００２０】
以上、実施例に基づいて本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更が許容されるものである。例えば、上記実施例では、Ｉピクチャ生成の対象となる操作として表示モードの変更操作や画像の拡大・縮小操作を挙げたが、これら以外の操作をＩピクチャ生成の対象としてもよく、更に、このようなＩピクチャ生成の対象となる操作を、ユーザが自由に追加・削除できる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第一の実施例に係る超音波診断装置の要部構成を示すブロック図。
【図２】同実施例の超音波診断装置における動画像記録時の動作を示すフローチャート。
【図３】同実施例の超音波診断装置におけるＧＯＰの構成を示す図であって、(a)は通常の圧縮時のＧＯＰの構成を示し、(b)は表示変更処理が行われた場合のＧＯＰの構成を示す。
【図４】本発明の第二の実施例に係る超音波診断装置の要部構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００２２】
１０…超音波診断装置
１１…プローブ
１２…送受信部
１３…Ａ／Ｄ変換部
１４…ビームフォーマ
１５…ベクタ画像処理部
１６…ベクターシネメモリ
１７…ＤＳＣ
１８…ビデオシネメモリ
１９…イメージメモリ
２０…Ｄ／Ａ変換部
２１…モニタ
２２…制御部
２３…入力部
２４、３３…エンコード部
２５、３４…記録部
２６、３５…デコード部
３０…録画装置
２７、３１…インターフェース部
３２…録画制御部
【図１】
2008029695.tif 000003
【図２】
2008029695.tif 000004
【図３】
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【図４】
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