(57)【要約】【課題】  弊害なしにフロー画像の周縁部のジャグを低減する空間フィルタリング方法および空間フィルタ、並びに、そのような空間フィルタを有する超音波診断装置を実現する。【解決手段】  フロー画像の画素値を、正および負の閾値に基づいて、正の閾値より大きい値を持つ第１群、正負の閾値の間の値を持つ第２群および負の閾値より小さい値を持つ第３群に分け（９０１）、第１群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値のうち第１群および第２群に属する画素値との加重平均値で置き換え（９０３）、第２群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値との加重平均値で置き換え（９０５）、第３群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値のうち第２群および第３群に属する画素値との加重平均値で置き換える（９０７）。【選択図】図１０
2005065935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流れの極性に応じて画素値が正負いずれの値にもなり得るフロー画像について、その画素値を、正および負の閾値に基づいて、正の閾値より大きい値を持つ第１群、正負の閾値の間の値を持つ第２群および負の閾値より小さい値を持つ第３群に分け、
第１群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値のうち第１群および第２群に属する画素値との加重平均値で置き換え、
第２群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値との加重平均値で置き換え、
第３群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値のうち第２群および第３群に属する画素値との加重平均値で置き換える、
ことを特徴とする空間フィルタリング方法。
【請求項２】
前記画素値およびそれを中心とする周辺領域の画素値がいずれも第２群に属さないときは前記加重平均値による置き換えを行わない、
ことを特徴とする請求項１に記載の空間フィルタリング方法。
【請求項３】
前記画素値およびそれを中心とする周辺領域の画素値が全て同一群に属するときは前記加重平均値による置き換えを行わない、
ことを特徴とする請求項１に記載の空間フィルタリング方法。
【請求項４】
前記画素とそれを中心とする周辺領域の画素は３×３マトリクスの画素である、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の空間フィルタリング方法。
【請求項５】
流れの極性に応じて画素値が正負いずれの値にもなり得るフロー画像について、その画素値を、正および負の閾値に基づいて、正の閾値より大きい値を持つ第１群、正負の閾値の間の値を持つ第２群および負の閾値より小さい値を持つ第３群に分ける分類手段と、
第１群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値のうち第１群および第２群に属する画素値との加重平均値で置き換え、第２群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値との加重平均値で置き換え、第３群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値のうち第２群および第３群に属する画素値との加重平均値で置き換える補正手段と、
を具備することを特徴とする空間フィルタ。
【請求項６】
前記補正手段は、前記画素値およびそれを中心とする周辺領域の画素値がいずれも第２群に属さないときは前記加重平均値による置き換えを行わない、
ことを特徴とする請求項５に記載の空間フィルタ。
【請求項７】
前記補正手段は、前記画素値およびそれを中心とする周辺領域の画素値が全て同一群に属するときは前記加重平均値による置き換えを行わない、
ことを特徴とする請求項５に記載の空間フィルタ。
【請求項８】
前記画素とそれを中心とする周辺領域の画素は３×３マトリクスの画素である、
ことを特徴とする請求項５ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の空間フィルタ。
【請求項９】
対象に照射した超音波のエコーに基づいて、流れの極性に応じて画素値が正負いずれの値にもなり得るフロー画像を撮影する撮影手段と、
前記フロー画像を処理する空間フィルタと、
を有する超音波診断装置であって、
前記空間フィルタは、
前記フロー画像について、その画素値を、正および負の閾値に基づいて、正の閾値より大きい値を持つ第１群、正負の閾値の間の値を持つ第２群および負の閾値より小さい値を持つ第３群に分ける分類手段と、
第１群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値のうち第１群および第２群に属する画素値との加重平均値で置き換え、第２群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値との加重平均値で置き換え、第３群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値のうち第２群および第３群に属する画素値との加重平均値で置き換える補正手段と、
を具備することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１０】
前記補正手段は、前記画素値およびそれを中心とする周辺領域の画素値がいずれも第２群に属さないときは前記加重平均値による置き換えを行わない、
ことを特徴とする請求項９に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記補正手段は、前記画素値およびそれを中心とする周辺領域の画素値が全て同一群に属するときは前記加重平均値による置き換えを行わない、
ことを特徴とする請求項９に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記画素とそれを中心とする周辺領域の画素は３×３マトリクスの画素である、
ことを特徴とする請求項９ないし請求項１１のうちのいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間フィルタリング（ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）方法および空間フィルタ（ｆｉｌｔｅｒ）並びに超音波診断装置に関し、特に、フロー（ｆｌｏｗ）画像について空間フィルタリングを行う方法および空間フィルタ、並びに、そのような空間フィルタを有する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置では、超音波エコー（ｅｃｈｏ）のドップラシフト（Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｓｈｉｆｔ）を利用して、血流等に関するフロー画像を撮影することが行われる。フロー画像を得るために、エコー受信信号にはＭＴＩ（ｍｏｖｉｎｇ  ｔａｒｇｅｔ  ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）処理が行われ、さらに自己相関演算が行われる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１２８９７６号公報（第５−６頁、図１，７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
フロー画像は、その周縁部の輪郭が階段状の折れ線（ジャグ：ｊａｇ）すなわちいわゆるギザギザの線となり易い。これは装置の性能限界に由来する。周縁部のジャグは空間フィルタリングにより低減可能ではあるが、空間分解能やコントラスト（ｃｏｎｔｒａｓｔ）の低下あるいは画像の膨張等の弊害を伴う。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、弊害なしにフロー画像の周縁部のジャグを低減する空間フィルタリング方法および空間フィルタ、並びに、そのような空間フィルタを有する超音波診断装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、流れの極性に応じて画素値が正負いずれの値にもなり得るフロー画像について、その画素値を、正および負の閾値に基づいて、正の閾値より大きい値を持つ第１群、正負の閾値の間の値を持つ第２群および負の閾値より小さい値を持つ第３群に分け、第１群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値のうち第１群および第２群に属する画素値との加重平均値で置き換え、第２群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値との加重平均値で置き換え、第３群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値のうち第２群および第３群に属する画素値との加重平均値で置き換える、ことを特徴とする空間フィルタリング方法である。
【０００６】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、流れの極性に応じて画素値が正負いずれの値にもなり得るフロー画像について、その画素値を、正および負の閾値に基づいて、正の閾値より大きい値を持つ第１群、正負の閾値の間の値を持つ第２群および負の閾値より小さい値を持つ第３群に分ける分類手段と、第１群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値のうち第１群および第２群に属する画素値との加重平均値で置き換え、第２群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値との加重平均値で置き換え、第３群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値のうち第２群および第３群に属する画素値との加重平均値で置き換える補正手段と、を具備することを特徴とする空間フィルタである。
【０００７】
（３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、対象に照射した超音波のエコーに基づいて、流れの極性に応じて画素値が正負いずれの値にもなり得るフロー画像を撮影する撮影手段と、前記フロー画像を処理する空間フィルタと、を有する超音波診断装置であって、前記空間フィルタは、前記フロー画像について、その画素値を、正および負の閾値に基づいて、正の閾値より大きい値を持つ第１群、正負の閾値の間の値を持つ第２群および負の閾値より小さい値を持つ第３群に分ける分類手段と、第１群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値のうち第１群および第２群に属する画素値との加重平均値で置き換え、第２群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値との加重平均値で置き換え、第３群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値のうち第２群および第３群に属する画素値との加重平均値で置き換える補正手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置である。
【０００８】
前記画素値およびそれを中心とする周辺領域の画素値がいずれも第２群に属さないときは前記加重平均値による置き換えを行わないことが、動作を高速化する点で好ましい。前記画素値およびそれを中心とする周辺領域の画素値が全て同一群に属するときは前記加重平均値による置き換えを行わないことが、動作を高速化する点で好ましい。前記画素とそれを中心とする周辺領域の画素は３×３マトリクスの画素であることが、フィルタリングを適切に行う点で好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、フロー画像について、その画素値を、正および負の閾値に基づいて、正の閾値より大きい値を持つ第１群、正負の閾値の間の値を持つ第２群および負の閾値より小さい値を持つ第３群に分け、第１群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値のうち第１群および第２群に属する画素値との加重平均値で置き換え、第２群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値との加重平均値で置き換え、第３群の画素値については、画素ごとに、その画素値とそれを中心とする周辺領域の画素値のうち第２群および第３群に属する画素値との加重平均値で置き換えるので、弊害なしにフロー画像の周縁部のジャグを低減する空間フィルタリング方法および空間フィルタ、並びに、そのような空間フィルタを有する超音波診断装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図１に超音波診断装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は発明を実施するための最良の形態の一例である。本装置の構成によって、超音波診断装置に関する本発明を実施するための最良の形態の一例が示される。
【００１１】
図１に示すように、本装置は、超音波プローブ２（ｐｒｏｂｅ）を有する。超音波プローブ２は、図示しない複数の超音波トランスデューサ（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）のアレイ（ａｒｒａｙ）を有する。個々の超音波トランスデューサは例えばＰＺＴ（チタン（Ｔｉ）酸ジルコン（Ｚｒ）酸鉛）セラミックス（ｃｅｒａｍｉｃｓ）等の圧電材料によって構成される。超音波プローブ２は、操作者により撮影の対象４に当接して使用される。
【００１２】
超音波プローブ２は送受信部６に接続されている。送受信部６は、超音波プローブ２に駆動信号を与えて超音波を送波させる。送受信部６は、また、超音波プローブ２が受波したエコー信号を受信する。
【００１３】
送受信部６のブロック図を図２に示す。同図に示すように、送受信部６は送波タイミング（ｔｉｍｉｎｇ）発生ユニット（ｕｎｉｔ）６０２を有する。送波タイミング発生ユニット６０２は、送波タイミング信号を周期的に発生して送波ビームフォーマ（ｂｅａｍｆｏｒｍｅｒ）６０４に入力する。送波タイミング信号の周期は後述の制御部１８により制御される。
【００１４】
送波ビームフォーマ６０４は、送波のビームフォーミング（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）を行うもので、送波タイミング信号に基づき、所定の方位の超音波ビームを形成するためのビームフォーミング信号を生じる。ビームフォーミング信号は、方位に対応した時間差が付与された複数の駆動信号からなる。ビームフォーミングは後述の制御部１８によって制御される。送波ビームフォーマ６０４は、送波ビームフォーミング信号を送受切換ユニット６０６に入力する。
【００１５】
送受切換ユニット６０６は、ビームフォーミング信号を超音波トランスデューサアレイに入力する。超音波トランスデューサアレイにおいて、送波アパーチャ（ａｐｅｒｔｕｒｅ）を構成する複数の超音波トランスデューサは、駆動信号の時間差に対応した位相差を持つ超音波をそれぞれ発生する。それら超音波の波面合成により、所定方位の音線に沿った超音波ビームが形成される。
【００１６】
送受切換ユニット６０６には受波ビームフォーマ６１０が接続されている。送受切換ユニット６０６は、超音波トランスデューサアレイ中の受波アパーチャが受波した複数のエコー信号を受波ビームフォーマ６１０に入力する。受波ビームフォーマ６１０は、送波の音線に対応した受波のビームフォーミングを行うもので、複数の受波エコーに時間差を付与して位相を調整し、次いでそれら加算して所定方位の音線に沿ったエコー受信信号を形成する。受波のビームフォーミングは後述の制御部１８により制御される。
【００１７】
超音波ビームの送波は、送波タイミング発生ユニット６０２が発生する送波タイミング信号により、所定の時間間隔で繰り返し行われる。それに合わせて、送波ビームフォーマ６０４および受波ビームフォーマ６１０により、音線の方位が所定量ずつ変更される。それによって、対象４の内部が、音線によって順次に走査される。このような構成の送受信部６は、例えば図３に示すような走査を行う。すなわち、放射点２００からｚ方向に延びる音線２０２で扇状の２次元領域２０６をθ方向に走査し、いわゆるセクタスキャン（ｓｅｃｔｏｒ  ｓｃａｎ）を行う。
【００１８】
送波および受波のアパーチャを超音波トランスデューサアレイの一部を用いて形成するときは、このアパーチャをアレイに沿って順次移動させることにより、例えば図４に示すような走査を行うことができる。すなわち、放射点２００からｚ方向に発する音線２０２を直線状の軌跡２０４に沿って平行移動させることにより、矩形状の２次元領域２０６をｘ方向に走査し、いわゆるリニアスキャン（ｌｉｎｅａｒ  ｓｃａｎ）を行う。
【００１９】
なお、超音波トランスデューサアレイが、超音波送波方向に張り出した円弧に沿って形成されたいわゆるコンベックスアレイ（ｃｏｎｖｅｘ  ａｒｒａｙ）である場合は、リニアスキャンと同様な音線走査により、例えば図５に示すように、音線２０２の放射点２００を円弧状の軌跡２０４に沿って移動させ、扇面状の２次元領域２０６をθ方向に走査して、いわゆるコンベックススキャンが行える。
【００２０】
送受信部６はＢモード（ｍｏｄｅ）処理部１０およびドップラ処理部１２に接続されている。送受信部６から出力される音線ごとのエコー受信信号は、Ｂモード処理部１０およびドップラ処理部１２に入力される。
【００２１】
Ｂモード処理部１０はＢモード画像を形成するものである。Ｂモード処理部１０は、図６に示すように、対数増幅ユニット１０２と包絡線検波ユニット１０４を備えている。Ｂモード処理部１０は、対数増幅ユニット１０２でエコー受信信号を対数増幅し、包絡線検波ユニット１０４で包絡線検波して音線上の個々の反射点でのエコーの強度を表す信号、すなわちＡスコープ（ｓｃｏｐｅ）信号を得て、このＡスコープ信号の各瞬時の振幅をそれぞれ輝度値として、Ｂモード画像を形成する。
【００２２】
ドップラ処理部１２はドップラ計測データを形成するものである。ドップラ計測データには、後述する速度データ、分散データおよびパワーデータが含まれる。ドップラ処理部１２は、図７に示すように直交検波ユニット１２０、ＭＴＩフィルタ（ｍｏｖｉｎｇ  ｔａｒｇｅｔ  ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ  ｆｉｌｔｅｒ）１２２、自己相関演算ユニット１２４、平均流速演算ユニット１２６、分散演算ユニット１２８およびパワー（ｐｏｗｅｒ）演算ユニット１３０を備えている。
【００２３】
ドップラ処理部１２は、直交検波ユニット１２０でエコー受信信号を直交検波し、ＭＴＩフィルタ１２２でＭＴＩ処理してエコー信号のドップラシフトを求める。また、自己相関演算ユニット１２４でＭＴＩフィルタ１２２の出力信号について自己相関演算を行い、平均流速演算ユニット１２６で自己相関演算結果から平均流速Ｖを求め、分散演算ユニット１２８で自己相関演算結果から流速の分散Ｔを求め、パワー演算ユニット１３０で自己相関演算結果からドップラ信号のパワーＰＷを求める。
【００２４】
これによって、対象４内で移動するエコー源、例えば血液等の平均流速Ｖとその分散Ｔおよびドップラ信号のパワーＰＷを表すそれぞれのデータが音線ごとに得られる。これらデータは、音線上の各点の平均流速、分散およびパワーを示す。以下、平均流速を単に速度という。なお、速度は音線方向の成分として得られる。また、超音波プローブ２に近づく方向と遠ざかる方向とが区別される。なお、エコー源は血液に限るものではなく、例えば血管等に注入されたマイクロバルーン（ｍｉｃｒｏ  ｂａｌｌｏｏｎ）造影剤等であって良い。以下、血液の例で説明するがマイクロバルーン造影剤の場合も同様である。
【００２５】
Ｂモード処理部１０およびドップラ処理部１２は画像処理部１４に接続されている。画像処理部１４は、Ｂモード処理部１０およびドップラ処理部１２からそれぞれ入力されるデータに基づいて、それぞれＢモード画像およびドップラ画像を生成する。以下、ドップラ画像をフロー画像ともいう。
【００２６】
画像処理部１４は、図８に示すように、バス（ｂｕｓ）１４０によって接続された入力データメモリ（ｄａｔａ  ｍｅｍｏｒｙ）１４２、ディジタル・スキャンコンバータ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｃａｎ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１４４、画像メモリ１４６およびプロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１４８を備えている。
【００２７】
Ｂモード処理部１０およびドップラ処理部１２から音線ごとに入力されたＢモード画像およびドップラ計測データは、入力データメモリ１４２にそれぞれ記憶される。入力データメモリ１４２のデータは、ディジタル・スキャンコンバータ１４４で走査変換されて画像メモリ１４６に記憶される。プロセッサ１４８は、入力データメモリ１４２および画像メモリ１４６のデータについてそれぞれ所定のデータ処理を施す。データ処理には空間フィルタリングが含まれる。空間フィルタリングについては後にあらためて説明する。
【００２８】
画像処理部１４には表示部１６が接続されている。表示部１６は、画像処理部１４から画像信号が与えられ、それに基づいて画像を表示するようになっている。なお、表示部１６は、カラー（ｃｏｌｏｒ）画像が表示可能なグラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ  ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。
【００２９】
以上の送受信部６、Ｂモード処理部１０、ドップラ処理部１２、画像処理部１４および表示部１６には制御部１８が接続されている。制御部１８は、それら各部に制御信号を与えてその動作を制御する。また、被制御の各部から各種の報知信号が入力される。超音波プローブ２、送受信部６、ドップラ処理部１２、画像処理部１４および制御部１８からなる部分は、本発明における撮影手段の一例である。画像処理部１４内のプロセッサ１４８は、本発明における空間フィルタの一例である。
【００３０】
制御部１８の制御の下で、Ｂモード動作およびドップラモード動作が実行される。制御部１８には操作部２０が接続されている。操作部２０は操作者によって操作され、制御部１８に適宜の指令や情報を入力するようになっている。操作部２０は、例えばキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）やポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）およびその他の操作具を備えた操作パネル（ｐａｎｅｌ）で構成される。
【００３１】
本装置の動作を説明する。操作者は超音波プローブ２を対象４の所望の個所に当接し、操作部２０を操作して、例えばＢモードとドップラモードを併用した撮影動作を行う。これによって、制御部１８による制御の下で、Ｂモード撮影とドップラモード撮影が時分割で行われる。すなわち、例えばドップラモードのスキャンを所定回数行う度にＢモードのスキャンを１回行う割合で、Ｂモードとドップラモードの混合スキャンが行われる。
【００３２】
Ｂモードにおいては、送受信部６は、超音波プローブ２を通じて音線順次で対象４の内部を走査して逐一そのエコーを受信する。Ｂモード処理部１０は、送受信部６から入力されるエコー受信信号を対数増幅ユニット１０２で対数増幅し包絡線検波ユニット１０４で包絡線検波してＡスコープ信号を求め、それに基づいて音線ごとのＢモード画像を形成する。画像処理部１４は、Ｂモード処理部１０から入力される音線ごとのＢモード画像を入力データメモリ１４２に記憶する。これによって、入力データメモリ１４２内に、Ｂモード画像についての音線データ空間が形成される。
【００３３】
ドップラモードにおいては、送受信部６は超音波プローブ２を通じて音線順次で対象４の内部を走査して逐一そのエコーを受信する。その際、１音線当たり複数回の超音波の送波とエコーの受信が行われる。
【００３４】
ドップラ処理部１２は、エコー受信信号を直交検波ユニット１２０で直交検波し、ＭＴＩフィルタ１２２でＭＴＩ処理し、自己相関演算ユニット１２４で自己相関を求め、自己相関結果から、平均流速演算ユニット１２６で平均流速を求め、分散演算ユニット１２８で分散を求め、パワー演算ユニット１３０でパワーを求める。
【００３５】
画像処理部１４は、ドップラ処理部１２から入力される音線ごとかつピクセルごとの各ドップラ計測データを入力データメモリ１４２に記憶する。これによって、入力データメモリ１４２内に、各ドップラ計測データについての音線データ空間が成される。
【００３６】
プロセッサ１４８は、入力データメモリ１４２のＢモード画像およびドップラ計測データをディジタル・スキャンコンバータ１４４でそれぞれ走査変換して画像メモリ１４６に書き込む。その際、ドップラ計測データは、速度に分散を加味したカラーフローマッピング（ＣＦＭ：  ｃｏｌｏｒ  ｆｌｏｗ  ｍａｐｐｉｎｇ）画像およびパワードップラ（ＰＤＩ：  ｐｏｗｅｒ  Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｉｍａｇｉｎｇ）画像として書き込まれる。
【００３７】
プロセッサ１４８は、Ｂモード画像、ＣＦＭ画像およびＰＤＩ画像を別々な領域に書き込む。Ｂモード画像は、音線走査面の体内組織の断層像を示すものとなる。ＣＦＭ画像は、音線走査面の血流速度等の２次元分布を示す画像となる。この画像では血流の方向に応じて表示色を異ならせる。また、速度に応じて表示色の輝度を異ならせる。また、分散に応じて所定の色の混色率を高め表示色の純度を変える。これによって、速度の大きさ、方向、分散が視認性良く表示される。ＰＤＩ画像は、音線走査面の血流等の存在を示す画像となる。表示色はＣＦＭ画像に用いる色とは異ならせる。信号強度に応じて表示色の輝度を変える。ＣＦＭ画像およびＰＤＩ画像はいずれもフロー画像となる。
【００３８】
これらの画像を表示部１６に表示させる場合には、例えばＢモード画像とＣＦＭ画像を重ね合わせて表示する。これにより、体内組織との位置関係が明確な血流速度分布像を観察することができる。また、Ｂモード画像とＰＤＩ画像を重ね合わせて表示する。この場合は、体内組織との位置関係が明確な血管走行状態を観察することができる。
【００３９】
フロー画像について、プロセッサ１４８により、ジャグを低減するための空間フィルタリングが行われる。空間フィルタリングに着目したプロセッサ１４８の機能ブロック図を図９に示す。同図は空間フィルタの構成を示す。本フィルタの構成によって、空間フィルタに関する本発明を実施するための最良の形態の一例が示される。本フィルタの動作によって、空間フィルタリング方法に関する本発明を実施するための最良の形態の一例が示される。
【００４０】
同図に示すように、本フィルタは、画素値分類ユニット８０２および画素値補正ユニット８０４を有する。各ユニットはいずれもプロセッサ１４８の機能の一部である。画素値分類ユニット８０２は、入力画像の画素値をその値に応じて分類する。画素値補正ユニット８０４は、画素値分類ユニット８０２の分類結果に基づいて入力画像の画素値を補正する。補正の仕方は分類毎に異なる。補正後の画像は出力画像として出力される。画素値分類ユニット８０２は本発明における分類手段の一例である。画素値補正ユニット８０４は本発明における補正手段の一例である。
【００４１】
本フィルタの動作のフローチャート（ｆｌｏｗ  ｃｈａｒｔ）を図１０に示す。同図に示すように、本フィルタは、ステージ（ｓｔａｇｅ）９０１で画素値分類を行う。画素値分類は画素値分類ユニット８０２によって行われる。画素値分類は、入力画像について、個々の画素をその画素値に応じて分類するものである。分類の基準は閾値によって規定される。
【００４２】
図１１に、閾値とそれに基づく画素値分類の要領を示す。同図に示すように、入力画像の画素値は＋Ｍａｘから−Ｍａｘまでの値をとる。Ｍａｘの値は例えば１２８である。＋Ｍａｘは近づく方向の最大流速に相当し、−Ｍａｘは遠ざかる方向の最大流速に相当する。このような画素値に対して、２つの閾値＋ＴＨおよび−ＴＨが規定される。ＴＨの値は例えば１０である。これらの閾値は個々に可変とするのがフィルタリングを適切に行う点で好ましい。
【００４３】
画素値は、＋ＴＨより大きいものが第１群に分類され、＋ＴＨと−ＴＨの間のものが第２群に分類され、−ＴＨより小さいものが第３群に分類される。なお、＋ＴＨに一致するものは第１群または第２群に分類され、−ＴＨに一致するものは第２群または第３群に分類される。
【００４４】
次に、ステージ９０３、９０５または９０７で、画素値が属する群に応じた画素値補正を行う。画素値補正は画素値補正ユニット８０４によって行われる。ステージ９０３は第１群用の補正であり、ステージ９０５は第２群用の補正であり、ステージ９０７は第３群用の補正である。
【００４５】
第１群用の補正は次のようにして行われる。すなわち、例えば図１２に示すように、補正対象の画素の座標が（ｘ，ｙ）であってその画素値が第１群に属するとき、この画素を中心とするｎ×ｎマトリクス（ｍａｔｒｉｘ）から、第１群に属する画素値と第２群に属する画素値を抽出してそれら画素値の加重平均を求め、この加重平均値で中心画素（ｘ，ｙ）の画素値を置き換える。
【００４６】
なお、ｎの値は例えば３であるがこれに限るものではない。ただし、３×３マトリクスは、最小のマトリクスサイズ（ｍａｔｒｉｘ  ｓｉｚｅ）で空間フィルタリングを効果的に行う点で好ましい。以下、３×３マトリクスの例で説明するが、他のマトリクスサイズの場合も同様である。
【００４７】
第２群用の補正は次のようにして行われる。すなわち、補正対象の画素の座標が（ｘ，ｙ）であってその画素値が第２群に属するとき、この画素を中心とするｎ×ｎマトリクスの画素値の加重平均を求め、この加重平均値で中心画素（ｘ，ｙ）の画素値を置き換える。
【００４８】
第３群用の補正は次のようにして行われる。すなわち、補正対象の画素の座標が（ｘ，ｙ）であってその画素値が第３群に属するとき、この画素を中心とするｎ×ｎマトリクスから、第３群に属する画素値と第２群に属する画素値を抽出してそれら画素値の加重平均を求め、この加重平均値で中心画素（ｘ，ｙ）の画素値を置き換える。
【００４９】
このように、対象画素の画素値が第１群または第３群に属するときは、ｎ×ｎマトリクス中の画素値のうち対象画素の所属群およびその隣の群に属する画素値だけが加重平均値の計算に用いられ、１つおいた隣の群に属する画素値は加重平均の計算に用いられない。１つおいた隣の群に属する画素値は絶対値が同等で符号が反対なので、これらを加重平均の計算に用いると、互いに打ち消し合って中心画素の属性を薄めることになるが、そのような群の組み合わせでは加重平均を行わないので、中心画素の属性が薄まることはない。
【００５０】
対象画素の画素値が第２群に属するときは、ｎ×ｎマトリクス中の画素が所属群の如何に関わらず加重平均値の計算に用いられる。このため、第１群に属する画素値と第３群に属する画素値をともに加重平均値の計算に用いることがあり得るが、第２群に属する中心画素の画素値は０に近いので、第１群に属する画素値と第３群に属する画素値の打ち消し合いがあったとしても、中心画素の属性に大きな影響を与えない。
【００５１】
加重平均値の計算の一例を説明する。以下の計算において、入力画像の画素値をｉｎx,y、出力画像の画素値をｏｕｔx,yとする。
【００５２】
ｉｎx,yを中心とする３×３マトリクス中に、第２群に属する画素値が１つでもある場合で、
ｉｎx,y＞−ＴＨのときは、中心画素を除く３×３マトリクス中の画素（周辺画素）のうちで画素値が−ＴＨより大きいものの平均値ａｖｅ＿ｐを求め、
ｉｎx,y＜＋ＴＨのときは、周辺画素のうちで画素値が＋ＴＨより小さいものの平均値ａｖｅ＿ｍを求め、
それらａｖｅ＿ｐおよびａｖｅ＿ｍとｉｎx,yを用いて、次式により加重平均値を計算する。
【００５３】
【数１】
2005065935.tif 000003
【００５４】
ここで、ｋは重み係数であり、例えば０から１９まで調節可能な値である。これによって、フィルタリングの効果を適宜に調節することができる。
【００５５】
中心画素が第１群に属するときはｉｎx,y＞−ＴＨとなるので、周辺画素のうちで画素値が−ＴＨより大きいもの（第１群に属する画素値と第２群に属する画素値）の平均値ａｖｅ＿ｐが求められ、これが中心画素値ｉｎx,yと加重平均される。したがって、第１群用の補正値が得られる。
【００５６】
中心画素が第３群に属するときはｉｎx,y＜＋ＴＨとなるので、周辺画素のうちで画素値が＋ＴＨより小さいもの（第２群に属する画素値と第３群に属する画素値）の平均値ａｖｅ＿ｍが求められ、これが中心画素値ｉｎx,yと加重平均される。したがって、第３群用の補正値が得られる。
【００５７】
中心画素が第２群に属するときはｉｎx,y＞−ＴＨとなりかつｉｎx,y＜＋ＴＨとなるので、周辺画素のうちで画素値が−ＴＨより大きいもの（第１群に属する画素値と第２群に属する画素値）の平均値ａｖｅ＿ｐおよび画素値が＋ＴＨより小さいもの（第２群に属する画素値と第３群に属する画素値）の平均値ａｖｅ＿ｍが求められ、これが中心画素値ｉｎx,yと加重平均される。したがって、第２群用の補正値が得られる。
【００５８】
このような加重平均により対象画素の画素値を補正するので、空間分解能やコントラストの低下あるいは画像の膨張等の弊害を伴うことなく、フロー画像の周縁部のジャグを低減することができる。
【００５９】
ｉｎx,yを中心とする３×３マトリクス中に、第２群に属する画素値が１つも無い場合は加重平均は行わず、次式により入力画像の画素値をそのまま出力画像の画素値とする。
【００６０】
【数２】
2005065935.tif 000004
【００６１】
上式は空間フィルタリングをスキップ（ｓｋｉｐ）することを表す。これによって、フィルタリングを高速化することができる。また、入力画像の空間分解能やコントラストをそのまま維持することができる。
【００６２】
上記の場合に加えて、３×３マトリクス中の画素値が全て同一の群に属する場合も、空間フィルタリングをスキップしてよい。これによって、フィルタリングをさらに高速化することができる。また、入力画像の空間分解能やコントラストをそのまま維持することができる。
【００６３】
ｉｎx,yを中心とする３×３マトリクス中に、第２群に属する画素値が１つも無い、あるいは、３×３マトリクス中の画素値が全て同一の群に属するということは、マトリクスの範囲に入力画像の周縁部が無いことを意味しているので、空間フィルタリングをスキップしてもジャグ低減に悪影響はない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】超音波診断装置のブロック図である。
【図２】送受信部のブロック図である。
【図３】音線走査の概念を示す図である。
【図４】音線走査の概念を示す図である。
【図５】音線走査の概念を示す図である。
【図６】Ｂモード処理部のブロック図である。
【図７】ドップラ処理部のブロック図である。
【図８】画像処理部のブロック図である。
【図９】空間フィルタのブロック図である。
【図１０】空間フィルタの動作のフローチャートである。
【図１１】画素の分類を示す図である。
【図１２】画素マトリクスを示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
２  超音波プローブ
４  撮影対象
６  送受信部
１０  Ｂモード処理部
１２  ドップラ処理部
１４  画像処理部
１６  表示部
１８  制御部
２０  操作部
８０２  画素値分類ユニット
８０４  画素値補正ユニット
【図１】
2005065935.tif 000005
【図２】
2005065935.tif 000006
【図３】
2005065935.tif 000007
【図４】
2005065935.tif 000008
【図５】
2005065935.tif 000009
【図６】
2005065935.tif 000010
【図７】
2005065935.tif 000011
【図８】
2005065935.tif 000012
【図９】
2005065935.tif 000013
【図１０】
2005065935.tif 000014
【図１１】
2005065935.tif 000015
【図１２】
2005065935.tif 000016