(57)【要約】【課題】生体の減衰特性に応じて，フレーム内で量子化テーブルを調整しながら画像の圧縮、および伸長することが可能な超音波診断装置を提供する。【解決手段】超音波プローブ４から経時的に１フレーム単位で走査線データを入力する入力部１１と、画像データとそれ以外の付加情報に分離する第1の付加情報分離部１２と、生体組織内の減衰特性に基づき圧縮する超音波画像圧縮部２と、圧縮画像データに付加情報を結合し出力する第1の付加情報結合部１３と、外部から入力されるあるいは付加情報結合部から出力された超音波圧縮データかを選択する選択部と、圧縮された超音波データから圧縮画像データとそれ以外の付加情報に分離する第2の付加情報分離部１５と、圧縮画像データを伸長する超音波画像伸長部３と、伸長された画像データに付加情報を結合する第2の付加情報結合部１６と、付加情報結合部より出力されたデータを表示する画像表示部１７により構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を用いて画像診断を行うことが可能な超音波診断装置において、超音波プローブから経時的に１フレーム分の走査線データを入力する入力部と、前記１フレーム分の走査線データを画像データとそれ以外の付加情報に分離する第１の付加情報分離部と、前記付加情報を分離した前記画像データを超音波の生体組織内の減衰特性に基づき圧縮する超音波画像圧縮部と、圧縮された圧縮画像データに前記付加情報を結合し出力する第１の付加情報結合部と、外部から入力される超音波圧縮データか、前記第１の付加情報結合部から出力された超音波圧縮データかを選択する選択部と、圧縮された超音波データから圧縮画像データとそれ以外の付加情報に分離する第２の付加情報分離部と、付加情報を分離した前記圧縮画像データを伸長する超音波画像伸長部と、伸長された画像データに前記付加情報を結合する第２の付加情報結合部と、前記第２の付加情報結合部より出力されたデータを表示する画像表示部を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記超音波画像圧縮部は、前記第１の付加情報分離部で分離された画像データに対して、ＤＣＴ変換を行うＤＣＴ変換部と、ＤＣＴ変換されたデータを量子化する量子化部と、量子化されたデータを符号化する符号化部と、前記第１の付加情報分離部で分離された付加情報の一部であるプローブ情報から周波数特性を取得し、記憶する周波数特性取得部と、前記周波数特性取得部に記憶された周波数特性に基づき、量子化テーブルの調整を行う量子化テーブル調整部から構成され、フレーム内で周波数特性に合わせ、量子化テーブルを調整することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記周波数特性取得部は、さらに、超音波プローブの中心周波数から推定される生体の減衰周波数特性に基づき、予め深さに基づく空間周波数特性を演算し、記憶する機能を備えたことを特徴とする請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記周波数特性取得部は、前記第１の付加情報分離部で分離された画像データから画像の深度に応じた周波数特性を演算し、前記周波数特性の演算結果を用いて、前記周波数特性取得部に記憶されている周波数特性を補正する機能を備えたことを特徴とする請求項２、および、請求項３記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記周波数特性取得部は、エコー信号の波形情報により、前記周波数特性取得部に記憶されている周波数特性の補正を制御する機能を備えたことを特徴とする請求項４記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記超音波画像伸長部は、前記付加情報分離部２で分離された圧縮画像データを復号する復号手段と、復号されたデータを所定のブロック単位で逆量子化する逆量子化部と、逆量子化されたデータを逆ＤＣＴ変換する逆ＤＣＴ変換部と、前記第２の付加情報分離部で分離された付加情報の一部である量子化テーブル情報を基に、量子化テーブルを調整する逆量子化テーブル調整部から構成され、前記量子化テーブル情報に格納されているフレーム内の周波数特性に合わせて、逆量子化することを特徴とした請求項１から請求項５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、遠隔医療など、ネットワークを介して超音波画像を伝送する機能を有する超音波診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ネットワークを介して画像データを伝送する場合、能率的な情報伝達のためのデータの符号化、圧縮処理といった技術が必要不可欠なものとなっている。
【０００３】
また、医療分野では、過疎地など医師の巡回が困難な地域での診療や、搬送中の緊急車両内における患者の即時診断などにインターネットの双方向性を利用した遠隔医療に対するニーズが非常に高くなっている。
【０００４】
超音波診断装置を用いた遠隔医療を行う場合、撮影した医用画像を高圧縮、高画質で、かつリアルタイムに伝送する必要がある。
【０００５】
また、超音波には周波数が高ければ高いほど空間分解能は向上するが、その反面、超音波の減衰は強く、深部に到達しないという特徴がある。
【０００６】
この主因として、超音波は、媒質に応じて伝播速度も異なるが、同じ伝播媒質でも遠方に行くほど、そのエネルギーが小さくなるという特徴があり、超音波プローブを用いて生体内部に放射された超音波パルスは、生体組織を通過するとき次第に拡散し、熱となって生体組織に吸収、または、散乱することにより減衰するという特性を持つことが知られている。
【０００７】
図１３は、振幅と距離による生体内の減衰を表した図であるが、この図に示すように生体内を伝わる音波の振幅は、伝わる距離（深さ）に応じた対数的な減衰を受ける。
【０００８】
そのため、走査線においても、深さ方向で減衰が発生するので、図１４に示すように、走査線データの浅い部分では超音波の振幅（パワースペクトル）が大きいが、深くなると徐々にパワースペクトルが小さくなる。
【０００９】
そのため、超音波プローブを用いて診断を行うと、高い周波数成分ほど、深度の深い箇所における周波数成分が減衰の影響を受け、深度の浅い箇所に比べて超音波エコーの振幅が小さくなることから、超音波診断画像は、深度が深くなるほど、低周波成分が支配的な画像となる。
【００１０】
画像データの質を保ちながら高い圧縮率で圧縮する方法として、例えば、特許文献１に示すように、フレームメモリに撮像画像を取り込む段階で、撮像画像の空間周波数特性を取得し、検出した空間周波数特性に基づいて最適な量子化テーブルを選択し、選択した最適な量子化テーブルを用いて保存用の圧縮画像データの生成を行うように構成されたものが知られている。
【００１１】
この装置によれば、１度の圧縮処理で効率の良い圧縮画像データを生成することができる。
【００１２】
また、特許文献２に示すように、高周波成分から画面内の空間周波数分布を計算し、その計算結果に基づき量子化テーブルの値を調節するように構成されたものが知られている。
【００１３】
この装置によれば、画像の周波数特性に応じた量子化を行うことを可能とし、高い圧縮率でも画像の質をおとさないようにすることができる。
【特許文献１】特開２００２−３２０２２７号公報
【特許文献２】特開平１１−２３４６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１記載の装置は、画像が取り込まれるたびに、算出した空間周波数成分から空間周波数分布を作成し、作成した分布に基づき、その画像に最適な量子化テーブルを決定する必要がある。
【００１５】
また、１枚の画像内で量子化テーブルを可変にすることはできない。
【００１６】
また、特許文献２記載の装置は、高周波成分から計算した空間周波数分布に基づき、量子化ブロックの単位で，量子化パラメータを設定する必要があるため、処理時間が膨大にかかってしまい、リアルタイムに画像の伝送を行うことが困難である。
【００１７】
さらに、特許文献１および、特許文献２記載の装置は、超音波の特性である減衰特性を考慮した圧縮方法は検討されていない。
【００１８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、圧縮のたびに周波数特性を算出することなく、生体の減衰特性に基づきフレーム内で量子化テーブルを調整することが可能である圧縮機能を有した超音波診断装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記従来の課題を解決するために、本発明１の超音波診断装置は、超音波プローブから経時的に１フレーム分の走査線データを入力する入力部と、１フレーム分の走査線データを画像データとそれ以外の付加情報に分離する第１の付加情報分離部と、画像データを超音波の生体組織内の減衰特性に基づき圧縮する超音波画像圧縮部と、圧縮画像データに付加情報を結合し出力する第１の付加情報結合部と、外部から入力される超音波圧縮データか付加情報結合部から出力される超音波圧縮データかを選択する選択部と、圧縮された超音波データから圧縮画像データとそれ以外の付加情報に分離する第２の付加情報分離部と、圧縮画像データを伸長する超音波画像伸長部と、伸長された画像データに付加情報を結合する第２の付加情報結合部と、前記第２の付加情報結合部より出力されたデータを表示する画像表示部を有し、入力された画像の圧縮、伸長、表示を行う。
【００２０】
この構成により、超音波診断装置に取り込まれた１フレーム分の走査線データの周波数特性に合わせ、フレーム内で量子化テーブルを調整し、圧縮、および伸長することができる。
【００２１】
また、本発明２の超音波診断装置は、超音波画像圧縮部に、画像データに対して、ＤＣＴ変換を行うＤＣＴ変換部と、変換されたデータを量子化する量子化部と、量子化されたデータを符号化する符号化部と、プローブ情報から周波数特性を取得し、記憶する周波数特性取得部と、記憶された周波数特性に基づき、量子化テーブルの調整を行う量子化テーブル調整部を有し、フレーム内で周波数特性に合わせ、量子化テーブルの調整を行う。
【００２２】
この構成により、深さ方向のブロック毎に周波数特性を計算することなく、プローブ情報だけで画像の深さ方向に対する空間周波数特性を求めることができる。
【００２３】
さらに、求められた空間周波数特性を基に、フレーム内の量子化テーブルを調整することができる。
【００２４】
また、本発明３の超音波診断装置は、周波数特性取得部に、超音波プローブの中心周波数から推定される生体の減衰周波数特性に基づき、予め深さに基づく空間周波数特性を演算し、記憶する機能を有し、演算結果を用いてフレーム内で周波数特性に合わせて、量子化テーブルの調整を行う。
【００２５】
この構成により、深さ方向のブロック毎に周波数特性を計算することなく、プローブの中心周波数だけで画像の深さ方向に対する空間周波数特性を求めることができる。
【００２６】
さらに、求められた空間周波数特性を基に、フレーム内の量子化テーブルを調整することができる。
【００２７】
また、本発明４の超音波診断装置は、周波数特性取得部に、第１の付加情報分離部で分離された画像データから画像の深度に応じた周波数特性を演算する機能を有し、演算結果を用いて、周波数特性取得部に記憶されている周波数特性を補正する。
【００２８】
この構成により、理論値で求められた周波数特性を、実際の画像データから算出された周波数特性と比較し補正することで、より画像データに適した量子化テーブルの調整をすることができる。
【００２９】
また、本発明５の超音波診断装置は、エコー信号の波形情報を用いて、周波数特性取得部に記憶されている周波数特性の補正を制御する機能を有し、エコー信号の波形情報から、周波数特性の補正を行うか否かの制御を行う。なお、エコー信号の波形情報とは、例えば、エコー信号の振幅などの情報である。
【００３０】
この構成により、必要なときだけ周波数特性の補正を行うことができる。
【００３１】
また、本発明６の超音波診断装置は、超音波画像伸長部に、第２の付加情報分離部で分離された圧縮画像データを復号する復号手段と、復号されたデータを所定のブロック単位で逆量子化する逆量子化部と、逆量子化されたデータを逆ＤＣＴ変換する逆ＤＣＴ変換部と、第２の付加情報分離部で分離された付加情報の一部である量子化テーブル情報を基に、量子化テーブルを調整する逆量子化テーブル調整部を有し、量子化テーブル情報に格納されているフレーム内の周波数特性に合わせ、逆量子化する量子化テーブルの調整を行う。
【００３２】
この構成により、フレーム内で異なる量子化テーブルを用いて圧縮されたデータであっても、同じ量子化テーブルを用いて画像を伸長することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の超音波診断装置によれば、量子化ブロックごとに周波数特性を演算することなく、プローブの情報だけで生体の減衰特性に応じた周波数特性を算出することができ、なおかつ、求められた周波数特性に応じて、フレーム内で量子化テーブルを調整することができるという効果を持つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００３５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における超音波診断装置を示すブロック図である。
【００３６】
以下、既出符号の説明は同一の番号を与え説明を省略する。
【００３７】
図１において、超音波診断装置１は、経時的に１フレーム単位の走査線データを超音波診断装置１に取り込む入力部１１と、入力された１フレーム分の走査線データを画像データと付加情報に分離する第１の付加情報分離部１２と、画像データを圧縮する超音波画像圧縮部２と、前記付加情報と圧縮画像データを結合する第１の付加情報結合部１３と、伸長する圧縮データを選択する選択部１４と、圧縮データと付加情報を分離する第２の付加情報分離部１５と、圧縮データを伸長する超音波画像伸長部３と、伸長データと付加情報を結合する第２の付加情報結合部１６と、伸長した超音波画像データを表示する画像表示部１７から構成されている。
【００３８】
また、前記第１の付加情報分離部１２は、図２に示すように、超音波データ展開部１２１と、画像データ取得部１２２と、第１の付加情報取得部１２３から構成されている。
【００３９】
さらに、前記第２の付加情報分離部１５は、図３に示すように、圧縮データ展開部１５１と、第２の付加情報取得部１５２と、圧縮画像データ取得部１５３と、テーブル情報取得部１５４から構成されている。
【００４０】
入力部１１は、超音波診断装置１に接続された超音波プローブ４から経時的に１フレーム単位で入力される走査線データを受信し、１フレーム分の走査線データを超音波診断装置１に取込む。取込まれた走査線データは、画像データとそれ以外の付加情報（ヘッダとフッダ）から構成されている。
【００４１】
図３２に、前記入力部１１に取込まれたデータの構成図を示す。
【００４２】
１フレーム単位の走査線データは、複数の走査線データから構成され、各走査線は、ヘッダと、画像データと、フッダから構成されている。
【００４３】
ヘッダとフッダには、使用しているプローブの情報（例えば、プローブの形状や、ビームの方向、中心周波数）や、データの表示に使用する情報の他、数多くの情報が含まれている。ここでは、ヘッダの中にプローブ情報が含まれていることを想定した例を示している。
【００４４】
画像データを圧縮するには、図３３に示すように、１フレーム分の走査線データに付加されている付加情報を１フレーム分の走査線データから取り除く必要がある。
【００４５】
第１の付加情報分離部１２は、前記入力部１１で受信した１フレーム分の走査線データを取り込み、画像データと付加情報を分離する。
【００４６】
以下に第１の付加情報分離部１２の内部動作を記述する。
【００４７】
超音波データ展開部１２１は、前記入力部１１で受信した１フレーム分の走査線データを取り込み、各走査線データに対して、ヘッダと画像データとフッダに展開する。画像データ取得部１２２は、前記超音波データ展開部１２１で展開された画像データだけを取込み、１フレーム分の画像データを作成し、出力する。第１の付加情報取得部１２３は、前記超音波データ展開部１２１で展開された画像データ以外のデータ（ヘッダやフッダなどの付加情報）を取込み、１フレーム分の付加情報を作成し、出力する。
【００４８】
超音波画像圧縮部２は、前記第１の付加情報取得部１２３から出力された付加情報と前記画像データ取得部１２２から出力された画像データを受け取る。その後、受け取った前記付加情報から、超音波プローブの情報を抜き出して、生体組織内の減衰特性を求め、求められた特性に基づいて、画像データの圧縮に使用する量子化テーブル情報を作成する。その後、受け取った前記画像データを前記量子化テーブル情報に基づき圧縮し出力する。また、使用した量子化テーブル情報も出力する。
【００４９】
第１の付加情報結合部１３は、前記超音波画像圧縮部２から出力された圧縮データと、量子化テーブル情報と、前記第１の付加情報取得部１２３から出力された付加情報を取込み、結合して出力する。
【００５０】
図３４は、第１の付加情報結合部１３により結合されたデータを示した図である。
【００５１】
前記第１の付加情報結合部１３から出力されたデータは、超音波診断装置１からネットワークを通じて伝送、および、外部の記憶装置に保存することができる。
【００５２】
選択部１４は、外部から超音波診断装置１に入力された超音波圧縮データ、もしくは、第１の前記付加情報結合部１３から出力される超音波圧縮データを選択する。ここで、選択された超音波圧縮データは、前記超音波診断装置１で伸長され、画像表示されるデータである。
【００５３】
第２の付加情報分離部１５は、前記選択部１４で選択した超音波圧縮データを受け取り、画像データと量子化テーブル情報と、それ以外の付加情報に分離して、各々出力する。
【００５４】
図３５は、第２の付加情報分離部１５で分離されたデータを示した図である。
【００５５】
以下に前記第２の付加情報分離部１５の内部動作を記述する。
【００５６】
圧縮データ展開部１５１は、前記選択部１４で選択した１フレーム分の超音波圧縮データを取込み、圧縮画像データと、量子化テーブル情報と、それ以外の付加情報に展開する。
【００５７】
第２の付加情報取得部１５２は、前記圧縮データ展開部１５１で展開された付加情報だけを取込み、出力する。
【００５８】
圧縮画像データ取得部１５３は、前記圧縮データ展開部１５１で展開された圧縮画像データだけを取込み、出力する。
【００５９】
さらに、テーブル情報取得部１５４は、前記圧縮データ展開部１５１で展開された量子化テーブル情報だけを取込み、出力する。
【００６０】
超音波画像伸長部３は、前記圧縮画像データ取得部１５３と、前記テーブル情報取得部１５４から出力されたデータを受け取り、受け取った量子化テーブルを用いて、受け取った圧縮画像データを伸長し、伸長した画像を出力する。
【００６１】
図３６は前記超音波画像伸長部３より出力された伸長画像を示した図である。
【００６２】
第２の付加情報結合部１６は、前記第２の付加情報取得部１５２から出力された付加情報と、前記超音波画像伸長部３から出力された伸長データを受け取り、１走査線ずつ結合し、１フレーム分のデータを出力する。
【００６３】
図３７は前記付加情報結合部１６から出力されたデータを示した図である。
【００６４】
画像表示部１７は、前記第２の付加情報結合部１６から出力されたデータを受け取り、表示する。
【００６５】
このような構成にすることで、超音波プローブから入力された１フレーム分の走査線データの付加情報から、超音波の生体組織内の減衰特性を算出できるので、画像の特性に合わせた圧縮、伸長をすることができるという効果がある。
【００６６】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態における超音波診断装置の超音波画像圧縮部の構成を示すサブブロック図である。
【００６７】
また、図６は、本発明の第２の実施の形態における超音波診断装置の超音波画像圧縮部における周波数特性取得部の構成を示すサブブロック図である。
【００６８】
超音波画像圧縮部２は、図４に示すように、入力画像データにＤＣＴ変換を施すＤＣＴ変換部２１と、前記ＤＣＴ変換部２１より出力されたデータを量子化する量子化部２２と、前記量子化部２２から出力されたデータを符号化する符号化部２３と、プローブの情報を用いて理論的に画像の周波数特性を取得し、記憶する周波数特性取得部２５と、取得した周波数特性を用いて、フレーム内で量子化テーブルを調整して、画像データの量子化を行うための量子化テーブルを調整する量子化テーブル調整部２４から構成されている。
【００６９】
また、前記周波数特性取得部２５は、図６に示すように、周波数特性検出部２５１と、周波数特性補正部２５３から構成されている。
【００７０】
ＤＣＴ変換部２１は、画像データ取得部１２２から出力された画像データを受け取り、ＤＣＴ変換する。
【００７１】
周波数特性取得部２５は、前記第１の付加情報取得部１２３から出力された付加情報を取込み、取込んだデータから周波数特性を算出し量子化テーブルの調整に必要なデータを出力する。
【００７２】
以下に周波数特性取得部２５の内部動作を記述する。
【００７３】
周波数特性検出部２５１は、前記第１の付加情報取得部１２３から出力された付加情報を取込む。その後、前記付加情報からプローブ情報を抜き出す。ここで、検出されたプローブ情報とは、例えば、プローブ名＝Ｐｒｏｂｅ０１、プローブタイプ＝リニア、プローブ中心周波数＝３．５ＭＨｚなどである。
【００７４】
周波数特性補正部２５３には、図１６、および、図１７に示すデータベースが予め用意されている。図１６は、プローブのＩＤやプローブのタイプ、中心周波数など、使用プローブが識別できるような情報と、プローブに応じて使用する補正テーブルの情報が記述されたデータベースである。また、図１７は各プローブに対応したＭ×Ｎの大きさを持つ補正テーブルであり、Ｍは画像を深度方向に分割した数を示し、１から画像の深度方向のピクセル数（１つの走査線のピクセル数）の値が設定可能である。Ｎは、量子化テーブルの周波数成分に対する分割数を示し、８×８の量子化テーブルを使用する場合は、１から６４の値が設定可能である。
【００７５】
ここでは、説明を簡単にするため、Ｍ＝Ｎ＝３とし、図１８に示すように画像を深度方向に対して浅、中、深の３つに分割し、さらに、図１９に示すように周波数成分域を低周波成分域、中間成分域、高周波成分域の３つに分割した場合の例を説明する。
【００７６】
図１７に記載されている数値は、各領域におけるテーブル値の補正量である。
【００７７】
例えば、深度の浅い領域では、各周波数領域における補正量は全て０であるので、量子化テーブルは既存のものを使用する。
【００７８】
深度の深い領域では、低周波成分域の補正量は０、中間成分域の補正量が５、高周波成分域の補正量が１０なので、既存の量子化テーブルに各補正値を加算する。
【００７９】
周波数特性補正部２５３は、前記周波数特性検出部２５１で抜き出されたプローブ情報を取得し、取得したプローブ情報を基に、図16に示すようなデータベースから、現在使用しているプローブのデータを探し、補正に使用するテーブル番号、ｔａｂｌｅ１を取得する。その後、図１７に示すような、複数枚保存されている補正テーブルのデータベースからｔａｂｌｅ１に対応するテーブルと、図１９に示すような、周波数成分の分割領域と、深度方向の画像分割数を、出力する。
【００８０】
量子化テーブル調整部２４は、前記周波数特性取得部２５から出力された量子化テーブルデータを基に、深度毎に対応する量子化テーブルを作成し、出力する。
【００８１】
以下に量子化テーブルの作成方法の詳細を示す。
【００８２】
図２０は、調整前に予め用意されている量子化テーブルの例であり、補正を行わない場合はこの量子化テーブルが全ての量子化対象ブロックの量子化で使用されるものとする。
【００８３】
量子化テーブル調整部２４では、受け取ったテーブル情報を用いて、図２１から図２３に示す量子化テーブルを生成する。
【００８４】
ここで、図２１は、深度の浅い箇所で使用する量子化テーブルであり、補正値が０なので、図１９に示す既存のテーブルと同一のものである。
【００８５】
図２２は、深度の中間箇所で使用する量子化テーブルであり、高周波成分域の量子化値が補正されたものとなる。
【００８６】
図２３は、深度の深い箇所で使用する量子化テーブルであり、中間成分域と高周波成分域の量子化値が補正されたものである。
【００８７】
量子化部２２は、ＤＣＴ変換されたデータと、前記量子化テーブル調整部２４から出力された量子化テーブルを受け取る。受け取ったＤＣＴ変換後のデータに対して、画像の深度方向に対して設定された量子化テーブルを用いて量子化する。
【００８８】
符号化部２３は、量子化されたデータを符号化して、出力する。
【００８９】
このような構成にすることで、深さ方向のブロック毎に周波数特性を計算しなくても、プローブ情報だけで、高速に画像の深さ方向に対する空間周波数特性を求めることができ、求められた空間周波数特性に基づき、フレーム内の量子化テーブルを調整することができるという効果がある。
【００９０】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態として、超音波の生体組織内の減衰特性を、プローブの中心周波数により取得した場合について説明する。
【００９１】
本実施例の超音波診断装置の超音波画像圧縮部の構成を示す概略サブブロック図は第２の実施の形態と同様である。
【００９２】
また、本実施例の超音波診断装置の超音波画像圧縮部における周波数特性取得部のサブブロック図も第２の実施の形態と同様である。
【００９３】
図１５は生体減衰による周波数の偏移を示した図であり、超音波プローブで取得したデータは、深度が深くなるほど減衰することを記している。また、超音波周波数、つまり使用する超音波プローブの中心周波数で、減衰率は変わることを意味している。
【００９４】
そこで、実施の形態３では、周波数特性検出部２５１で付加情報からプローブの中心周波数だけを抜き出して、画像の周波数特性を検出するようにした。
【００９５】
このような構成にすることで、深さ方向のブロック毎に周波数特性を計算しなくても、プローブ情報、特に使用する超音波プローブの中心周波数から画像の深さ方向に対する空間周波数特性を高速に求めることができ、求められた空間周波数特性に基づき、フレーム内の量子化テーブルを調整することができるという効果がある。
【００９６】
（第４の実施の形態）
図５は、本発明の第４の実施の形態における超音波診断装置の超音波画像圧縮部の構成を示すサブブロック図である。
【００９７】
また、図７は、本発明の第４の実施の形態における超音波診断装置の超音波画像圧縮部における周波数特性取得部の構成を示すサブブロック図である。
【００９８】
超音波画像圧縮部２における、量子化部２２と、符号化部２３と、量子化テーブル調整部２４は、第２の実施の形態、および、第３の実施の形態で示したものと同一のものを示しているため、ここでは説明を省略する。
【００９９】
また、前記周波数特性取得部２５は、図７に示すように、周波数特性検出部２５１と、周波数特性演算部２５２と、周波数特性補正部２５３から構成されている。
【０１００】
ＤＣＴ変換部２１は、画像データ取得部１２２から出力された画像データを受け取り、一定のブロック単位でＤＣＴ変換を行う。さらに、各深度方向に対して任意のブロックのＤＣＴ変換を行い、その変換結果を周波数特性演算部２５２に出力する。
【０１０１】
前記周波数特性演算部２５２は、受け取ったデータから、各深度に対する周波数特性を演算する。
【０１０２】
周波数特性検出部２５１は、超音波画像圧縮部２に入力された付加情報を受け取り、受け取った付加情報からプローブ情報を検出する。
【０１０３】
周波数特性補正部２５３は、前記周波数特性検出部２５１で検出したプローブ情報と、前記周波数特性演算部２５２で演算した深度毎の周波数特性を受け取る。受け取った深度毎の周波数特性と、プローブの情報から理論的に求めた特性値を比較する。もし比較した結果に大きな差が発生した場合は、図１７に示す各プローブのテーブル値を補正する。
【０１０４】
図２４から図３０を用いて、補正を行った場合の例を示す。
【０１０５】
深度毎に比較するブロックのＤＣＴ係数を算出するブロックを図２４に示すように、画像を深度方向に対して３つの領域に分け、各領域の先頭ブロックを比較ブロックとして量子化テーブルの補正を行う。説明を簡単にするため、ここでは、画像を深度に対して３つの領域に分けている。また、各領域の比較ブロックは１ブロックとしている。
【０１０６】
３つのブロックのＤＣＴ係数を用いて、各周波数成分毎の減衰量を演算し、演算結果を前記周波数特性補正部２５３へ渡す。
【０１０７】
また、使用した３つのブロックに対応する深度における減衰量を、プローブ情報より求め、前記周波数特性補正部２５３へ渡す。
【０１０８】
求められた２つの値を図２５から図２８に示すような３つに分けられた領域の任意のピクセル値と比較する。
【０１０９】
ここでは、比較する値を任意の１ピクセルとしたが、同じ領域として分けられたＮ個のピクセルの平均値としてもよい。
【０１１０】
比較を行うにあたり、しきい値Ｐを設定する。
【０１１１】
２つの値を比較した結果、２つの値にしきい値Ｐよりも大きな差が発生する、つまり理論値と実測値に差がある場合は、理論値を用いて作成されたテーブル値を修正する。
【０１１２】
逆に、２つの値の差がしきい値Ｐよりも小さい、つまり理論値と実測値にほとんど差が発生しない場合は、理論値を用いて作成されたテーブルは修正しない。
【０１１３】
この操作を行うことで、前記周波数特性補正部２５３の量子化テーブルは補正されるので、以後データの圧縮を行う際には実測値によって補正されたテーブルを使用することができる。
【０１１４】
この構成により、理論値で求められた周波数特性を、実際の画像データから算出された周波数特性と比較し補正することができるので、より画像データに適した量子化テーブルの調整をすることができる。
【０１１５】
（第５の実施の形態）
図８は、本発明の第５の実施の形態における超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【０１１６】
また、図９は、本発明の第５の実施の形態における超音波診断装置の超音波画像圧縮部の構成を示すサブブロック図である。
【０１１７】
さらに、図１０は、本発明の第５の実施の形態における超音波診断装置の超音波画像圧縮部における周波数特性調整部の構成を示すサブブロック図である。
【０１１８】
図８に示す超音波装置１と、超音波プローブ４と、第1の付加情報分離部１２と、超音波圧縮部２と、第１の付加情報結合部１３と、選択部１４と、第２の付加情報分離部１５と、超音波画像伸長部３と、第２の付加情報結合部１６と、画像表示部１７は、第１の実施の形態で示したものと同一のものを示しているため、ここでは説明を省略する。
【０１１９】
また、図９に示す超音波画像圧縮部２と、量子化部２２と、符号化部２３と、量子化テーブル調整部２４は、第２の実施の形態で示したものと同一のものを示しているため、ここでは説明を省略する。
【０１２０】
本発明の第５の実施の形態における超音波診断装置１の入力部１１は、エコー信号の波形情報を検出する超音波エコー信号検出部１１１を含んだ構成であり、検出された超音波エコー信号は、超音波画像圧縮部２の周波数特性検出部２５の周波数特性演算部２５２に取り込まれるように構成されている。
【０１２１】
ここでは、超音波エコー信号の振幅を用いて、超音波エコー信号を検出した場合の例を示す。
【０１２２】
図３１に示すように、超音波プローブ４が生体に接しておらず、診断が行われていない場合は、生体からの超音波エコーがほとんどなく、入力部１１に入力される超音波エコー信号の振幅は小さくなるため、超音波エコー信号は検出されない。
【０１２３】
一方、超音波プローブ４が生体に接しており、診断が行われている場合は、生体からの超音波エコーが存在するため、超音波エコー信号は検出される。
【０１２４】
超音波エコー信号検出部１１１は、超音波プローブ４を用いて、診断が行われているか、否かを、超音波エコー信号の振幅値から判断し、その結果を出力する。
【０１２５】
周波数特性演算部２５２は、前記超音波エコー信号検出部１１１で出力された超音波エコー信号を受け取り、受け取った超音波エコー信号に基づいて、プローブ情報から算出される理論的な周波数特性の調整を行うか否かを制御する。
【０１２６】
例えば、受け取った超音波エコー信号から、現在超音波プローブ４が使用されていないと判断されたならば、プローブから入力された画像データは生体画像ではないので、テーブルは補正する必要が無い。
【０１２７】
また、受け取った超音波エコー信号から、現在超音波プローブ４が使用されていると判断されたならば、周波数特性演算部２５２はＤＣＴ変換部２１に対して、テーブルの補正に使用する実測値を要求し、要求されたＤＣＴ変換部２１は、各深度方向に対して任意のブロックをＤＣＴ変換し、その変換結果を周波数特性演算部２５２へ渡し、各深度に対する周波数特性を演算して周波数特性補正部２５３に渡すような制御を行い、補正を行う。
【０１２８】
補正の方法に関しては、実施の形態４と同様に行う。
【０１２９】
一度補正を行えば、超音波プローブが生体から離れるまで、同じプローブが使用されていることが容易に分かるので、生体組織の減衰に基づく周波数特性の理論値は等しくなるため、再度プローブが離されるまでは補正を行わない。
【０１３０】
同じように、付加情報に付随されたプローブ情報を用いた量子化テーブルの修正も画像を入力するたびに行う必要はなく、超音波プローブが生体から離れ、その後、一番初めに超音波プローブが生体に接した時だけ量子化テーブルの調整を行い、それ以外は、調整された量子化テーブルを使用すればよい。
【０１３１】
このような構成にすることで、データを圧縮するたび、画像データの周波数特性を算出しなくても、入力データに対して、より適した量子化テーブルの調整をすることができるという効果がある。
【０１３２】
（第６の実施の形態）
図１１は、本発明の第６の実施の形態における超音波診断装置の超音波画像伸長部の構成を示すサブブロック図である。
【０１３３】
超音波画像伸長部３は、図１１に示すように、符号化された超音波圧縮データを復号する復号部３１と、復号部３１の出力を逆量子化する逆量子化部３２と、逆量子化部３２より出力されたデータに逆ＤＣＴ変換を施す逆ＤＣＴ変換部３３と、量子化テーブル情報を用いて、データを逆量子化する際に使用する量子化テーブルの調整を行う逆量子化テーブル調整部３４から構成されている。
【０１３４】
復号部３１は、圧縮画像データ取得部１５３から出力された超音波圧縮データを復号し出力する。
【０１３５】
逆量子化テーブル調整部は３４は、テーブル情報取得部１５４から出力されたテーブル情報を取得し、取得したテーブル情報を基に深度に応じた逆量子化テーブルを作成する。
【０１３６】
逆量子化テーブルの作成方法は第２の実施の形態と同様に行う。
【０１３７】
逆量子化部３２は、前記逆量子化テーブル調整部３４で作成した逆量子化テーブルを取得し、取得した逆量子化テーブルを用いて、復号部３１から出力されたデータを逆量子化し出力する。
【０１３８】
逆ＤＣＴ変換部３３は、前記逆量子化部３２から出力されたデータを取得し、逆ＤＣＴ変換する。
【０１３９】
このような構成にすることで、フレーム内で異なる量子化テーブルを用いて圧縮されたデータであっても、同じ量子化テーブルを用いて画像を伸長することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４０】
本発明にかかる超音波診断装置は、量子化ブロックごとに周波数特性を計算することなく、プローブの情報だけで生体の減衰特性に応じた周波数特性を算出することができるため、超音波の減衰特性を考慮した画像の周波数特性を算出することができ、さらに、求められた周波数特性に応じてフレーム内で量子化テーブルを調整することが可能になるので、遠隔医療など、ネットワークを介して超音波画像を伝送する機能を有する超音波診断装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】本発明の実施の形態１における超音波診断装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における超音波診断装置の第１の付加情報分離部の構成を示すサブブロック図
【図３】本発明の実施の形態１における超音波診断装置の第２の付加情報分離部の構成を示すサブブロック図
【図４】本発明の実施の形態２、および、実施の形態３における超音波診断装置の超音波画像圧縮部の構成を示すサブブロック図
【図５】本発明の実施の形態４における超音波診断装置の超音波画像圧縮部の構成を示すサブブロック図
【図６】本発明の実施の形態２、および、実施の形態３における超音波診断装置の超音波画像圧縮部の周波数特性取得部の構成を示すサブブロック図
【図７】本発明の実施の形態４における超音波診断装置の超音波画像圧縮部の周波数特性取得部の構成を示すサブブロック図
【図８】本発明の実施の形態５における超音波診断装置の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態５における超音波診断装置の超音波画像圧縮部の構成を示すサブブロック図
【図１０】本発明の実施の形態５における超音波診断装置の超音波画像圧縮部における周波数特性調整部の構成を示すサブブロック図
【図１１】本発明の実施の形態６における超音波診断装置の超音波画像伸長部の構成を示すサブブロック図
【図１２】従来の画像圧縮装置の構成を示すブロック図
【図１３】生体内での減衰を画像データの深さと振幅で表した図
【図１４】超音波画像データの深度に対するパワースペクトルの大きさを表した図
【図１５】超音波の周波数に対する振幅、および、減衰を表した図
【図１６】プローブ情報と補正テーブルの関係を表した図
【図１７】図１１に対応した量子化テーブルの補正に使用するデータテーブルを表した図
【図１８】超音波画像データを深度方向に対して３つの領域に分割した例を示す図
【図１９】量子化テーブルを周波数成分に対して３つの領域に分割した例を示す図
【図２０】補正無しの量子化テーブルの例を示す図
【図２１】補正後の量子化テーブルを示す図
【図２２】補正後の量子化テーブルを示す図
【図２３】補正後の量子化テーブルを示す図
【図２４】実施の形態４の超音波データの深度に対する比較ブロックの例を示す図
【図２５】実施の形態４で比較に使用した周波数成分のピクセルの例を示す図
【図２６】実施の形態４で比較に使用した深度が浅い箇所における代表ピクセルの例を示す図
【図２７】実施の形態４で比較に使用した深度が中間の箇所における代表ピクセルの例を示す図
【図２８】実施の形態４で比較に使用した深度が深い箇所における代表ピクセルの例を示す図
【図２９】実施の形態４で実測値と理論値に誤差が有り、補正された量子化テーブルの例を示す図
【図３０】実施の形態４で実測値と理論値に誤差が無く、補正されなかった量子化テーブルの例を示す図
【図３１】実施の形態５に示す超音波エコー信号検出部で検出されたエコー信号の例を示す図
【図３２】実施の形態1に示す１フレーム分の走査線の構成図
【図３３】実施の形態１において第１の付加情報分離部で出力される画像データと付加情報の構成を示す図
【図３４】実施の形態１において第１の付加情報結合部で出力される超音波圧縮画像の構成図
【図３５】実施の形態１において第２の付加情報分離部で出力される圧縮画像データと付加情報の構成を示す図
【図３６】実施の形態１において超音波画像伸長部により伸長された伸長画像データの構成図
【図３７】実施の形態１において第２の付加情報結合部で出力される超音波伸長画像の構成図
【符号の説明】
【０１４２】
１    超音波診断装置
２    超音波画像圧縮部
３    超音波画像伸長部
４    超音波プローブ
１１    入力部
１１１    超音波エコー信号検出部
１２    第１の付加情報分離部
１３    第１の付加情報結合部
１３１    圧縮画像データ取込部
１３２    第１の付加情報取込部
１３３    テーブル情報取込部
１３４    第１の入力情報結合部
１４    選択部
１５    第２の付加情報分離部
１５１    圧縮データ展開部
１５２    第２の付加情報取込部
１５３    圧縮画像データ取込部
１５４    テーブル情報取得部
１６    第２の付加情報結合部
１７    画像表示部
２１    ＤＣＴ変換部
２２    量子化部
２３    符号化部
２４    量子化テーブル調整部
２５    周波数特性取得部
２５１    周波数特性検出部
２５２    周波数特性演算部
２５３    周波数特性補正部
３１    復号部
３２    逆量子化部
３３    逆ＤＣＴ変換部
３４    逆量子化テーブル調整部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007289557.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2007289557.tif 000012
【図１１】
2007289557.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2007289557.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2007289557.tif 000021
【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】
2007289557.tif 000027
【図２６】
2007289557.tif 000028
【図２７】
2007289557.tif 000029
【図２８】
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【図２９】
2007289557.tif 000031
【図３０】
2007289557.tif 000032
【図３１】
2007289557.tif 000033
【図３２】
2007289557.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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