(57)【要約】【課題】本発明の超音波映像装置は、対象体から反射される超音波信号のＩ／Ｑ信号から信号特性値を算出して、その算出された信号特性値の比較によって、前記Ｉ／Ｑ信号からクラッタ成分を除去する必要があるか否かを判別するロジックを提供する。これにより、この超音波映像装置は、対象体の血流分布を従来より正確に映像化してユーザに提供することができる。【解決手段】超音波信号を対象体に送出して、前記対象体から反射される超音波信号を受信し、前記受信した超音波信号を超音波映像内の各映像のピクセルに対応するＩ／Ｑ信号に変換する信号変換部と、前記Ｉ／Ｑ信号を周波数領域の信号に変換して、前記変換されたＩ／Ｑ信号に対する複数の信号特性値により、前記Ｉ／Ｑ信号からクラッタ成分を除去する必要があるか否かを判別する制御部とを備える超音波映像装置。【選択図】図１
2012024578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波信号を対象体に送出して、前記対象体から反射される超音波信号を受信し、前記受信した超音波信号を超音波映像内の各映像のピクセルに対応するＩ／Ｑ信号に変換する信号変換部と、
前記Ｉ／Ｑ信号を周波数領域の信号に変換して、前記変換されたＩ／Ｑ信号に対する複数の信号特性値に基づいて、前記Ｉ／Ｑ信号からのクラッタ成分を除去する必要があるか否かを判別する制御部と、
を備える超音波映像装置。
【請求項２】
前記複数の信号特性値は、
前記周波数領域の信号に変換されたＩ／Ｑ信号の平均値、中央値および最頻値のうちのいずれか１つを含む請求項１に記載の超音波映像装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記複数の信号特性値の大きさを互いに比較して、その比較結果に基づいて、前記Ｉ／Ｑ信号からクラッタ成分を除去する必要があるか否かを判別する請求項１に記載の超音波映像装置。
【請求項４】
前記複数の信号特性値は、
前記周波数領域の信号に変換されたＩ／Ｑ信号の平均値、中央値および最頻値を含み、
前記制御部は、前記比較結果が
（ａ）［最頻値＜中央値＜平均値］、
（ｂ）［最頻値＜平均値＜中央値］および
（ｃ）［中央値＜最頻値＜平均値］
のうちの少なくとも１つの条件を満たす場合、前記Ｉ／Ｑ信号から前記クラッタ成分の除去が必要であると判断する請求項３に記載の超音波映像装置。
【請求項５】
さらに、複数のクラッタフィルタリングおよびそれぞれのクラッタフィルタリングのカットオフを格納するメモリを含み、
前記制御部は、
前記比較結果がいずれの前記条件も満たさない場合、前記Ｉ／Ｑ信号から最小限のクラッタ成分の除去が必要であると判断し、前記カットオフが最も低いクラッタフィルタリングを前記Ｉ／Ｑ信号に適用する請求項４に記載の超音波映像装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記複数の信号特性値に基づいて、前記Ｉ／Ｑ信号の偏重分布形態を推定して、前記推定された偏重分布形態に基づいて、前記Ｉ／Ｑ信号の曲線が右側に偏重しているか否かによって、前記Ｉ／Ｑ信号からクラッタ成分を除去する必要があるか否かを判別する請求項１に記載の超音波映像装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記信号変換部によって変換されたＩ／Ｑ信号を特異値分解して、複数のサブ行列を生成し、前記複数のサブ行列のそれぞれに対する複数の信号特性値に基づいて、前記複数のサブ行列のうち、クラッタフィルタリングが必要でないサブ行列を選択して、前記選択されたサブ行列を用いて、前記超音波映像のカラーフロー映像を形成する請求項１に記載の超音波映像装置。
【請求項８】
前記複数の信号特性値は、
前記複数のサブ行列のそれぞれの平均値、中央値および最頻値を含み、
前記制御部は、
前記複数のサブ行列の前記複数の信号特性値の大きさを互いに比較して、その比較結果が、
（ｄ）［平均値＜中央値＜最頻値］、
（ｅ）［中央値＜平均値＜最頻値］および
（ｆ）［平均値＜最頻値＜中央値］
のうちの少なくとも１つの条件を満たす場合、前記条件を満たすサブ行列を前記クラッタ成分を除去する必要がないサブ行列として選択する請求項７に記載の超音波映像装置。
【請求項９】
超音波信号を対象体に送出して、前記対象体から反射される超音波信号をＩ／Ｑ信号に変換するステップと、
前記Ｉ／Ｑ信号を周波数領域の信号に変換して、前記変換されたＩ／Ｑ信号の複数の信号特性値を算出するステップと、
前記複数の信号特性値の比較によって、前記Ｉ／Ｑ信号からクラッタ成分を除去する必要があるか否かを判別するステップと、
前記判別により、前記Ｉ／Ｑ信号にクラッタフィルタリングを行うステップと、
を含む超音波映像処理方法。
【請求項１０】
超音波信号を対象体に送出して、前記対象体から反射される超音波信号をＩ／Ｑ信号に変換するステップと、
前記Ｉ／Ｑ信号を特異値分解して、複数のサブ行列を生成するステップと、
前記複数のサブ行列のそれぞれを周波数領域のサブ行列に変換して、前記変換された複数のサブ行列のそれぞれに対し複数の信号特性値を算出するステップと、
前記複数の信号特性値の比較によって、前記複数のサブ行列のうち、クラッタ成分を除去する必要がないサブ行列を選択するステップと、
前記選択されたサブ行列を用いて、超音波映像のカラーフロー映像を形成するステップと、
を含む超音波映像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、適応的クラッタフィルタリングを実行する超音波映像装置および超音波映像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波映像装置は、人体に超音波を発射し、血流から反射される超音波エコー信号のドップラシフト（ｄｏｐｐｌｅｒ  ｓｈｉｆｔ）周波数を測定することによって、血流の分布をリアルタイムで検出して表示する装置である。
【０００３】
かかる装置では、発射される超音波を血流にフォーカシングして集中させても、一部は望まない方向に伝播してしまう。その結果、エコー信号には、血流からの反射信号だけでなく血流以外の組織からの不要な信号も一緒に混ざって戻ってくる。この時、一般的に血流から戻ってくるエコー信号をドップラ信号、その他の組織から戻ってくる望まない信号をクラッタ信号（ｃｌｕｔｔｅｒ  ｓｉｇｎａｌ）という。
【０００４】
一般に、超音波をフォーカシングすれば、焦点（ｆｏｃａｌ  ｐｏｉｎｔ）に大部分のエネルギーが伝達され、その外側に漏れる超音波信号のエネルギーは極僅かである。しかしながら、対象体が血流の場合、血流の超音波反射率（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）が周辺組織（血管壁、筋肉など）に比べて極めて小さいため、血流からのドップラ信号よりもクラッタ信号の方がより大きくなる場合が多い。
【０００５】
したがって、従来の超音波システムでは、カラードップラモードを実行する際にクラッタ信号を効果的に除去するため、数々のクラッタフィルタリング方法を用いている。
【０００６】
このようなクラッタフィルタリング方法には、カットオフ（ｃｕｔｏｆｆ）特性が予め設定されたＩＩＲ（ｉｎｆｉｎｉｔｅ  ｉｍｐｕｌｓｅ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ）タイプのハイパスフィルタを用いる方法、ＤＭＤおよび各ピクセルの信号特性に応じて最適カットオフを選択する適応的フィルタリング方法、各ピクセル当りのアンサンブルデータ（ｅｎｓｅｍｂｌｅ  ｄａｔａ）自体の成分を分解（ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）して、クラッタ信号を除去する方法などがある。
【０００７】
しかしながら、これらの方法では、大部分がクラッタフィルタリングを適用する前の信号についての分散（ｖａｒｉａｎｃｅ）、平均周波数（ｍｅａｎ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）およびパワー（ｐｏｗｅｒ）を用いるか、あるいは、分解された信号の分散、平均周波数およびパワーを用いている。
【０００８】
本発明では、Ｉ／Ｑ信号を周波数領域の信号に変換した後、その変換されたＩ／Ｑ信号の特性に応じてクラッタ成分を除去するためのクラッタフィルタの決定を行うロジック（ｄｅｃｉｓｉｏｎ  ｌｏｇｉｃ）について述べる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明では、周波数領域の信号に変換されたＩ／Ｑ信号の信号特性値を算出し、それらの大きさを比較してクラッタフィルタリングを適応的に実行する超音波映像装置および超音波映像処理方法を提供する。
【００１０】
また、本発明では、周波数領域の信号に変換されたＩ／Ｑ信号の特異値分解された複数のサブ行列のうち、前記Ｉ／Ｑ信号の信号特性値に基づいてクラッタフィルタリングが必要でないサブ行列を選別して、超音波映像のカラーフロー映像を形成する超音波映像装置および超音波映像処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面によれば、超音波映像装置は、超音波信号を対象体に送出して、前記対象体から反射される超音波信号を受信し、前記受信した超音波信号を超音波映像内の各映像のピクセルに対応するＩ／Ｑ信号に変換する信号変換部と、前記Ｉ／Ｑ信号を周波数領域（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｏｍａｉｎ）の信号に変換して、前記変換されたＩ／Ｑ信号に対する複数の信号特性値に基づいて、前記Ｉ／Ｑ信号からクラッタ成分を除去する必要があるか否かを判別する制御部とを備えている。
【００１２】
また、前記制御部は、前記信号変換部によって変換されたＩ／Ｑ信号を特異値分解して複数のサブ行列を生成し、前記複数のサブ行列のそれぞれに対する複数の信号特性値に基づいて、前記複数のサブ行列のうち、クラッタフィルタリングが必要でないサブ行列を選択して、前記選択されたサブ行列を用いて、前記超音波映像のカラーフロー映像を形成する。
【００１３】
本発明の他の側面によれば、超音波信号を対象体に送出して、前記対象体から反射される超音波信号をＩ／Ｑ信号に変換するステップと、前記Ｉ／Ｑ信号を周波数領域の信号に変換して、前記変換されたＩ／Ｑ信号の複数の信号特性値を算出するステップと、前記複数の信号特性値を比較して、前記Ｉ／Ｑ信号からクラッタ成分を除去する必要があるか否かを判別（決定）するステップと、前記判別（決定）により、前記Ｉ／Ｑ信号にクラッタフィルタリングを適用するステップとを含む超音波映像処理方法を提供することができる。
【００１４】
本発明の更なる他の側面によれば、超音波信号を対象体に送出して、前記対象体から反射される超音波信号をＩ／Ｑ信号に変換するステップと、前記Ｉ／Ｑ信号を特異値分解して、複数のサブ行列を生成するステップと、前記複数のサブ行列のそれぞれを周波数領域のサブ行列に変換して、前記変換された複数のサブ行列のそれぞれに対し複数の信号特性値を算出するステップと、前記複数の信号特性値の比較によって、前記複数のサブ行列のうち、クラッタ成分を除去する必要がないサブ行列を選択するステップと、前記選択されたサブ行列を用いて、超音波映像のカラーフロー映像を形成するステップとを含む超音波映像処理方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の実施形態によれば、対象体から反射して戻ってきた超音波エコー信号の信号特性値に基づいて、Ｉ／Ｑ信号をクラッタフィルタリングするか、または、Ｉ／Ｑ信号のサブ行列を選別することによって、ユーザにより正確な超音波信号のカラーフロー映像を提供することができる。
【００１６】
また、本発明の実施形態には、レガシーフィルタリング方法、特異値分解方法、固有値（ｅｉｇｅｎ）分解方法の全て適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る超音波映像装置の構成を示す図である。
【図２ａ】本発明の一実施形態に係る超音波映像装置において、周波数領域の信号に変換されたＩ／Ｑ信号を示すグラフである。
【図２ｂ】本発明の一実施形態に係る超音波映像装置で算出された信号特性値の比較条件を示す表である。
【図３】図１に示した制御部の構成の実施形態を示す図である。
【図４ａ】本発明の一実施形態に係る超音波映像装置において周波数領域の信号に変換された異なるＩ／Ｑ信号を説明するための図である。
【図４ｂ】本発明の一実施形態に係る超音波映像装置において周波数領域の信号に変換されたＩ／Ｑ信号を説明するための図である。
【図５】図１に示した制御部の構成の他の実施形態を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る超音波映像装置において周波数領域の信号に変換された他のＩ／Ｑ信号を示すグラフである。
【図７】本発明の一実施形態に係る超音波映像処理方法を説明するための図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る超音波映像処理方法を説明するための図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る超音波映像処理方法を説明するための図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る超音波映像処理方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を添付する図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る超音波映像装置の構成を示す図である。
【００２０】
図１を参照すると、超音波映像装置は、信号変換部１００、メモリ１１０、制御部１２０、ユーザ入力部１３０および表示部１４０を備えている。
【００２１】
信号変換部１００は、超音波信号を対象体に送出して、対象体から反射される超音波信号（すなわち、超音波エコー信号）を受信し、その受信した超音波信号を超音波映像内の各映像のピクセルに対応するＩ／Ｑ信号（ｉｎ−ｐｈａｓｅ／ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ  ｓｉｇｎａｌ）に変換して出力する。この時、Ｉ／Ｑ信号には、ドップラ成分だけでなくクラッタ成分も含まれている。
【００２２】
信号変換部１００は、アンサンブルナンバ（ｅｎｓｅｍｂｌｅ  ｎｕｍｂｅｒ）にしたがって、順番にかつ繰り返し送信信号の形成を行って複数の送信信号を生成する。次に、信号変換部１００は、この生成された送信信号を超音波信号に変換して対象体に送信する。そして、信号変換部１００は、対象体から反射して戻ってきた超音波エコー信号を受信すると、その超音波エコー信号をデジタル信号に変換し、更に、超音波映像内の各映像のピクセルに対応するＩ／Ｑ信号に変換する。
【００２３】
メモリ１１０は、本発明の一実施形態に係る超音波映像システムの実行手順を格納している。このメモリ１１０は、通常のハードディスク、ＲＡＭおよびＲＯＭのうちの１つ以上によって実現することができる。
【００２４】
制御部１２０は、信号変換部１００によって変換および出力されたＩ／Ｑ信号を周波数領域の信号に変換し、その変換されたＩ／Ｑ信号に対する複数の信号特性値に基づいて、Ｉ／Ｑ信号のクラッタ成分を除去する必要があるか否かを判別する。
【００２５】
この信号特性値には、周波数領域の信号に変換されたＩ／Ｑ信号の平均値（ｍｅａｎ）、中央値（ｍｅｄｉａｎ）および最頻値（ｍｏｄｅ）のうちの１つ以上が含まれる。
【００２６】
制御部１２０は、変換されたＩ／Ｑ信号の各周波数成分の大きさ（ｘ軸が周波数を示し、ｙ軸が大きさ（Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）を示す。）を求めて、その値から周波数の平均値、中間値および最頻値を算出する。
【００２７】
ここで、最頻値は、アンサンブルデータをフーリエ変換（ＦＦＴ変換）して得た周波数データのうち、ｙ軸での大きさが最大になる点の周波数をいう。
【００２８】
図２ａは、周波数領域の信号に変換されたＩ／Ｑ信号およびその信号特性値を示す図である。
【００２９】
図２ａを参照すると、曲線Ａは、任意のアンサンブルナンバのＩ／Ｑ信号を周波数領域の信号に変換したものである。この曲線Ａで、aは平均値を、ｂは中央値を、ｃは、最頻値（頻度が最も高い数、すなわち、ヒストグラムで最も尖った所）を表す。
【００３０】
制御部１２０は、上記のような信号特性値の大きさを比較して、Ｉ／Ｑ信号からクラッタ成分を除去する必要があるか否かを判別する。
【００３１】
図２ｂは、上記の判別に必要な比較条件を羅列して示す表である。
【００３２】
図２ｂで、制御部１２０は、複数の信号特性値の大きさを比較し、その結果が、［最頻値＜中央値＜平均値］、［最頻値＜平均値＜中央値］および［中央値＜最頻値＜平均値］のうちのいずれか１つの条件（以下、「第１条件」と称する。）を満たす場合には、Ｉ／Ｑ信号からクラッタ成分を除去する必要があると判断する。
【００３３】
これに対して、制御部１２０は、大きさを比較した結果が、［平均値＜中央値＜最頻値］、［中央値＜平均値＜最頻値］および［平均値＜最頻値＜中央値］のうちのいずれか１つの条件（以下、「第２条件」と称する。）を満たす場合には、Ｉ／Ｑ信号からクラッタ成分を除去する必要はないと判断する。
【００３４】
一方、制御部１２０は、このような信号特性値を用いてＩ／Ｑ信号の偏重分布形態を推定する。すなわち、制御部１２０は、複数の信号特性値の比較によって、変換されたＩ／Ｑ信号の周波数領域内の曲線の偏重分布形態を推定し、その推定された偏重分布形態の偏重方向（例えば、右側）によって、Ｉ／Ｑ信号からクラッタ成分を除去する必要があるか否かを判別することができる。
【００３５】
制御部１２０は、Ｉ／Ｑ信号からクラッタ成分を除去するために、レガシークラッタフィルタ（Ｌｅｇａｃｙ  Ｃｌｕｔｔｅｒ  Ｆｉｌｔｅｒ）、または、ハンケル特異値分解（Ｈａｎｋｅｌ  Ｓｉｎｇｕｌａｒ  Ｖａｌｕｅ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ、Ｈａｎｋｅｌ  ＳＶＤ）を用いることができる。
【００３６】
図３は、図１の制御部１２０がレガシークラッタフィルタを用いる場合の構成の実施形態を示す図である。
【００３７】
図３の場合、メモリ１１０は、複数のクラッタフィルタリングの手順を格納するとともに、その複数の各クラッタフィルタリングに対応するインデックスおよびカットオフも格納している。また、インデックスは、カットオフの大きさによって順序付けを行なう。
【００３８】
図３において、制御部１２１は、周波数領域変換部１２１ａ、特性値算出部１２１ｂ、フィルタリング処理部１２１ｃおよび映像形成部１２１ｄを備えている。
【００３９】
周波数領域変換部１２１ａは、信号変換部１００によって出力されたＩ／Ｑ信号のうち、任意のアンサンブルデータに対するＩ／Ｑ信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行い、周波数領域の信号に変換する。
【００４０】
特性値算出部１２１ｂは、周波数領域の信号に変換されたＩ／Ｑ信号に基づいて、複数の信号特性値を算出する。
【００４１】
言い換えれば、特性値算出部１２１ｂは、自己相関（Ａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）を用いて、周波数領域の信号に変換されたＩ／Ｑ信号から平均周波数および分散を算出する。また、特性値算出部１２１ｂは、算出された平均周波数、分散およびフーリエ変換次数（ＦＦＴ  ｏｒｄｅｒ）を用いて、周波数領域の信号に変換されたＩ／Ｑ信号の信号特性値を算出する。
【００４２】
図４ａおよび図４ｂは、周波数領域の信号に変換されたＩ／Ｑ信号およびその信号特性値を説明するための図である。
【００４３】
特に、図４ａは、超音波システムで広く用いられている自己相関方法を用いて計算されたデータを、また、図４ｂは、図４ａのようなアンサンブルデータに対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行った結果を示す。
【００４４】
中央値は、図４ａのグラフに対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行って得た図４ｂのグラフにおいて、ｘ軸（周波数領域）上の中央点の値を用いる。また、最頻値は、ｙ軸（縦軸）で最も大きい値を有するｘ軸（周波数領域）の値を用いる。
【００４５】
図４ｂを参照すると、変換されたアンサンブルナンバのＩ／Ｑ信号は、ａ１の周波数で平均値を、ｂ１の周波数で中央値を、ｃ１の周波数で最頻値を有することが分かる。
【００４６】
特に、ｘ軸（周波数領域）の最大値は０．４７であるため、中央値は０．２３５（０．４７／２）となる。最大値は、図４ｂで最大値（頂点）を有するｘ軸（周波数領域）の値であり、同図において、実際値は０．０６２５となる。また、平均値は、上の特性を有するＩおよびＱデータを自己相関して得た平均値であり、本実施形態では０．０４７３となる。
【００４７】
従って、信号特性値（ａ１、ｂ１、ｃ１）は、第１条件の［最頻値＜平均値＜中央値］に該当することが分かる。
【００４８】
フィルタリング処理部１２１ｃは、特性値算出部１２１ｂによって算出された複数の信号特性値を用いて、Ｉ／Ｑ信号からクラッタ成分を除去するか否かを判断し、クラッタ成分の除去が必要な場合、メモリ１１０に格納された複数のクラッタフィルタリングをＩ／Ｑ信号に適用する。
【００４９】
この時、フィルタリング処理部１２１ｃは、複数の信号特性値の大きさを比較して、比較結果が第１条件を満たす場合、Ｉ／Ｑ信号にクラッタ成分の除去を行う必要があると判断する。
【００５０】
このようにしてクラッタ成分の除去が必要であると判断されれば、フィルタリング処理部１２１ｃは、予め設定されたインデックス、または、予め設定されたカットオフのクラッタフィルタリングをＩ／Ｑ信号に適用する。この時、Ｉ／Ｑ信号に予め設定されたインデックスのクラッタフィルタリングが既に適用されていた場合、フィルタリング処理部１２１ｃは、次の（以前に使用したものとは別の）インデックスのクラッタフィルタリングをＩ／Ｑ信号に適用する。
【００５１】
一方、比較結果が第１条件を満たさない場合は、フィルタリング処理部１２１ｃは、Ｉ／Ｑ信号からクラッタを除去する必要がないものと判断し、Ｉ／Ｑ信号にクラッタフィルタリングを適用しない。
【００５２】
すなわち、比較結果が第１条件を満たさない場合には、Ｉ／Ｑ信号に最小限のクラッタ成分の除去が必要であると判断し、フィルタリング処理部１２１ｃは、最も低いカットオフのクラッタフィルタリングを適用する。
【００５３】
映像形成部１２１ｄは、フィルタリング処理部１２１ｃによって最終フィルタリングされたＩ／Ｑ信号を用いて、超音波映像のカラーフロー映像を形成し、その映像を表示部１４０に転送する。
【００５４】
一方、制御部１２０は、ハンケル特異値分解（Ｈａｎｋｅｌ  Ｓｉｎｇｕｌａｒ  Ｖａｌｕｅ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ：Ｈａｎｋｅｌ  ＳＶＤ）を用いて、Ｉ／Ｑ信号のクラッタフィルタリングを実行することもできる。
【００５５】
図５は、図１の制御部がハンケル特異値分解を用いる場合の実施形態を示す図である。
この場合、制御部１２２は、信号変換部１００によって変換されたＩ／Ｑ信号を特異値分解して複数のサブ行列を生成し、その複数のサブ行列のそれぞれに対する複数の信号特性値に基づいて、複数のサブ行列のうち、クラッタフィルタリングが必要でないサブ行列を選択して、選択されたサブ行列を用いて、超音波映像のカラーフロー映像を形成する。
【００５６】
この制御部１２２は、図５に示すように、特異値分解処理部１２２ａ、特性値算出部１２２ｂ、行列選択部１２２ｃおよび映像形成部１２２ｄを備えている。
【００５７】
特異値分解処理部１２２ａは、信号変換部１００によって変換されたＩ／Ｑ信号を特異値分解し、その分解されたＩ／Ｑ信号に対する複数のサブ行列を生成する。
【００５８】
特性値算出部１２２ｂは、特異値分解処理部１２２ａによって生成された複数のサブ行列のそれぞれに対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行って、それぞれの変換されたデータを用いて、各サブ行列に対応する複数の信号特性値を算出する。
【００５９】
図６は、任意のサブ行列が周波数領域のサブ行列に変換されたグラフおよびその信号特性値を示す。
【００６０】
図６を参照すると、周波数領域のサブ行列（データ）に変換されたサブ行列に対する基準周波数（Ｎｏｒｍ．Ｆｒｅｑ）および大きさ（Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）（ｄＢ）が示されている。ここで、サブ行列は、周波数において平均値がａ２、中央値がｂ２、最頻値がｃ２の信号特性値を有する。この図から信号特性値（ａ２、ｂ２、ｃ２）は、第２条件の［中央値＜平均値＜最頻値］を満たすことが分かる。
【００６１】
行列選択部１２２ｃは、特性値算出部１２２ｂによって算出された複数の信号特性値（ａ２、ｂ２、ｃ２）および第２条件に基づいて、複数のサブ行列のうちクラッタフィルタリングを適用する必要がないサブ行列を選択する。
【００６２】
すなわち、行列選択部１２２ｃは、複数のサブ行列のそれぞれに対する複数の信号特性値の大きさを比較して、比較結果が第２条件に該当するか否かを判別し、複数のサブ行列のうち、クラッタフィルタリングを適用する必要がないサブ行列を選択する。
【００６３】
映像形成部１２２ｄは、行列選択部１２２ｃによって選択されたサブ行列を用いて、超音波映像のカラーフロー映像を形成し、その形成されたカラーフロー映像を表示部１４０に転送する。
【００６４】
また、ユーザ入力部１３０は、ユーザの入力情報を受信するインタフェースを提供する。本実施形態において、インタフェースは、対象体のＢモード（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  ｍｏｄｅ）映像に設定される関心領域（すなわち、カラーボックス）の領域および位置情報をユーザが選択できるようにする。ユーザ入力部１３０は、コントロールパネル（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｐａｎｅｌ）、マウス（ｍｏｕｓｅ）、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等を備えている。
【００６５】
表示部１４０は、制御部１２０によって形成されたカラーフロー映像を表示する。
【００６６】
以上説明したように、Ｉ／Ｑ信号にクラッタフィルタリングを何度も繰り返し行ってカラーフロー映像を形成する（図３の場合）か、または、クラッタフィルタリングを適用する必要がないサブ行列によってカラーフロー映像を形成する（図５の場合）ことにより、より正確な超音波映像をユーザに提供することができる。
【００６７】
図７は、本発明の一実施形態に係る超音波映像処理方法を示す図である。この場合、超音波映像処理を行う装置の制御部は、レガシークラッタフィルタを用いている。また、装置のメモリには、複数のクラッタフィルタリングの手順と、複数の各クラッタフィルタリングに対応するインデックスおよびそれぞれのカットオフとが格納されている。
【００６８】
図７において、ステップＳ７００では、超音波信号を対象体に送出して、対象体から反射される超音波信号をＩ／Ｑ信号に変換する。また、ステップＳ７００では、変換されたＩ／Ｑ信号で任意のアンサンブルデータに対するＩ／Ｑ信号に対して高速フーリエ変換を行って、周波数領域の信号（周波数領域のＩ／Ｑ信号）に変換する。
【００６９】
ステップＳ７１０では、ステップＳ７００で変換されたＩ／Ｑ信号から複数の信号特性値を算出する。この信号特性値は、Ｉ／Ｑ信号の平均値、中央値および最頻値を含む。
【００７０】
ステップＳ７２０では、ステップＳ７１０で算出された信号特性値に基づいて、Ｉ／Ｑ信号のクラッタ成分を除去する必要があるか否かを判別し、クラッタ成分の除去が必要な場合は、Ｉ／Ｑ信号にクラッタフィルタリングを適用する。
【００７１】
この時、ステップＳ７２０では、図８に示すような複数の操作を実行する。
【００７２】
図８に示すように、ステップＳ７２１では、ステップＳ７１０で算出された複数の信号特性値の大きさを比較する。
【００７３】
ステップＳ７２２では、ステップＳ７２１の比較結果が予め設定された第１条件のいずれを満たすのかを判断する。ここで、第１条件は［最頻値＜中央値＜平均値］、［最頻値＜平均値＜中央値］および［中央値＜最頻値＜平均値］のうちのいずれか１つの条件を意味する。
【００７４】
ステップＳ７２２での判断の結果、比較結果が第１条件を満たす場合、ステップＳ７２３では、予め設定されたインデックスのクラッタフィルタリングをＩ／Ｑ信号に適用する。
【００７５】
ステップＳ７２４では、ステップＳ７２３でフィルタリングされたＩ／Ｑ信号を高速フーリエ変換して周波数領域の信号に変換し、複数の信号特性値を再計算する。
【００７６】
ステップＳ７２５では、ステップＳ７２４で再計算された複数の信号特性値の大きさを比較する。また、ステップＳ７２６では、ステップＳ７２５の比較結果が第１条件を満たすか否かを判別する。
【００７７】
ステップＳ７２６での判断の結果、ステップＳ７２５の比較結果が第１条件を満たす場合、ステップＳ７２７では、既にクラッタフィルタリングされたＩ／Ｑ信号に、次の（別の）インデックスを有するフィルタリングを再び適用する。
【００７８】
一方、ステップＳ７２２での判断において、比較結果が第１条件を満たさない場合には、ステップＳ７２８では、Ｉ／Ｑ信号に最小限のクラッタ成分の除去を行う必要があると判断し、最も低いカットオフのクラッタフィルタリングを適用する。
【００７９】
このようにして、ステップＳ７２１からステップＳ７２８までの操作を通してステップＳ７００で周波数領域の信号に変換されたＩ／Ｑ信号が予め設定された第１条件を満たすようになるまで、クラッタフィルタリングを繰り返し行う。
【００８０】
一方、ステップＳ７３０では、ステップＳ７２０で最終フィルタリングされたＩ／Ｑ信号を用いて、超音波映像のカラーフロー映像を形成し、その形成されたカラーフロー映像を表示する。
【００８１】
これにより、ステップＳ７３０で表示されるカラーフロー映像は、１回またはそれ以上繰り返し行われたクラッタフィルタリングによって、クラッタ成分が除去された信号によって形成される。このため、本方法を用いた超音波映像装置は、従来より正確な超音波映像をユーザに提供することができる。
【００８２】
図９は、本発明の他の実施形態に係る超音波映像処理方法を示すフローチャートである。この方法では、ハンケル特異値分解を用いて、Ｉ／Ｑ信号からクラッタ成分を除去する。
【００８３】
図９を参照すると、ステップＳ９００では、超音波信号を対象体に送出して、対象体から反射される超音波信号をＩ／Ｑ信号に変換し、その変換されたＩ／Ｑ信号を特異値分解する。
【００８４】
ステップＳ９１０では、前述のように、特異値分解されたＩ／Ｑ信号から複数のサブ行列を生成する。
【００８５】
次に、ステップＳ９２０では、ステップＳ９１０で生成された複数のサブ行列に対して、それぞれ信号特性値を算出し、その複数の信号特性値に基づいて、複数のサブ行列のうち、クラッタフィルタリングを適用する必要がないサブ行列を選択する。
【００８６】
この時、ステップＳ９２０では、図１０に示すような複数のステップを実行する。
【００８７】
図１０を参照すると、ステップＳ９２１において、複数のサブ行列のそれぞれを、高速フーリエ変換によって周波数領域のサブ行列（信号）に変換する。
【００８８】
次に、ステップＳ９２２では、ステップＳ９２１で変換された各サブ行列から複数の信号特性値を算出する。ここで、複数の信号特性値は、各サブ行列に対する平均値、中央値および最頻値を含む。
【００８９】
ステップＳ９２３では、ステップＳ９２２で算出された複数の信号特性値の大きさを互いに比較する。そして、次のステップＳ９２４において、ステップＳ９２３での比較結果が予め設定された第２条件を満たすか否かを判断する。ここで、第２条件とは、［平均値＜中央値＜最頻値］、［中央値＜平均値＜最頻値］および［平均値＜最頻値＜中央値］のうちのいずれか１つの条件を満たすことを意味する。
【００９０】
ステップＳ９２４で比較結果が第２条件を満たす場合、次のステップＳ９２５では、その条件に該当するサブ行列を、クラッタフィルタリングを適用する必要がないサブ行列として選択する。これに対して、比較結果が第２条件を満たさない場合は、ステップＳ９２５では、第２条件を満たさない比較結果に該当するサブ行列を選択しない。
【００９１】
ステップＳ９２５では、ステップＳ９２３で全てのサブ行列の信号特性値が比較および処理されたか否かを判断し、全てのサブ行列が処理されなかった場合、ステップＳ９２３が再度実行される。再度実行されたステップＳ９２３では、次のサブ行列の信号特性値の大きさを比較する。
【００９２】
その結果、ステップＳ９２１〜ステップＳ９２５を通して、複数のサブ行列のそれぞれに対する複数の信号特性値に基づいて、複数のサブ行列のうち、クラッタフィルタリングを適用する必要がないサブ行列を選別する。
【００９３】
一方、ステップＳ９３０では、ステップＳ９２０で選択されたサブ行列を用いて、超音波映像のカラーフロー映像を形成して表示する。
【００９４】
これによって、ステップＳ９３０で表示されたカラーフロー映像は、Ｉ／Ｑ信号の複数のサブ行列のうち、クラッタフィルタリングを適用する必要がないサブ行列によって形成される。このため、この方法で処理された超音波映像装置はより正確な超音波映像をユーザに提供することができる。
【００９５】
なお、本発明の実施形態は、多様なコンピュータ手段によって実現することのできるプログラム命令形態によって実現され、コンピュータ読み出し可能媒体に記録される。コンピュータ読み出し可能媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独でまたは組み合わせて備えることもできる。媒体に記録されるプログラム命令は、本発明のために特別に設計して構成されたものであっても、あるいはコンピュータソフトウェアの当業者に公知されている使用可能なものであってもよい。
【００９６】
上述したように、本発明では、具体的な構成要素などの特定事項と限定される実施形態および図面によって説明したが、これは本発明のより全般的な理解を助けるために提供したものに過ぎない。したがって、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明が属する分野において通常の知識を有する者であれば、その概念に基づいて多様な修正および変形が可能である。したがって、本発明の思想は、上記実施形態に限定して解釈されてはならず、その範疇には、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等または等価的変形のある全てのものが属するといえる。
【符号の説明】
【００９７】
１００  ：信号変換部
１１０  ：メモリ
１２０  ：制御部
１２１  ：制御部
１２１ａ：周波数領域変換部
１２１ｂ：特性値算出部
１２１ｃ：フィルタリング処理部
１２１ｄ：映像形成部
１２２  ：制御部
１２２ａ：特異値分解処理部
１２２ｂ：特性値算出部
１２２ｃ：行列選択部
１２２ｄ：映像形成部
１３０  ：ユーザ入力部
１４０  ：表示部
Ｓ７００、Ｓ７１０、Ｓ７２０〜Ｓ７２６、Ｓ７３０：ステップ
Ｓ９００、Ｓ９１０、Ｓ９２０〜Ｓ９２６、Ｓ９３０：ステップ
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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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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