(57)【要約】【課題】診断画像のクオリティーを保証しつつも演算量を低減させるための診断画像生成装置及びその方法並びに診断システム及び医療画像システムを提供する。【解決手段】被写体から反射される信号を用いて、複数の低解像度イメージ信号それぞれを合成する低解像度イメージ信号合成部と、前記合成された複数の低解像度イメージ信号それぞれを形成する複数のピクセルの各々の位置に対応する複数の信号値のうち、一部のピクセルの各々の位置に対応する信号値を利用して、高解像度イメージ信号を合成するために用いられる、前記複数の低解像度イメージ信号に適用する加重値を算出する加重値算出部と、前記複数の低解像度イメージ信号それぞれに対して前記算出された加重値を適用して、前記高解像度イメージ信号を合成する高解像度イメージ信号合成部とを備える。【選択図】      図２
2012228513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体から反射される信号を用いて、複数の低解像度イメージ信号それぞれを合成する低解像度イメージ信号合成部と、
前記合成された複数の低解像度イメージ信号それぞれを形成する複数のピクセルの各々の位置に対応する複数の信号値のうち、一部のピクセルの各々の位置に対応する信号値を利用して、高解像度イメージ信号を合成するために用いられる、前記複数の低解像度イメージ信号に適用する加重値を算出する加重値算出部と、
前記複数の低解像度イメージ信号それぞれに対して前記算出された加重値を適用して、前記高解像度イメージ信号を合成する高解像度イメージ信号合成部とを備えることを特徴とする診断画像生成装置。
【請求項２】
前記加重値算出部は、前記複数の低解像度イメージ信号それぞれを複数の領域に分割して、各領域に含まれたいずれか一つのピクセルの位置に対応する信号値を利用して加重値を算出し、
前記高解像度イメージ信号合成部は、前記算出された加重値を、前記加重値の算出に利用した信号値に対応するピクセルが含まれた領域に適用することを特徴とする請求項１に記載の診断画像生成装置。
【請求項３】
前記加重値算出部は、前記複数の低解像度イメージ信号それぞれに含まれた一部のピクセルの各々の位置に対応する信号値に対して、最小分散法を利用して加重値を算出することを特徴とする請求項１に記載の診断画像生成装置。
【請求項４】
前記加重値算出部は、前記複数の低解像度イメージ信号それぞれに含まれた一部のピクセルの各々の位置に対応する信号値に対して共分散マトリックスを生成し、生成された共分散マトリックスの逆共分散マトリックスを算出し、算出された逆共分散マトリックスを利用して加重値を算出することを特徴とする請求項３に記載の診断画像生成装置。
【請求項５】
前記加重値算出部は、前記算出された加重値を保存する加重値保存部と、
前記高解像度イメージ信号を合成するために用いられる、前記複数の低解像度イメージ信号に適用される加重値を算出し、前記加重値保存部に保存された加重値を前記算出された加重値に更新する加重値更新部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の診断画像生成装置。
【請求項６】
前記高解像度イメージ信号合成部は、前記低解像度イメージ信号を形成するピクセルの各々の位置に対応する信号値のうち、加重値の算出に利用された一部のピクセルの各々の位置に対応する信号値以外の信号値は、前記加重値保存部に保存された加重値を少なくとも１回は適用することを特徴とする請求項５に記載の診断画像生成装置。
【請求項７】
前記加重値は、アポダイゼーション（ａｐｏｄｉｚａｔｉｏｎ）加重値に対応することを特徴とする請求項１に記載の診断画像生成装置。
【請求項８】
複数のトランスデューサを用いて被写体に信号を送信、及び被写体から信号を受信するプローブと、
前記プローブで受信された信号を利用して複数の低解像度イメージ信号それぞれを合成し、合成された複数の低解像度イメージ信号それぞれを形成する複数のピクセルの各々の位置に対応する信号値のうち一部のピクセルの各々の位置に対応する信号値を利用して算出された加重値を、前記複数の低解像度イメージ信号それぞれに適用して高解像度イメージ信号を合成し、合成された高解像度イメージ信号を診断画像として出力する診断画像生成装置とを備えることを特徴とする診断システム。
【請求項９】
前記診断画像生成装置は、前記複数の低解像度イメージ信号それぞれを複数の領域に分割して、各領域に含まれたいずれか一つのピクセルの位置に対応する信号値を利用して加重値を算出し、前記算出された加重値を、前記加重値の算出に利用した信号値に対応するピクセルが含まれた領域に適用することを特徴とする請求項８に記載の診断システム。
【請求項１０】
被写体から反射される信号を用いて複数の低解像度イメージ信号それぞれを合成し、合成された複数の低解像度イメージ信号それぞれを形成する複数のピクセルの各々の位置に対応する複数の信号値のうち一部のピクセルの各々の位置に対応する信号値を利用して算出された加重値を前記複数の低解像度イメージ信号それぞれに適用して高解像度イメージ信号を合成し、前記合成された高解像度イメージ信号を診断画像として出力する診断画像生成装置と、
前記出力された診断画像を表示する表示部とを備えることを特徴とする医療画像システム。
【請求項１１】
前記診断画像生成装置は、前記複数の低解像度イメージ信号それぞれを複数の領域に分割して、各領域に含まれたいずれか一つのピクセルの位置に対応する信号値を利用して加重値を算出し、前記算出された加重値を、前記加重値の算出に利用した信号値に対応するピクセルが含まれた領域に適用することを特徴とする請求項１０に記載の医療画像システム。
【請求項１２】
被写体から反射される信号を受信する段階と、
前記受信された信号を利用して、複数の低解像度イメージ信号それぞれを合成する段階と、
前記合成された複数の低解像度イメージ信号それぞれを形成する複数のピクセルの各々の位置に対応する複数の信号値のうち一部のピクセルの各々の位置に対応する信号値を利用して、高解像度イメージ信号を合成するために用いられる、前記複数の低解像度イメージ信号に適用する加重値を算出する段階と、
前記複数の低解像度イメージ信号それぞれに対して前記算出された加重値を適用して前記高解像度イメージ信号を合成する段階とを有することを特徴とする診断画像生成方法。
【請求項１３】
前記加重値を算出する段階は、前記複数の低解像度イメージ信号それぞれを複数の領域に分割して、各領域に含まれたいずれか一つのピクセルの位置に対応する信号値を利用して加重値を算出し、
前記高解像度イメージ信号を合成する段階は、前記算出された加重値を前記加重値の算出に利用した信号値に対応するピクセルが含まれた領域に適用することを特徴とする請求項１２に記載の診断画像生成方法。
【請求項１４】
前記加重値を算出する段階は、前記複数の低解像度イメージ信号それぞれに含まれた一部のピクセルの各々の位置に対応する信号値に対して、最小分散法を利用して加重値を算出することを特徴とする請求項１２に記載の診断画像生成方法。
【請求項１５】
前記加重値を算出する段階は、前記複数の低解像度イメージ信号それぞれに含まれた一部のピクセルの各々の位置に対応する信号値に対して共分散マトリックスを生成し、生成された共分散マトリックスの逆共分散マトリックスを算出し、算出された逆共分散マトリックスを利用して加重値を算出することを特徴とする請求項１４に記載の診断画像生成方法。
【請求項１６】
前記加重値を算出する段階は、前記高解像度イメージ信号を合成するために、前記複数の低解像度イメージ信号に適用される加重値を算出する段階と、
前記算出された加重値を保存する段階と、
前記保存された加重値を前記算出された加重値に更新する段階とを含むことを特徴とする請求項１２に記載の診断画像生成方法。
【請求項１７】
前記高解像度イメージ信号を合成する段階は、前記低解像度イメージを形成するピクセルの各々の位置に対応する信号値のうち、加重値の算出に利用された一部のピクセルの各々の位置に対応する信号値以外の信号値は、前記保存された加重値を少なくとも１回は適用することを特徴とする請求項１６に記載の診断画像生成方法。
【請求項１８】
前記加重値は、アポダイゼーション加重値に対応することを特徴とする請求項１２に記載の診断画像生成方法。
【請求項１９】
前記合成された高解像度イメージ信号を診断画像として表示する段階さらに有することを特徴とする請求項１２に記載の診断画像生成方法。
【請求項２０】
請求項１２乃至１９のいずれか１項に記載の診断画像生成方法をコンピュータで実行させるためのコンピュータプログラムを保存したことを特徴とするコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
診断画像生成装置及びその方法並びに診断システム及び医療画像システムに関し、特に、診断画像の品質を保証しつつも演算量を低減させることのできる診断画像生成装置及びその方法並びに診断システム及び医療画像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
合成開口（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ａｐｅｒｔｕｒｅ）技法を使用する画像システムは、複数の低解像度イメージ信号を合成して高解像度イメージ信号を合成するに当って、送信アポダイゼーション加重値が適用される。
この時、送信アポダイゼーション加重値を適用するに当って、入力信号と関係なく低解像度イメージを形成するピクセルの値を累積して加えるデータ独立（ｄａｔａ−ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ）技法を適用できる。
【０００３】
データ独立技法によって生成された診断画像は、コントラストまたは解像度がよくないため、高画質画像を獲得するために低解像度イメージを形成するあらゆるピクセルで、アポダイゼーション加重値を計算するデータ依存（ｄａｔａ−ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ）技法を利用できる。
データ依存技法によって生成された診断画像は、高い解像度の性能が保証されるが、演算量が急激に増加して具現することが困難であるという問題がある。
これらの技術は、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】韓国特許出願公開第２００８−０４４７３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記従来の診断画像生成装置における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、診断画像のクオリティー（ｑｕａｌｉｔｙ）を保証しつつも演算量を低減させるための診断画像生成装置及びその方法並びに診断システム及び医療画像システムを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、前記診断画像生成方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明による診断画像生成装置は、被写体から反射される信号を用いて、複数の低解像度イメージ信号それぞれを合成する低解像度イメージ信号合成部と、前記合成された複数の低解像度イメージ信号それぞれを形成する複数のピクセルの各々の位置に対応する複数の信号値のうち、一部のピクセルの各々の位置に対応する信号値を利用して、高解像度イメージ信号を合成するために用いられる、前記複数の低解像度イメージ信号に適用する加重値を算出する加重値算出部と、前記複数の低解像度イメージ信号それぞれに対して前記算出された加重値を適用して、前記高解像度イメージ信号を合成する高解像度イメージ信号合成部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明による診断システムは、複数のトランスデューサを用いて被写体に信号を送信、及び被写体から信号を受信するプローブと、前記プローブで受信された信号を利用して複数の低解像度イメージ信号それぞれを合成し、合成された複数の低解像度イメージ信号それぞれを形成する複数のピクセルの各々の位置に対応する信号値のうち一部のピクセルの各々の位置に対応する信号値を利用して算出された加重値を、前記複数の低解像度イメージ信号それぞれに適用して高解像度イメージ信号を合成し、合成された高解像度イメージ信号を診断画像として出力する診断画像生成装置とを備えることを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するためになされた本発明による医療画像システムは、被写体から反射される信号を用いて複数の低解像度イメージ信号それぞれを合成し、合成された複数の低解像度イメージ信号それぞれを形成する複数のピクセルの各々の位置に対応する複数の信号値のうち一部のピクセルの各々の位置に対応する信号値を利用して算出された加重値を前記複数の低解像度イメージ信号それぞれに適用して高解像度イメージ信号を合成し、前記合成された高解像度イメージ信号を診断画像として出力する診断画像生成装置と、前記出力された診断画像を表示する表示部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明による診断画像生成方法は、被写体から反射される信号を受信する段階と、前記受信された信号を利用して、複数の低解像度イメージ信号それぞれを合成する段階と、前記合成された複数の低解像度イメージ信号それぞれを形成する複数のピクセルの各々の位置に対応する複数の信号値のうち一部のピクセルの各々の位置に対応する信号値を利用して、高解像度イメージ信号を合成するために用いられる、前記複数の低解像度イメージ信号に適用する加重値を算出する段階と、前記複数の低解像度イメージ信号それぞれに対して前記算出された加重値を適用して前記高解像度イメージ信号を合成する段階とを有することを特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成するためになされた本発明によるコンピュータで読み取り可能な記録媒体は、診断画像生成方法をコンピュータで実行させるためのコンピュータプログラムを保存したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る診断画像生成装置及びその方法並びに診断システム及び医療画像システムによれば、生成される診断画像の性能を保証しつつも演算量を低減させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態による診断システムの使用環境の一例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による診断画像生成装置を示す概略ブロック図である。
【図３】本実施形態による加重値算出部で低解像度イメージを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、一部ピクセルの位置に対応する信号値を利用して加重値を算出する方法の一例を示す図である。
【図４】本実施形態による加重値算出部で加重値を算出して、高解像度イメージ信号を合成する方法の一例を示す図である。
【図５】本実施形態による診断システムの構成を示すブロック図である。
【図６】本実施形態による加重値算出部の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】本実施形態による医療画像システムの構成を示すブロック図である。
【図８】本実施形態による診断画像を生成する方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明に係る診断画像生成装置及びその方法並びに診断システム及び医療画像システムを実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態による診断システムの使用環境の一例を示す図である。
図１を参照すると、本実施形態による診断システム２００は、プローブ５０及び診断画像生成装置１００で構成され、診断画像生成装置１００は、プローブ５０と信号を送受信して、被写体又は被験者（ｓｕｂｊｅｃｔ）（以下、ここでは被写体と記す）に対する診断画像を生成する。
【００１５】
さらに詳細に説明すると、プローブ５０は、複数のトランスデューサを利用して、被写体に信号を送信し、被写体から反射された信号を受信する。
診断画像生成装置１００は、合成開口技法によって、プローブ５０の複数のトランスデューサで受信された信号を利用して、被写体に対する複数の低解像度イメージ信号それぞれを合成し、合成された複数の低解像度イメージ信号を利用して高解像度イメージ信号を合成し、合成された高解像度イメージ信号を利用して診断画像を生成する。
このような場合、プローブ５０の複数のトランスデューサで受信された信号は、被写体から反射された信号である。
【００１６】
この時、合成開口技法とは、複数の低解像度イメージ信号を合成して一つ又はそれ以上の高解像度イメージ信号を合成することを意味し、高解像度イメージを形成するピクセルの位置に対応する信号値は、低解像度イメージそれぞれを形成するピクセルの位置に対応する信号値によって構成される。
【００１７】
本実施形態による低解像度イメージ信号は低解像度イメージを形成し、低解像度イメージに対応する信号を意味し、高解像度イメージ信号は高解像度イメージを形成し、高解像度イメージに対応する信号を意味する。
本実施形態による低解像度イメージを構成するピクセルの位置に対応する信号値は、被写体から反射された信号が表す被写体についての情報になりうる。
例を挙げて説明すれば、ピクセルの位置に対応する信号値は、被写体を表す低解像度イメージを構成するピクセルそれぞれの位置に対する輝度を表す信号値を示す。
【００１８】
さらに詳細に説明すれば、被写体から反射された信号の大きさに対する絶対値が被写体から反射された信号の輝度を表すところ、本実施形態による被写体についての輝度情報は被写体から反射された信号の大きさで表現できるということを、当業者ならば理解できるであろう。
したがって、低解像度イメージを形成するピクセルの位置に対応する信号値は、被写体から反射された信号が表す被写体についての輝度情報になりうる。
【００１９】
超音波信号の場合を挙げて説明すると、低解像度イメージそれぞれの同じ位置のピクセルに対する信号値の輝度差は、超音波信号が媒質内粒子で反射される推定値をビームフォーミングで計算して推定された信号値の差である。
これにより、合成開口技法は、かかる輝度差を互いに補完して高解像度イメージ信号を合成する方法である。
【００２０】
さらに詳細に説明すると、低解像度イメージそれぞれの同じ位置のピクセルに対する信号値は、被写体の同じ地点（ｐｏｉｎｔ）についての輝度情報を表す信号値になりうる。
この時、被写体の同じ地点についての輝度情報を表し、低解像度イメージそれぞれの同じ位置のピクセルに対する信号値は、同一ではない。
【００２１】
このような相違（ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）は、トランスデューサから被写体に信号を送信することに従うオフセットによる差で発生する。
すなわち、トランスデューサから被写体に信号を送信する時、被写体に対して互いに異なる位置のトランスデューサで信号を送信することによりオフセットが発生し、これにより、低解像度イメージそれぞれの同じ位置に対する信号値間の差が生じる。
したがって、合成開口技法は、かかる輝度差を互いに補完して高解像度イメージ信号を合成する。
【００２２】
本実施形態による診断画像生成装置１００は、複数の低解像度イメージ信号それぞれに加重値を付与して高解像度イメージ信号を合成する。
この時、複数の低解像度イメージ信号それぞれに付与される加重値は、複数の低解像度イメージそれぞれを形成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、一部のピクセルの位置に対応する信号値を利用して算出される。
本実施形態による加重値は、合成開口技法で適用されるアポダイゼーション（ａｐｏｄｉｚａｔｉｏｎ）加重値又は速いアポダイゼーション方法で使われる加重値が適用されるが、これに限定されるものではない。
【００２３】
このように、本実施形態による診断画像生成装置１００は、複数の低解像度イメージそれぞれを形成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、一部のピクセルの位置に対応する信号値を利用して算出された加重値を適用するため、演算量を低減させつつも被写体に対する高鮮明な診断画像を生成できる。
【００２４】
図２は、本発明の一実施形態による診断画像生成装置を示す概略ブロック図である。
図２を参照すると、本実施形態による診断画像生成装置１００は、低解像度イメージ信号合成部１１０、加重値（ｗｅｉｇｈｔ）算出部１２０、及び高解像度イメージ信号合成部１３０で構成される。
図２に示した診断画像生成装置１００には、本実施形態と関連する構成要素のみ示している。したがって、図２に示した構成要素以外に他の汎用的な構成要素がさらに含まれうるということを、当業者ならば理解できるであろう。
【００２５】
また、図２に示した診断画像生成装置１００の低解像度イメージ信号合成部１１０、加重値算出部１２０、及び高解像度イメージ信号合成部１３０は、一つまたは複数個のプロセッサーに相当する。
プロセッサーは、複数の論理ゲートのアレイで具現してもよく、汎用的なマイクロプロセッサーと、このマイクロプロセッサーで実行できるプログラムが保存されたメモリとの組み合わせで具現してもよい。
また、他の形態のハードウェアで具現してもよいということを、当業者ならば理解できるであろう。
【００２６】
本実施形態による診断画像生成装置１００は、被写体に対する高解像度イメージ信号を生成でき、生成された高解像度イメージ信号は、被写体に対する診断画像になりうる。
低解像度イメージ信号合成部１１０は、被写体から反射される信号を利用して、複数の低解像度イメージ信号それぞれを合成する。
本実施形態による低解像度イメージ信号合成部１１０で低解像度イメージ信号を合成するということは、低解像度イメージ信号を実質的に生成する場合だけでなく、低解像度イメージを形成するピクセルの位置に対応する信号値を生成することも表すということを、当業者ならば理解できるであろう。
【００２７】
本実施形態による低解像度イメージ信号合成部１１０は、ビームフォーマー（ｂｅａｍｆｏｒｍｅｒ：図示せず）を備えているか、またはビームフォーマーから出力された信号を利用して複数の低解像度イメージ信号それぞれを合成することもできるということを、当業者ならば理解できるであろう。
この時、本実施形態によるビームフォーマーは、低解像度イメージを形成するピクセルの位置に対応する信号値を出力するために受信ビームを形成する適応型ビームフォーマーでありうるが、これに限定されるものではない。
【００２８】
また、低解像度イメージ信号合成部１１０は、被写体から反射された信号をトランスデューサを利用して受信し、トランスデューサから受信された信号から算出された信号値を利用して、複数の低解像度イメージ信号それぞれを合成する。
Ｍ個のトランスデューサで被写体から反射された信号を受信する場合を挙げて説明すれば、低解像度イメージ信号合成部１１０で行われる演算は、以下の数式１の形態で表される。
【００２９】
【数１】
2012228513.tif 000003
上記数式１で、
2012228513.tif 000004
は、トランスデューサから送信された信号が被写体から反射されて受信された信号の焦点ポイント、
2012228513.tif 000005
は、ｉ番目の低解像度イメージの
2012228513.tif 000006
位置のピクセルに対応する信号の大きさ値、
2012228513.tif 000007
は、ｍ番目のトランスデューサに受信される信号によるｉ番目の低解像度イメージを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、
2012228513.tif 000008
位置のピクセルに適用されるビームフォーミング係数、上付き添字＊は共役複素数、
ｙｍ，ｊ（）は、ｉ番目の低解像度イメージに対するｍ番目のトランスデューサに受信される信号、Δｍ，ｊは、ｉ番目の低解像度イメージに対するｍ番目のトランスデューサに受信される信号に対するサンプル時間、
2012228513.tif 000009
は、ｉ番目の低解像度イメージに対するｍ番目のトランスデューサに受信される信号に対して、
2012228513.tif 000010
位置のピクセルに遅延値を適用した信号をそれぞれ表す。
【００３０】
これにより、低解像度イメージ信号合成部１１０は、数式１のような計算を行ってＭ個のトランスデューサそれぞれで受信された信号を利用して、複数の低解像度イメージ信号それぞれを合成する。
【００３１】
加重値算出部１２０は、低解像度イメージ信号合成部１１０で合成された複数の低解像度イメージそれぞれを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、一部ピクセルの位置に対応する信号値を利用して、複数の低解像度イメージ信号の合成に使われる加重値を算出する。
【００３２】
複数の低解像度イメージ信号それぞれを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、一部ピクセルの位置に対応する信号値について例を挙げて説明すると、
複数の低解像度イメージ信号それぞれを構成するあらゆるピクセルの位置に対応する信号値の数がＡ個である場合、一部ピクセルの位置に対応する信号値は１つ以上または（Ａ−１）つ以下になりうる。ただし、一部ピクセルの位置に対応する信号値は、複数の低解像度イメージ信号それぞれに対して同一に設定できる。
【００３３】
この時、加重値算出部１２０は、低解像度イメージを複数の領域に分割して、各領域に含まれたいずれか一つのビームフォーミングされた信号値を利用して加重値を算出し、算出された加重値をあらゆる領域または一部領域に共通して適用させる。
このような場合、ビームフォーミングされた信号値は、低解像度イメージを構成するピクセルのうちいずれか一つのピクセルの位置に対応する信号値を表し、一部領域は、加重値の算出に利用した信号値が含まれた領域を表す。
【００３４】
したがって、加重値算出部１２０は、低解像度イメージを複数の領域に分割して、各領域に含まれたいずれか一つのピクセルの位置に対応する信号値を利用して加重値を算出し、算出された加重値を、加重値の算出に利用した信号値に対応するピクセルが含まれた領域に適用する。これについては、以下、図３で詳細に説明する。
【００３５】
加重値を算出する方法について、例を挙げて説明すれば、加重値算出部１２０は、複数の低解像度イメージそれぞれに含まれた一部ピクセルの位置に対応する信号値に対して、最小分散法を利用して、高解像度イメージ信号を合成するために複数の低解像度イメージ信号に適用される加重値を算出する。
最小分散法は、加重値の算出に当って、ターゲット方向の歪曲なしに、ビームフォーミング結果の分散値が最小になる加重値を計算する方法を表す。
当業者ならば最小分散法を理解できるため、詳細な説明は省略する。
【００３６】
さらに詳細に説明すると、本実施形態による加重値算出部１２０は、複数の低解像度イメージそれぞれに含まれた一部ピクセルの位置に対応する信号値に対して共分散マトリックスを構成し、構成された共分散マトリックスの逆共分散マトリックスを算出し、算出された共分散マトリックスの逆共分散マトリックスを利用して加重値を算出する。
【００３７】
例を挙げて説明すると、加重値算出部１２０は、以下の数式２のような演算を行って、高解像度イメージ信号を合成するために複数の低解像度イメージ信号に適用される加重値を算出できる。
【数２】
2012228513.tif 000011
【００３８】
数式２において、αは、低解像度イメージ信号それぞれに使われる加重値、
2012228513.tif 000012
は、操向ベクトル、
2012228513.tif 000013
は、操向ベクトルに対するエルミート転置（Ｈｅｒｍｉｔｉａｎ  ｔｒａｎｓｐｏｓｅ）、
2012228513.tif 000014
は、低解像度イメージを構成するピクセルの位置に該当する信号値のうち、一部ピクセルの位置に対応する信号値に対する共分散の逆をそれぞれ表す。
【００３９】
さらに詳細に説明すれば、操向ベクトルである
2012228513.tif 000015
は、プローブ（図示せず）から被写体に送信される信号の位相を制御するためのものであり、ビームフォーミングに対する時間遅延値があらかじめ方向によって適用されたと仮定すれば、ビームフォーミング係数は実数（ｒｅａｌ  ｖａｌｕｅ）であるため、操向ベクトルは１で構成できる。この時、操向ベクトルのサイズは、複数の低解像度イメージ信号の数と同一である。
【００４０】
マトリックス表記法（Ｍａｔｒｉｘ  Ｎｏｔａｔｉｏｎ）を使用して例を挙げて説明すると、低解像度イメージ信号が３つで構成された場合、操向ベクトルは以下の数式３のように表現できる。
【数３】
2012228513.tif 000016
【００４１】
また、本実施形態による共分散
2012228513.tif 000017
は、以下の数式４によって構成できる。
【数４】
2012228513.tif 000018
数式４において、
2012228513.tif 000019
は、複数の低解像度イメージ信号を構成する信号値のうち、
2012228513.tif 000020
位置のピクセルに該当する信号値に対する共分散、
2012228513.tif 000021
は、複数の低解像度イメージを構成するピクセルの位置に該当する信号値のうち、
2012228513.tif 000022
位置のピクセルに該当する信号の大きさ値、
2012228513.tif 000023
は、
2012228513.tif 000024
に対するエルミート転置をそれぞれ表す。
【００４２】
この時、本実施形態による
2012228513.tif 000025
は、複数の低解像度イメージそれぞれを構成するピクセルのうち一部ピクセルの位置になりうる。
2012228513.tif 000026
が（ｊ，ｋ）である場合を挙げて説明すれば、
2012228513.tif 000027
は、複数の低解像度イメージ信号それぞれの（ｊ，ｋ）座標に該当する信号の大きさ値を表す。
【００４３】
マトリックス表記法を使用して例を挙げて説明すれば、３個の低解像度イメージ信号は、数式５のように表現できる。
【数５】
2012228513.tif 000028
数式５において、マトリックスを構成するエレメント（ｐ１１〜ｐ１９、ｐ２１〜ｐ２９、ｐ３１〜ｐ３９）それぞれは、低解像度イメージを構成するピクセルの位置に該当する信号値になりうる。
【００４４】
この時、（ｊ，ｋ）が（２，２）である場合を挙げて説明すれば、
2012228513.tif 000029
は、以下の数式６のように表現できる。
【数６】
2012228513.tif 000030
【００４５】
したがって、本実施形態による複数の低解像度イメージを構成するピクセルのうち、（２，２）ピクセルの位置に該当する信号値に対する共分散マトリックスは、以下の数式７のように表現できる。
【数７】
2012228513.tif 000031
【００４６】
したがって、本実施形態による加重値算出部１２０は上記のような演算を行って、複数の低解像度イメージそれぞれを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、一部ピクセルの位置に対応する信号値に対して共分散マトリックスを構成し、構成された共分散マトリックスの逆共分散マトリックスを算出し、算出された共分散マトリックスの逆共分散マトリックスと操向ベクトルとを使用して高解像度イメージ信号を合成するために、複数の低解像度イメージ信号に適用される加重値を算出できる。
【００４７】
この時、本実施形態による加重値算出部１２０は、共分散マトリックスの逆共分散マトリックスを算出するに当って、安定性を保証するために、ダイアゴナルローディング技法を使用できる。
例を挙げて説明すると、加重値算出部１２０は、加重値を算出するための共分散を算出する以下の数式８のような演算をさらに行う。
【数８】
2012228513.tif 000032
数式８において、
2012228513.tif 000033
は、複数の低解像度イメージ信号に対する安定性が向上した共分散、Ｒは、複数の低解像度イメージ信号に対する共分散、γは、小さなスカラー（ｓｃａｌａｒ）値であり、例えば、０．０１になり、Ｉは、単位行列になりうる。
【００４８】
数式７で算出された共分散Ｒ（２，２）を挙げて説明すれば、安定性が向上した共分散
2012228513.tif 000034
は、以下の数式９のように表現できる。
【数９】
2012228513.tif 000035
これにより、本実施形態による加重値算出部１２０は、上記で記載されたような数式による演算を行って、高解像度イメージ信号を合成するために、複数の低解像度イメージ信号に適用される加重値αを算出できる。
【００４９】
この時、３つの低解像度イメージ信号を利用する場合、加重値αは、３×１形態のマトリックスになり、最初の行は、最初の低解像度イメージ信号に対する加重値、２番目の行は、２番目の低解像度イメージ信号に対する加重値、三番目の行は、三番目の低解像度イメージ信号に対する加重値になりうる。
これにより、本実施形態による加重値算出部１２０で算出される加重値αは、ｉ×１形態のマトリックスになり、ｉ番目の行は、ｉ番目の低解像度イメージ信号に対する加重値を表す。
【００５０】
したがって、本実施形態による加重値算出部１２０は、数式２、４、８のような演算を行って、複数の低解像度イメージそれぞれを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、一部ピクセルの位置に対応する信号値に対して、高解像度イメージ信号を合成するために複数の低解像度イメージ信号に適用される加重値を算出できる。
【００５１】
複数の低解像度イメージ信号を利用して高解像度イメージ信号を合成する場合、複数の低解像度イメージ信号それぞれに対して加重値が適用される。
この時、加重値を算出する方法は、固定アポディゼーションウィンドウィング（ｆｉｘｅｄ  ａｐｏｄｉｚａｔｉｏｎ  ｗｉｎｄｏｗｉｎｇ）方式またはデータ依存（Ｄａｔａ−Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ）方式がある。
【００５２】
固定アポディゼーションウィンドウィング方式についてさらに詳細に説明すると、固定アポディゼーションウィンドウィング方式は、方形ウィンドウアポディゼーション（ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ  ｗｉｎｄｏｗ  ａｐｏｄｉｚａｔｉｏｎ）を利用して、あらゆる低解像度イメージを構成する同じ位置のピクセルに対する信号値を累積した後で平均を求める方法のように、複数の低解像度イメージ信号間の加重値は、固定された値（例えば、１など）を使用できる。また、固定アポディゼーションウィンドウィング方式は、ハミングウィンドウ（Ｈａｍｍｉｎｇ  Ｗｉｎｄｏｗ）などを利用してもよい。このような場合、演算量が低減しうるが、診断画像のクオリティーが低下する。
【００５３】
データ依存方式についてさらに詳細に説明すると、データ依存方式は、あらゆる低解像度イメージ信号を構成するあらゆる信号値に対して、アポディゼーション加重値を算出する。
この時、あらゆる信号値に対するアポディゼーション加重値は、あらゆる低解像度イメージを構成するピクセルの位置に対応する信号値に対して、相関関係を利用して最小分散法による加重値を算出する。このような場合、診断画像の解像度が向上することでクオリティーも向上しうるが、演算量が急激に増大する。
【００５４】
これにより、本実施形態による加重値算出部１２０は、前述したように、複数の低解像度イメージそれぞれを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち一部ピクセルの位置に対応する信号値に対して、複数の低解像度イメージ信号それぞれの加重値を算出する。したがって、本実施形態による診断画像生成装置１００の演算量を低減させつつも、診断画像のクオリティーを保証できる。
【００５５】
さらに詳細に説明すると、高解像度イメージ信号を合成するに当って、加重値を適用する低解像度イメージそれぞれのピクセルの位置に対応する信号値が表すポイントは、物理的に同じ位置である。
したがって、複数の低解像度イメージそれぞれを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、一部ピクセルの位置に対応する信号値に対する加重値を算出し、算出された加重値を利用して高解像度イメージ信号を合成しても、高解像度イメージ信号の性能には影響がほとんどなくなる。
【００５６】
本実施形態による加重値算出部１２０で、複数の低解像度イメージ信号それぞれを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、一部ピクセルの位置に対応する信号値を利用して加重値を算出するに当って、一部ピクセルの位置に対応する信号値について、以下図３で詳細に説明する。
【００５７】
本実施形態による加重値算出部１２０は、上述したように、複数の低解像度イメージそれぞれを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち一部ピクセルの位置に対応する信号値に対して、複数の低解像度イメージ信号それぞれの加重値を算出する。
したがって、本実施形態による診断画像生成装置１００の演算量を低減させつつも、診断画像のクオリティーを保証できる。
【００５８】
高解像度イメージ信号合成部１３０は、複数の低解像度イメージ信号に対して加重値算出部１２０で算出された加重値を適用して、高解像度イメージ信号を合成する。
この時、合成された高解像度イメージ信号は診断画像として生成される。
本実施形態による高解像度イメージ信号合成部１３０は、低解像度イメージ信号合成部１１０で合成された複数の低解像度イメージ信号に対して、加重値算出部１２０で算出された加重値を適用して、一つまたはそれ以上の高解像度イメージ信号を生成する演算を行う。
【００５９】
トランスデューサから被写体にＩ番信号を送信する場合を例として挙げれば、高解像度イメージ信号合成部１３０で行われる演算は、以下の数式１０の形態で表される。
【数１０】
2012228513.tif 000036
数式１０において、
2012228513.tif 000037
は、高解像度イメージを構成するピクセルの位置に該当する信号値のうち
2012228513.tif 000038
位置のピクセルに対する信号値、αｉは、数式２によって算出されたｉ番目の低解像度イメージ信号に対する加重値、
2012228513.tif 000039
は、数式１によって算出されたｉ番目の低解像度イメージの
2012228513.tif 000040
位置のピクセルに対する信号値になりうる。
これにより、診断画像生成装置１００は、演算量を顕著に低減させつつも高鮮明診断画像を生成できる。
【００６０】
図３は、本実施形態による加重値算出部１２０で、低解像度イメージを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、一部ピクセルの位置に対応する信号値を利用して加重値を算出する方法の一例を示す図面である。
図３では、説明の便宜のために、低解像度イメージを構成するピクセルの位置に該当する信号値が、低解像度イメージを構成するピクセルの輝度値である場合を挙げて説明する。
【００６１】
図３を参照すると、低解像度イメージ３１、３２と、低解像度イメージ３１を構成するピクセル（３１１１〜３１１９、３１２１〜３１２９、３１３１〜３１３９、３１４１〜３１４９）、及び低解像度イメージ３２を構成するピクセル（３２１１〜３２１９、３２２１〜３２２９、３２３１〜３２３９、３２４１〜３２４９）を示す。
図２及び図３を参照すれば、加重値算出部１２０は、低解像度イメージ３１及び低解像度イメージ３２それぞれを４つの領域（３１１〜３１４及び３２１〜３２４）に分割し、分割された各領域に含まれたいずれか一つのピクセルの位置に対応する信号値を利用して加重値を算出する。
【００６２】
この時、いずれか一つのピクセルの位置に対応する信号値は、各領域に含まれたピクセルに対する信号値のうち、中央に位置するピクセルの信号値、最初のピクセルの信号値、最後のピクセルの信号値など多様な場合になりうる。
以下、説明の便宜上、中央に位置するピクセルの信号値を挙げて説明するが、これに限定されるものではない。
【００６３】
加重値算出部１２０は、低解像度イメージ３１及び低解像度イメージ３２それぞれを４つの領域（３１１〜３１４及び３２１〜３２４）に分割し、第１領域３１１及び３２１に含まれたピクセル（３１１１〜３１１９及び３２１１〜３２１９）の位置に対応する信号値のうち、中央に位置するピクセル３１１５及び３２１５の信号値を利用して、低解像度イメージ３１の第１領域３１１に対する第１加重値、及び低解像度イメージ３２の第１領域３２１に対する第２加重値を算出し、第１加重値を、低解像度イメージ３１の第１領域３１１に含まれたあらゆるピクセル（３１１１〜３１１９）の位置に対応する信号値に共通して適用し、第２加重値を、低解像度イメージ３２の第１領域３２１に含まれたあらゆるピクセル（３２１１〜３２１９）の位置に対応する信号値に共通して適用する。
【００６４】
また、加重値算出部１２０は、各々の第２領域３１２及び３２２に含まれた信号ピクセル（３１２１〜３１２９及び３２２１〜３２２９）の位置に対応する信号値のうち、中央に位置するピクセル（３１２５及び３２２５）の信号値を利用して、低解像度イメージ３１の第２領域３１２に対する第３加重値、及び低解像度イメージ３２の第２領域３２２に対する第４加重値を算出し、第３加重値を、低解像度イメージ３１の第２領域３１２に含まれたあらゆるピクセル（３１２１〜３１２９）の位置に対応する信号値に共通して適用し、第４加重値を、低解像度イメージ３２の第２領域３２２に含まれたあらゆるピクセル（３２２１〜３２２９）の位置に対応する信号値に共通して適用する。
【００６５】
このような方式で加重値算出部１２０は、各々の第３領域３１３及び３２３、及び第４領域３１４及び３２４に適用される加重値を算出できる。
これにより、本実施形態による加重値算出部１２０は、複数の低解像度イメージ３１、３２を複数の領域に分割して、各領域に含まれたいずれか一つのピクセルの位置に対応する信号値を利用して加重値を算出し、高解像度イメージ信号合成部１３０は、算出された加重値を、加重値の算出に利用した信号値に対応するピクセルが含まれた領域に適用して、高解像度イメージ信号を合成する。
【００６６】
ただし、図３に示したのは、本実施形態による一つの実施形態だけであり、これに限定されず、複数の低解像度イメージ３１、３２に対して、領域区分なしにランダムに選択された一部ピクセル（例えば、３１１９及び３２１９）の位置に対応する信号値を利用して加重値を算出してもよいということを、当業者ならば理解できるであろう。
【００６７】
したがって、本実施形態による診断画像生成装置１００は、データに依存的な加重値を算出しつつも物理的に類似した位置に対して同じ加重値を使用するため、演算量を低減させつつも高鮮明診断画像を生成できる。
【００６８】
図４は、本実施形態による加重値算出部１２０で加重値を算出して高解像度イメージ信号を合成する方法の一例を示す図面である。
以下では、説明の便宜のために、低解像度イメージ信号合成部１１０で４個の低解像度イメージ信号を合成し、加重値算出部１２０で低解像度イメージそれぞれを４個の領域に分割する場合を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。また、以下では、低解像度イメージを構成するピクセルの位置に対応する信号値が、低解像度イメージに含まれたピクセルの輝度値を表すと仮定して説明するが、これに限定されるものではない。
【００６９】
図２及び図４を参照すると、低解像度イメージ信号合成部１１０は、トランスデューサから受信した信号を利用して、第１低解像度イメージ４１、第２低解像度イメージ４２、第３低解像度イメージ４３、及び第４低解像度イメージ４４それぞれを合成する。
【００７０】
加重値算出部１２０は、複数の低解像度イメージ（４１〜４４）それぞれを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、一部ピクセルの位置に対応する信号値を利用して、高解像度イメージ信号を合成するために複数の低解像度イメージ信号に適用される加重値を算出する。
例を挙げて説明すると、加重値算出部１２０は、複数の低解像度イメージ（４１〜４４）それぞれを４個の領域に分割して、各領域に含まれたいずれか一つのピクセルの位置に対応する信号値を利用して加重値を算出する。
すなわち、加重値算出部１２０は、複数の低解像度イメージ（４１〜４４）それぞれの第１領域（４１１、４２１、４３１、４４１）に含まれたいずれか一つのピクセルの位置に対応する信号値を利用して加重値を算出し、算出された加重値を、加重値の算出に利用した信号値に対応するピクセルが含まれたそれぞれの第１領域（４１１、４２１、４３１、４４１）に適用させる。
【００７１】
さらに詳細に説明すると、加重値算出部１２０は、第１低解像度イメージ４１の第１領域４１１に含まれたいずれか一つのピクセルの位置に対応する信号値、第２低解像度イメージ４２の第１領域４２１に含まれたいずれか一つのピクセルの位置に対応する信号値、第３低解像度イメージ４３の第１領域４３１に含まれたいずれか一つのピクセルの位置に対応する信号値、及び第４低解像度イメージ４４の第１領域４４１に含まれたいずれか一つのピクセルの位置に対応する信号値を利用して、低解像度イメージ（４１〜４４）それぞれに対する第１〜第４加重値を算出する。
【００７２】
これにより、高解像度イメージ信号合成部１３０は、複数の低解像度イメージ（４１〜４４）それぞれに対して算出された加重値を適用して、高解像度イメージ４５を合成する。
例を挙げて説明すると、加重値算出部１２０で算出された第１加重値は、第１低解像度イメージ４１の第１領域４１１に含まれたピクセルの位置に対応する信号値に少なくとも一回以上適用され、第２加重値は、第２低解像度イメージ４２の第１領域４２１に含まれたピクセルの位置に対応する信号値に少なくとも一回以上適用され、第３加重値は、第１低解像度イメージ４３の第１領域４３１に含まれたピクセルの位置に対応する信号値に少なくとも一回以上適用され、第４加重値は、第１低解像度イメージ４４の第１領域４４１に含まれたピクセルの位置に対応する信号値に少なくとも一回以上適用される。
【００７３】
このような方式で加重値算出部１２０は、高解像度イメージ信号を合成するために複数の低解像度イメージ信号に適用される加重値を算出し、高解像度イメージ信号合成部１３０は、複数の低解像度イメージ信号それぞれに対して算出された加重値を適用して、高解像度イメージ信号を合成する。
したがって、本実施形態による診断画像生成装置１００は、高鮮明診断画像を効率的に生成できる。
【００７４】
図５は、本実施形態による診断システム２００の構成を示すブロック図である。
本実施形態による診断システム２００は、プローブ５０及び診断画像生成装置１００で構成され、診断画像生成装置１００は、ＴＧＣ（Ｔｉｍｅ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）１０２、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１０４、保存部１０６、ビームフォーマー１０８、低解像度イメージ信号合成部１１０、加重値算出部１２０、及び高解像度イメージ信号合成部１３０で構成される。
【００７５】
また、保存部１０６は、第１〜第Ｉ保存部で構成され、ビームフォーマー１０８は、第１〜第Ｉビームフォーマーで構成され、低解像度イメージ信号合成部１１０は、第１〜第Ｉ低解像度イメージ信号合成部で構成される。
図５では、説明の便宜のため、プローブ５０と被写体との間でＩ回、信号を送受信し、これによる、Ｉ個の低解像度イメージ信号を生成する場合を挙げて説明したが、これに限定されないということを、当業者ならば理解できるであろう。
【００７６】
図５に示した診断システム２００は、本実施形態と関連する構成要素のみを図示している。したがって、図５に示した構成要素以外に他の汎用的な構成要素がさらに含まれうるということを、当業者ならば理解できるであろう。
また、図５に示した診断画像生成装置１００は、図１〜図２に示した診断画像生成装置１００の一実施形態に該当する。これにより、本実施形態による診断画像生成装置１００は、図５に示したユニットに限定されるものではない。また、図１〜図４と関連して記載された内容は、図５に示した診断画像生成装置１００にも適用できるため、重なる説明は省略する。
【００７７】
本実施形態による診断システム２００は、被写体とプローブ５０との間で送受信される信号を利用して、診断画像生成装置１００で被写体に対する診断画像を生成する。
この時、被写体とプローブ５０との間で送受信される信号は超音波信号になり、被写体に対する診断画像は超音波画像になりうるが、これに限定されるものではない。
【００７８】
プローブ５０は、複数のトランスデューサを利用して被写体との間で信号を送受信する。
この時、複数のトランスデューサは、アレイトランスデューになりうる。この時、プローブ５０で送受信される信号が超音波信号である場合を挙げて説明すると、プローブ５０のトランスデューサは、電気信号を超音波信号に変換して被写体に送信し、被写体から反射された超音波信号を受信して電気信号に変換する。
【００７９】
診断画像生成装置１００は、プローブ５０で受信された信号を利用して、複数の低解像度イメージ信号それぞれを合成し、合成された複数の低解像度イメージ信号に所定の加重値を適用して高解像度イメージ信号を合成し、合成された高解像度イメージ信号を診断画像として出力する。
【００８０】
ＴＧＣ（Ｔｉｍｅ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）１０２は、プローブ５０で受信した信号に対して、距離による信号減衰を補正する。
信号が超音波信号である場合を挙げてさらに詳細に説明すると、超音波ビームは、深さに従って伝播しながら減衰する特性がある。したがって、プローブ５０の表面から遠くに位置する部位から反射された信号は、プローブ５０の表面から近くに位置する部位から反射された信号に比べて相対的に弱いため、プローブ５０の表面から遠くに位置する部位から反射された信号による画像は暗く表れる。したがって、ＴＧＣ１０２は深さによる信号減衰を補正して、被写体のそれぞれ異なる位置から反射された信号を同じ輝度で表示させる。
【００８１】
ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１０４は、ＴＧＣ１０２によって補正された信号をデジタル信号に変換する。
保存部１０６は、ＡＤＣ１０４で変換されたデジタル信号を保存する。この時、本実施形態による保存部１０６は、第１〜第Ｉ保存部を備える。
【００８２】
アレイトランスデューサに含まれたトランスデューサが順次に信号を送信する場合を挙げてさらに詳細に説明すると、最初に、複数のトランスデューサのうち最初のトランスデューサから被写体に信号を送信し、複数のトランスデューサは、被写体から反射された信号を受信する。受信された信号は、ＴＧＣ１０２及びＡＤＣ１０４を経て保存部１０６の第１保存部に保存される。
また、２番目に、複数のトランスデューサのうち２番目のトランスデューサから被写体に信号を送信し、複数のトランスデューサは、被写体から反射された信号を受信する。受信された信号は、ＴＧＣ１０２及びＡＤＣ１０４を経て保存部１０６の第２保存部に保存される。
これらを順次に行い、複数のトランスデューサのうちＩ番目のトランスデューサから被写体に信号を送信し、複数のトランスデューサは、被写体から反射された信号を受信する。受信された信号は、ＴＧＣ１０２及びＡＤＣ１０４を経て保存部１０６の第Ｉ保存部に保存される。
【００８３】
本実施形態による保存部１０６は、通例的な記録媒体であり、当業者ならば、保存部１０６は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、及びメモリカードなどをいずれも含むことが分かる。
【００８４】
ビームフォーマー１０８、及び低解像度イメージ信号合成部１１０は、保存部１０６に保存された信号を利用して、複数の低解像度イメージ信号それぞれを合成する。
この時、本実施形態によるビームフォーマー１０８は、第１〜第Ｉビームフォーマーを備え、低解像度イメージ信号合成部１３０は、第１〜第Ｉ低解像度イメージ信号合成部を備える。第１〜第Ｉ低解像度イメージ信号合成部は、複数の低解像度イメージ信号それぞれを合成する。
【００８５】
また、図５では、ビームフォーマー１０８が、低解像度イメージ信号合成部１１０と別個に存在するように示したが、これに限定されず、ビームフォーマー１０８は、低解像度イメージ信号合成部１１０に含まれてもよいということを、当業者ならば理解できるであろう。
【００８６】
加重値算出部１２０は、複数の低解像度イメージそれぞれを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、一部ピクセルの位置に対応する信号値を利用して、高解像度イメージ信号を合成するために複数の低解像度イメージ信号に適用される加重値を算出する。
本実施形態による加重値算出部１２０は、第１〜第Ｉ低解像度イメージ信号合成部で合成された第１〜第Ｉ低解像度イメージそれぞれを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、一部ピクセルの位置に対応する信号値を利用して、加重値を算出する。
【００８７】
高解像度イメージ信号合成部１３０は、加重値算出部１２０で算出された加重値を、低解像度イメージ信号合成部１１０で合成された複数の低解像度イメージ信号それぞれに適用して、高解像度イメージ信号を合成する。
【００８８】
上述において、保存部１０６、ビームフォーマー１０８、及び低解像度イメージ信号合成部１１０は、それぞれ一つのハードウェアで構成され、第１保存部〜第Ｉ保存部、第１ビームフォーマー〜第Ｉビームフォーマー、及び第１低解像度イメージ信号合成部〜第Ｉ低解像度イメージ信号合成部は、それぞれ一つのハードウェア内に仮想空間に分離されて構成される。
また、これに限定されず、保存部１０６、ビームフォーマー１０８、及び低解像度イメージ信号合成部１１０は、第１保存部〜第Ｉ保存部、第１ビームフォーマー〜第Ｉビームフォーマー、及び第１低解像度イメージ信号合成部〜第Ｉ低解像度イメージ信号合成部それぞれに対応する複数のハードウェアで構成してもよいということを、当業者ならば理解できるであろう。
【００８９】
したがって、本実施形態による診断画像生成装置１００は、複数の低解像度イメージそれぞれを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、一部ピクセルの位置に対応する信号値を利用して算出された加重値を適用して高解像度イメージ信号を合成するため、診断画像生成装置１００の演算量を顕著に低減させつつも生成される高解像度イメージ信号のクオリティーを保証できる。
【００９０】
図６は、本実施形態による加重値算出部１２０の構成の一例を示すブロック図である。
図６を参照すれば、本実施形態による加重値算出部１２０は、加重値保存部１２２及び加重値更新部１２４で構成される。
【００９１】
図６に示した診断画像生成装置１００は、図１、図２及び図５に示した診断画像生成装置１００の一実施形態に該当する。これにより、本実施形態による診断画像生成装置１００は、図６に示したユニットに限定されるものではない。また、図１〜図５と関連して記載された内容は、図６に示した診断画像生成装置１００にも適用できるため、重なる説明は省略する。
【００９２】
加重値算出部１２０は、低解像度イメージ信号合成部１１０で合成された複数の低解像度イメージそれぞれを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、一部ピクセルの位置に対応する信号値を利用して、高解像度イメージ信号を合成するために複数の低解像度イメージ信号に適用される加重値を算出する。
例を挙げて説明すると、加重値保存部１２２は、算出された加重値を保存し、加重値更新部１２４は、複数の低解像度イメージそれぞれを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、一部ピクセルの位置に対応する信号値を利用して加重値を算出し、加重値保存部１２２に保存された加重値を前記算出された加重値に更新する。この時、加重値保存部１２２に保存された加重値はアポディゼーションになりうる。
【００９３】
さらに詳細に説明すると、加重値更新部１２４は、複数の低解像度イメージそれぞれを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、一部ピクセルの位置に対応する信号値を利用して算出された加重値のみを更新する。
加重値保存部１２２は、更新された加重値を保存しているため、高解像度イメージ信号合成部１３０は、低解像度イメージを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、加重値の算出に利用された一部ピクセルの位置に対応する信号値以外の信号値は、加重値保存部１２４に保存された加重値を少なくとも一回以上適用する。
【００９４】
図３を参照して説明すると、加重値更新部１２４は、低解像度イメージ３１の第１領域３１１を構成するピクセル（３１１１〜３１１９）の位置に対応する信号値のうち、一部ピクセル３１１５の位置に対応する信号値、及び低解像度イメージ３２の第１領域３２１を構成するピクセル（３２１１〜３２１９）の位置に対応する信号値のうち、一部ピクセル３２１５の位置に対応する信号値を利用して第１加重値を算出し、加重値保存部１２２に保存された加重値を第１加重値に更新する。
【００９５】
この時、高解像度イメージ信号合成部１３０は、低解像度イメージ３１の第１領域３１１を構成するピクセル（３１１１〜３１１９）の位置に対応する信号値に対して、加重値保存部１２２に保存された低解像度イメージ３１に対する第１加重値を少なくとも一回以上適用して、高解像度イメージ信号を合成する。
また、高解像度イメージ信号合成部１３０は、低解像度イメージ３２の第１領域３２１を構成するピクセル（３２１１〜３２１９）の位置に対応する信号値に対して、加重値保存部１２２に保存された低解像度イメージ３２に対する第１加重値を少なくとも一回以上適用して、高解像度イメージ信号を合成する。
【００９６】
さらに、加重値更新部１２４は、低解像度イメージ３１の第２領域３１２を構成するピクセル（３１２１〜３１２９）の位置に対応する信号値のうち、一部ピクセル３１２５の位置に対応する信号値、及び低解像度イメージ３２の第２領域３２２を構成するピクセル（３２２１〜３２２９）の位置に対応する信号値のうち、一部ピクセル３２２５の位置に対応する信号値を利用して第２加重値を算出し、加重値保存部１２２に保存された第１加重値を第２加重値に更新する。
【００９７】
この時、高解像度イメージ信号合成部１３０は、低解像度イメージ３１の第２領域３１２を構成するピクセル（３１２１〜３１２９）の位置に対応する信号値に対して、加重値保存部１２２に保存された低解像度イメージ３１に対する第２加重値を少なくとも一回以上適用して、高解像度イメージ信号を合成する。
また、高解像度イメージ信号合成部１３０は、低解像度イメージ３２の第２領域３２２を構成するピクセル（３２２１〜３２２９）の位置に対応する信号値に対して、加重値保存部１２２に保存された低解像度イメージ３２に対する第２加重値を少なくとも一回以上適用して、高解像度イメージ信号を合成する。
【００９８】
加重値保存部１２２及び加重値更新部１２４にてこれらの工程を少なくとも一回以上行うことで、高解像度イメージ信号合成部１３０は、高鮮明の高解像度イメージ信号を獲得できる。
【００９９】
図７は、本実施形態による医療画像システム３００の構成を示すブロック図である。
図７を参照すると、医療画像システム３００は、診断システム２００、表示部２１０、保存部２２０、及び通信部２３０で構成され、診断システム２００は、プローブ５０及び診断画像生成装置１００で構成される。
【０１００】
図７に示した医療画像システム３００は、本実施形態と関連する構成要素のみを示している。したがって、図７に示した構成要素以外に他の汎用的な構成要素がさらに含まれうるということを、当業者ならば理解できるであろう。
また、図７に示したプローブ５０、診断画像生成装置１００、及び診断システム２００は、図１、図２、図５及び図６に示したプローブ５０、診断画像生成装置１００及び診断システム２００の一実施形態に該当する。したがって、図１〜図６と関連して記載された内容は、図７に示した医療画像システム３００にも適用できるため、重なる説明は省略する。
【０１０１】
診断システム２００は、トランスデューサから受信される信号を利用して複数の低解像度イメージ信号それぞれを合成し、合成された複数の低解像度イメージそれぞれを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、一部ピクセルの位置に対応する信号値を利用して算出された加重値を、複数の低解像度イメージ信号それぞれに適用して高解像度イメージ信号を合成し、合成された高解像度イメージ信号を診断画像として出力する。
【０１０２】
従って、プローブ５０は、複数のトランスデューサを利用して被写体と信号との間で信号を送受信し、診断画像生成装置１００は、プローブ５０で受信した信号を利用して複数の低解像度イメージ信号それぞれを合成し、合成された複数の低解像度イメージそれぞれを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、一部ピクセルの位置に対応する信号値を利用して算出された加重値を、複数の低解像度イメージ信号それぞれに適用して高解像度イメージ信号を合成し、合成された高解像度イメージ信号を診断画像として出力する。
【０１０３】
表示部２１０は、診断システム２００から出力された診断画像を表示する。
例を挙げて説明すると、表示部２１０は、医療画像システム３００に設けられたディスプレイパネル、タッチ画面、モニターなどの出力装置、及びこれらを駆動するためのソフトウェアモジュールをいずれも備える。
【０１０４】
保存部２２０は、診断システム２００から出力された診断画像を保存する。
例を挙げて説明すると、保存部２２０は、通例的な記録媒体であり、当業者ならば、保存部２２０は、ＨＤＤ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、及びメモリカードなどをいずれも含むことが分かる。
【０１０５】
通信部２３０は、診断システム２００から出力された診断画像を外部装置に送信し、外部装置から送信されたデータを受信する。この時、外部装置は、遠隔地に位置する他の医療画像システム、汎用コンピュータシステム、ＦＡＸなどである。
本実施形態による通信部２３０は、有無線ネットワークを通じて外部装置とデータを送受信できる。この時、ネットワークは、インターネット、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、無線ＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などを含むが、これに限定されず、情報を送受信できる他の種類のネットワークであってもよいということが分かる。
【０１０６】
また、本実施形態による保存部２２０及び通信部２３０は、画像判読及び検索機能をさらに含めてＰＡＣＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）のような形態で一体化してもよいということを、当業者ならば理解できるであろう。
したがって、医療画像システム３００は、診断画像生成装置２００で生成されて出力された診断画像を表示し、保存して伝送する。
【０１０７】
図８は、本実施形態による診断画像を生成する方法を説明するためのフローチャートである。
図８を参照すると、診断画像を生成する方法は、図１、図２、図５、図６及び図７に示したプローブ５０、診断画像生成装置１００、及び医療画像システム３００で時系列的に処理される工程で構成される。
したがって、以下で省略された内容であっても、図１〜図７に示したプローブ５０、診断画像生成装置１００、及び医療画像システム３００に関して上述した内容は、図８の診断画像を生成する方法にも適用され得るということが分かる。
【０１０８】
まず、ステップＳ８０１で、プローブ５０は、被写体から反射された信号を受信する。
この時、被写体から反射された信号は、プローブ５０から送信した信号が被写体によって反射された信号を表す。
次に、ステップＳ８０２で、低解像度イメージ信号合成部１１０は、ステップＳ８０１で受信した信号を利用して複数の低解像度イメージ信号それぞれを合成する。
【０１０９】
次に、ステップＳ８０３で、加重値算出部１２０は、ステップＳ８０２で合成された複数の低解像度イメージそれぞれを構成するピクセルの位置に対応する信号値のうち、一部ピクセルの位置に対応する信号値を利用して、高解像度イメージ信号を合成するために複数の低解像度イメージ信号に適用される加重値を算出する。
この時、算出された加重値は保存され、新たな加重値が算出される場合、保存されている加重値は更新される。
【０１１０】
次に、ステップＳ８０４で、高解像度イメージ信号合成部１３０は、ステップＳ８０２で合成した複数の低解像度イメージ信号それぞれに対して、ステップＳ８０３で算出した加重値を適用して高解像度イメージ信号を合成する。
これにより、合成された高解像度イメージ信号は、診断画像として生成されて出力される。
【０１１１】
したがって、本実施形態による診断画像生成装置１００は、高解像度イメージ信号を合成するに当って、複数の低解像度イメージ信号を構成するピクセルに対して一部の互いに異なる加重値を適用するため、演算量を顕著に低減させつつも高解像度イメージ信号の性能を保証できる。
【０１１２】
また、上述した診断画像を生成する方法は、コンピュータで実行できるプログラムで作成でき、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を利用して、プログラムを動作させる汎用デジタルコンピュータで具現できる。
また、上述した方法に用いられるデータの構造は、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にいろいろな手段を通じて記録できる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、磁気記録媒体（例えば、ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光学的判読媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）などの記録媒体を含み得る。
【０１１３】
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明は、診断システム及び医療画像システム関連の技術分野に好適に用いられる。
【符号の説明】
【０１１５】
５０    プローブ
１００    診断画像生成装置
１０２    ＴＧＣ（Ｔｉｍｅ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）
１０４    ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）
１０６    保存部
１０８    ビームフォーマー
１１０    低解像度イメージ信号合成部
１２０    加重値算出部
１２２    加重値保存部
１２４    加重値更新部
１３０    高解像度イメージ信号合成部
２００    診断システム
２１０    表示部
２２０    保存部
２３０    通信部
【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】
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【図８】
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