專利名稱：超聲波診斷裝置及其控制方法、圖像處理裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及減少在體數(shù)據(jù)中包含的散斑、噪聲的超聲波診斷裝置、圖像處理裝置、 超聲波診斷裝置的控制方法以及圖像處理方法。
背景技術(shù)：
超聲波診斷裝置向被檢體內(nèi)放射由內(nèi)置在超聲波探頭內(nèi)的振子所產(chǎn)生的超聲波 脈沖，并經(jīng)由振子接收由被檢體組織反射出的超聲波。并且，超聲波診斷裝置產(chǎn)生與接收到 的超聲波相應的回波信號，根據(jù)產(chǎn)生的回波產(chǎn)生超聲波圖像數(shù)據(jù)，并顯示超聲波圖像。一般 而言，超聲波診斷裝置通過使用具有排列成一維的多個振子的超聲波探頭，掃描被檢體內(nèi) 的斷面來收集二維超聲波圖像。另外，近年來，超聲波診斷裝置通過使用具有排列成二維的 多個振子的超聲波探頭等，也能夠掃描被檢體內(nèi)的體積，收集三維超聲波圖像(體數(shù)據(jù))。但是，由多個接近的被檢體組織反射的超聲波因各自的相位而發(fā)生干涉。由此干 涉，產(chǎn)生與只合成振幅的情況所能看到的內(nèi)容不同的圖像圖案即散斑(speckle)。散斑會妨 礙被檢體組織的邊界的位置、形狀的正確觀測。因此，提出了用于減少(reduce)散斑的各 種處理方法。例如，如第1文獻(日本特開2006-116307號公報)所記載的那樣，提出了通過小 波(wavelet)變換/逆變換等對超聲波圖像進行多分辨率分解，并檢測出在各等級下分解 出的圖像的邊緣，對每個象素算出邊緣的朝向，實施在邊緣的切線方向平滑化、在法線方向 尖銳化的濾波的方法。但是，該第1文獻的應用被限定于二維超聲波圖像。另一方面，如第2 文獻(K. Z. Abd-Elmoniem, A. M. Youssef, andY. M. Kadah, “ Real-Time Speckle Reduction and CoherenceEnhancement in Ultrasound Imaging via Nonlinear AnisotropicDiffusion" , IEEE transactions on biomedical engineering, vol. 49，NO. 9，Sep. 2002)所記載的那樣，作為圖像數(shù)據(jù)中的象素區(qū)域的結(jié)構(gòu) 分析方法，有使用結(jié)構(gòu)張量(Structure Tensor)的方法。第2文獻中記載了基于非線性各 向異性擴散濾波器(Nonlinear Anisotropic DiffusionFilter)減少超聲波圖像的散斑的 應用。但是第2文獻的應用也被限定于二維超聲波圖像。但是，通過在與特定的坐標軸垂直的斷面上分割體數(shù)據(jù)，并在那些各斷面上應用 二維散斑減少濾波器，可以減少體數(shù)據(jù)內(nèi)的散斑。但是，此時與在應用了二維濾波器的面中 的散斑的減少精度相比，在與其垂直相交的2個面中的散斑的減少精度差。三維地擴充非線性各向異性擴散濾波器時，需要根據(jù)三維結(jié)構(gòu)張量的3個固有 值的大小關(guān)系對結(jié)構(gòu)的特征進行分類。在第3文獻(Z.Yu，C.Bajaj，“ A Structure Tensor Approach for 3D Image Skeletonization-Applications in Protein SecondaryStructure Analysis,Image Processing，2006IEEE International Conference on，2006) 中記載了其具體例子。但是，在該第3文獻中沒有記載在三維擴散方程式中結(jié)合三維結(jié)構(gòu) 張量的各固有值的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種實現(xiàn)對體數(shù)據(jù)中包含的散斑、噪聲的減少精度以及減少處理速度進行提高的超聲波診斷裝置、圖像處理裝置、超聲波診斷裝置的控制方法以 及圖像處理方法。根據(jù)本發(fā)明的第1實施方式提供一種超聲波診斷裝置，其特征在于，包括超聲波 探頭；發(fā)送接收部，經(jīng)由上述超聲波探頭向被檢體發(fā)送超聲波，接收由來于由上述被檢體反 射的超聲波的回波信號；第1體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，根據(jù)上述接收到的回波信號產(chǎn)生第1體數(shù)據(jù)； 低頻/高頻體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，根據(jù)上述產(chǎn)生的第1體數(shù)據(jù)，產(chǎn)生在空間頻率上的低頻體數(shù)據(jù)與 高頻體數(shù)據(jù)；濾波器部，計算用于分類上述產(chǎn)生的低頻體數(shù)據(jù)中包含的三維結(jié)構(gòu)物的三維 結(jié)構(gòu)模式的3個固有值，根據(jù)上述3個固有值中的2個固有值計算邊緣信息，對上述低頻體 數(shù)據(jù)應用具有與上述計算出的邊緣信息對應的濾波器特性的非線性各向異性擴散濾波器； 高頻體素控制部，根據(jù)上述產(chǎn)生的邊緣信息，對上述高頻體數(shù)據(jù)實施邊緣強調(diào)處理；以及第 2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，根據(jù)在上述濾波器部中應用了非線性各向異性擴散濾波器后的低頻體數(shù) 據(jù)與在上述高頻體素控制部中實施了邊緣強調(diào)處理后的高頻體數(shù)據(jù)，產(chǎn)生散斑和噪聲被減 少了的第2體數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的第2實施方式提供一種超聲波診斷裝置，其特征在，包括超聲波探 頭；發(fā)送接收部，經(jīng)由上述超聲波探頭向被檢體發(fā)送超聲波，接收由上述被檢體反射的超聲 波，輸出與上述接收到的超聲波對應的回波信號；第1體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，根據(jù)上述回波信號產(chǎn) 生第ι體數(shù)據(jù)；第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，對上述第1體數(shù)據(jù)中包含的各個體素，按照與上述體素 的三維方向性對應的濾波特性應用三維濾波，產(chǎn)生第2體數(shù)據(jù)；以及圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，根據(jù) 上述第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生二維的超聲波圖像的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的第3實施方式提供一種超聲波診斷裝置，其特征在于，包括超聲波 探頭；發(fā)送接收部，經(jīng)由上述超聲波探頭向被檢體發(fā)送超聲波，接收由上述被檢體反射的超 聲波，輸出與上述接收的超聲波對應的回波信號；產(chǎn)生部，根據(jù)上述回波信號產(chǎn)生第1體數(shù) 據(jù)；減少部，通過減少上述第1體數(shù)據(jù)中包含的具有三維各向同性結(jié)構(gòu)的分量，強調(diào)具有三 維各向異性結(jié)構(gòu)的分量，從而根據(jù)上述第1體數(shù)據(jù)產(chǎn)生第2體數(shù)據(jù)；以及三維圖像處理部， 對上述第2體數(shù)據(jù)進行三維圖像處理，產(chǎn)生二維的超聲波圖像的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的第4實施方式提供一種圖像處理裝置，其特征在于，包括存儲部， 存儲與被檢體相關(guān)的第1體數(shù)據(jù)；第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，對上述第1體數(shù)據(jù)中包含的各體素， 按照與上述體素的三維方向性對應的濾波特性應用三維濾波，產(chǎn)生第2體數(shù)據(jù)；圖像數(shù)據(jù) 產(chǎn)生部，根據(jù)上述第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生二維的超聲波圖像的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的第5實施提供一種圖像處理裝置，其特征在于，包括存儲部，存儲 與被檢體相關(guān)的第1體數(shù)據(jù)；減少部，通過減少上述第1體數(shù)據(jù)中包含的具有三維各向同 性結(jié)構(gòu)的分量，強調(diào)具有三維各向異性結(jié)構(gòu)的分量，從而根據(jù)上述第1體數(shù)據(jù)產(chǎn)生第2體數(shù) 據(jù)；三維圖像處理部，對上述第2體數(shù)據(jù)進行三維圖像處理，產(chǎn)生二維圖像的數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的第6實施方式提供一種超聲波診斷裝置的控制方法，該超聲波診斷 裝置具備超聲波探頭、經(jīng)由上述超聲波探頭發(fā)送接收超聲波的發(fā)送接收部、產(chǎn)生第1體數(shù) 據(jù)的第1體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部、產(chǎn)生低頻體數(shù)據(jù)與高頻體數(shù)據(jù)的低頻/高頻體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部、應用濾 波器的濾波器部、控制高頻體素的高頻體素控制部、產(chǎn)生第2體數(shù)據(jù)的第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部、 系統(tǒng)控制部，該超聲波診斷裝置的控制方法的特征在于上述系統(tǒng)控制部控制上述發(fā)送接 收部，以使得經(jīng)由上述超聲波探頭向被檢體發(fā)送超聲波，經(jīng)由上述超聲波探頭接收由上述 被檢體反射的超聲波，輸出與上述接收的超聲波對應的回波信號，上述系統(tǒng)控制部控制上 述第1體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，以使得根據(jù)上述輸出的回波信號產(chǎn)生第1體數(shù)據(jù)，上述系統(tǒng)控制部 控制上述低頻/高頻體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，以使得根據(jù)上述產(chǎn)生的第1體數(shù)據(jù)產(chǎn)生在空間頻率上 的低頻體數(shù)據(jù)與高頻體數(shù)據(jù)，上述系統(tǒng)控制部控制上述濾波器部，以使得計算用于分類上 述產(chǎn)生的低頻體數(shù)據(jù)中包含的三維結(jié)構(gòu)物的三維結(jié)構(gòu)模式的3個固有值，根據(jù)上述3個固 有值中的2個固有值計算邊緣信息，對上述低頻體數(shù)據(jù)應用具有與上述計算出的邊緣信息 對應的濾波器特性的非線性各向異性擴散濾波器，上述系統(tǒng)控制部控制上述高頻體素控制 部，以使得根據(jù)上述產(chǎn)生的邊 緣信息對上述高頻體數(shù)據(jù)實施邊緣強調(diào)處理，上述系統(tǒng)控制 部控制上述第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，以使得根據(jù)應用了上述非線性各向異性擴散濾波器后的低 頻體數(shù)據(jù)與實施了上述邊緣強調(diào)處理后的高頻體數(shù)據(jù)，產(chǎn)生散斑與噪聲被減少的第2體數(shù) 據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的第7實施方式提供一種超聲波診斷裝置的控制方法，該超聲波診斷 裝置具備超聲波探頭、經(jīng)由上超聲波探頭發(fā)送接收超聲波的發(fā)送接收部、產(chǎn)生第1體數(shù)據(jù) 的第1體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部、產(chǎn)生第2體數(shù)據(jù)的第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部、實施三維圖像處理的三維圖像 處理部、系統(tǒng)控制部，該超聲波診斷裝置的控制方法的特征在于上述系統(tǒng)控制部控制上述 接收部，以使得經(jīng)由上述超聲波探頭向被檢體發(fā)送超聲波，經(jīng)由上述超聲波探頭接收由上 述被檢體反射的超聲波，輸出與上述接收的超聲波對應的回波信號，上述系統(tǒng)控制部控制 上述第1體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，以使得根據(jù)上述輸出的回波信號產(chǎn)生第1體數(shù)據(jù)，上述系統(tǒng)控制部 控制上述第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，以使得通過對上述產(chǎn)生的第1體數(shù)據(jù)中包含的各個體素，按 照與上述體素的三維方向性對應的濾波特性應用三維濾波產(chǎn)生第2體數(shù)據(jù)，上述系統(tǒng)控制 部控制上述三維圖像處理部，以使得根據(jù)上述產(chǎn)生的第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生二維超聲波圖像的數(shù) 據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的第8實施方式提供一種圖像處理方法，其特征在于根據(jù)與被檢體 相關(guān)的第1體數(shù)據(jù)，產(chǎn)生在空間頻率上的低頻體數(shù)據(jù)與高頻體數(shù)據(jù)，計算用于分類上述產(chǎn) 生的低頻體數(shù)據(jù)中包含的三維結(jié)構(gòu)物的三維結(jié)構(gòu)模式的3個固有值，根據(jù)上述3個固有值 中的2個固有值計算邊緣信息，對上述低頻體數(shù)據(jù)應用了具有與上述計算出的邊緣信息對 應的濾波器特性的非線性各向異性擴散濾波器，根據(jù)上述產(chǎn)生的邊緣信息，對上述高頻體 數(shù)據(jù)實施邊緣強調(diào)處理，根據(jù)應用了上述非線性各向異性擴散濾波器后的低頻體數(shù)據(jù)與實 施了上述邊緣強調(diào)處理的高頻體數(shù)據(jù)，產(chǎn)生散斑與噪聲被減少了的第2體數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的第9實施方式提供一種圖像處理方法，其特征在于通過對與被檢 體相關(guān)的第1體數(shù)據(jù)中包含的各體素，按照與上述體素的三維方向性對應的濾波特性應用 三維濾波，產(chǎn)生第2體數(shù)據(jù)，根據(jù)上述第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生二維圖像的數(shù)據(jù)。在下面的描述中將提出本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點，部分內(nèi)容可以從說明書的描述中變得明顯，或者通過實施本發(fā)明可以明確上述內(nèi)容。通過下文中詳細指出的手段和組合 可以實現(xiàn)和得到本發(fā)明的目的和優(yōu)點。


結(jié)合在這里并構(gòu)成說明書的一部分的附圖描述本發(fā)明當前優(yōu)選的實施方式，并且 與上述的概要說明以及下面的對優(yōu)選實施方式的詳細描述一同用來說明本發(fā)明的原理。圖1為表示與本發(fā)明的實施方式相關(guān)的超聲波診斷裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖2為表示圖1的散斑/噪聲減少處理部的結(jié)構(gòu)的圖。圖3為表示由圖2的三維小波變換部進行三維小波變換的概念的圖。圖4為表示在圖3的小波變換中的各坐標軸方向應用的濾波器的應用模式的圖。圖5為表示根據(jù)三維結(jié)構(gòu)張量的3個固有值的大小關(guān)系分類的3個結(jié)構(gòu)模式之一 的圖。圖6為表示根據(jù)三維結(jié)構(gòu)張量的3個固有值的大小關(guān)系分類的3個結(jié)構(gòu)模式之一 的圖。圖7為表示根據(jù)三維結(jié)構(gòu)張量的3個固有值的大小關(guān)系分類的3個結(jié)構(gòu)模式之一 的圖。圖8為表示圖2的非線性各向異性擴散濾波器部進行處理的典型流程的圖。圖9為表示與本實施方式的變形例1相關(guān)的超聲波診斷裝置結(jié)構(gòu)的圖。
具體實施例方式以下，參照

與本發(fā)明的實施方式相關(guān)的超聲波診斷裝置、圖像處理裝置、 超聲波診斷裝置的控制方法以及圖像處理方法。圖1為表示與本實施方式相關(guān)的超聲波診斷裝置的結(jié)構(gòu)的圖。如圖1所示，本超 聲波診斷裝置具備超聲波探頭1、發(fā)送接收部2、B模式處理部3、B模式體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部4、多 普勒處理部5、多普勒體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部6、散斑/噪聲減少處理部7、三維圖像處理部8以及顯 示部9。超聲波探頭1具有排列成二維狀的多個振子。超聲波探頭1接收來自發(fā)送接收部 2的驅(qū)動信號并向被檢體發(fā)送超聲波。向被檢體發(fā)送的超聲波在體內(nèi)組織的聲阻抗的不連 續(xù)面上依次被反射。被反射的超聲波作為回波信號由超聲波探頭1接收。該回波信號的振 幅取決于被反射的不連續(xù)面中的聲阻抗的差異。另外，被發(fā)送的超聲波在移動的血流或心 臟壁等移動體的表面被反射時，回波信號因多普勒效應而受到取決于移動體的超聲波發(fā)送 方向的速度分量的頻率偏移。另外，超聲波探頭1如果能夠三維掃描，不是必須是二維陣列 型。例如，超聲波探頭1也可以是能夠機械地搖動的一維陣列型。發(fā)送接收部2經(jīng)由超聲波探頭1使用超聲波重復三維掃描作為被檢體的掃描對象 的體積。通過該三維掃描由發(fā)送接收部2輸出與掃描體有關(guān)的關(guān)于多個掃描線的多個回波信號。更詳細而言，發(fā)送接收部2具有超聲波發(fā)送用的未圖示的速率脈沖產(chǎn)生電路、發(fā) 送延遲電路以及驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路等。速率脈沖產(chǎn)生電路以規(guī)定的速率頻率frHz (周期 Ι/fr秒)按每一通道重復產(chǎn)生速率脈沖。延遲電路將按照每一通道將超聲波聚集為波束狀且決定發(fā)送指向性所需的延遲時間給予各速率脈沖。驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路按照基于各延遲的速率脈沖的定時向超聲波探頭1施加驅(qū)動脈沖。另外，發(fā)送接收部2具有超聲波接收用的未圖示的放大器電路、A/D變換器、接收 延遲電路以及加法器等。放大器電路接收來自超聲波探頭1的回波信號，并將接收到的回 波信號按每一通道加以放大。A/D變換器將放大的回波信號按每一通道從模擬信號變換為 數(shù)字信號。接收延遲電路對變換為數(shù)字信號的回波信號給予按每一通道聚集為束狀且決定 接收指向性所需要的延遲時間。加法器將給予了延遲時間的各回波信號相加。通過此加法 處理，強調(diào)來自與回波信號的接收指向性相應的方向的反射分量，通過接收指向性與發(fā)送 指向性形成超聲波束。1個超聲波束對應于1個超聲波掃描線。每個掃描線的回波信號被 供給到B模式處理部3與多普勒處理部5。B模式處理部3通過對數(shù)放大來自發(fā)送接收部2的回波信號，包絡(luò)線檢波被對數(shù)放 大后的回波信號，從而產(chǎn)生使用亮度來表現(xiàn)回波信號的強度的B模式信號數(shù)據(jù)。所產(chǎn)生的 B模式信號數(shù)據(jù)被供給到B模式體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部4。B模式體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部4根據(jù)來自B模式處理部3的B模式信號，產(chǎn)生與被檢體相關(guān) 的體數(shù)據(jù)(以下，稱為B模式體數(shù)據(jù))。具體而言，B模式體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部4按照掃描線的位 置信息在存儲器上三維地配置B模式信號數(shù)據(jù)，插補掃描線間的B模式信號數(shù)據(jù)。通過該 配置處理與插補處理，產(chǎn)生由多個體素構(gòu)成的B模式體數(shù)據(jù)。各體素具有與原來(由來) 的B模式信號數(shù)據(jù)的強度對應的體素值。所產(chǎn)生的B模式體數(shù)據(jù)被供給到散斑/噪聲減少 處理部7。多普勒處理部5頻率解析來自發(fā)送接收部2的回波信號，提取由多普勒效應所產(chǎn) 生的血流、組織、造影劑回波分量，產(chǎn)生使用顏色來表現(xiàn)平均速度、分散、功率等血流信息的 強度的多普勒信號數(shù)據(jù)。所產(chǎn)生的多普勒信號數(shù)據(jù)被供給到多普勒體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部6。多普勒體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部6根據(jù)來自多普勒處理部5的多普勒信號，產(chǎn)生與被檢體相 關(guān)的體數(shù)據(jù)(以下，稱為多普勒體數(shù)據(jù))。具體而言，多普勒體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部6按照掃描線的 位置信息在存儲器上三維地配置多普勒信號數(shù)據(jù)，插補掃描線間的多普勒信號數(shù)據(jù)。通過 該配置處理與插補處理，產(chǎn)生由多個體素構(gòu)成的多普勒體數(shù)據(jù)。各體素具有與原始(由來) 的多普勒信號數(shù)據(jù)的強度對應的體素值。所產(chǎn)生的多普勒體數(shù)據(jù)被供給到散斑/噪聲減少 處理部7。散斑/噪聲減少處理部7對來自B模式體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部4的B模式體數(shù)據(jù)、來自多 普勒體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部6的多普勒體數(shù)據(jù)執(zhí)行散斑/噪聲減少處理，產(chǎn)生散斑/噪聲被減少了 的B模式體數(shù)據(jù)、多普勒體數(shù)據(jù)。更詳細而言，散斑/噪聲減少處理部7通過減少B模式體 數(shù)據(jù)、多普勒體數(shù)據(jù)中包含的具有三維各向同性結(jié)構(gòu)的分量，強調(diào)具有三維各向異性結(jié)構(gòu) 的分量，從而減少這些體數(shù)據(jù)中的散斑、噪聲。散斑、噪聲被減少的B模式體數(shù)據(jù)、多普勒體 數(shù)據(jù)被供給到三維圖像處理部8。關(guān)于散斑/噪聲減少處理部7的詳細情況在后面進行敘 述。另外，散斑/噪聲減少處理部7并不是必需都對B模式體數(shù)據(jù)與多普勒體數(shù)據(jù)兩者進 行散斑減少處理，也可以只對任何一方進行。三維圖像處理部8對來自散斑/噪聲減少處理部7的B模式體數(shù)據(jù)進行三維圖像 處理，產(chǎn)生二維B模式圖像數(shù)據(jù)。另外，三維圖像處理部8對來自散斑/噪聲減少處理部7 的多普勒體數(shù)據(jù)進行三維圖像處理，產(chǎn)生二維多普勒圖像數(shù)據(jù)。作為所使用的三維圖像處理可以舉出 MPR(multi planar reconstruction 多平面重建)處理或 CPR(curvedplamir reconstruction 曲面重建)處理、SPR(streched CPR)處理、體繪制、面繪制、MIP (maximum intensity projection 最大強度投影)等。所產(chǎn)生的B模式圖像數(shù)據(jù)、多普勒圖像數(shù)據(jù)被 供給到顯示部9。顯示部9顯示來自三維圖像處理部8的B模式圖像。并且，顯示部9顯示來自三維圖像處理部的多普勒圖像。另外，顯示部9也可以重疊顯示B模式圖像與多普勒圖像。作 為顯示部9，例如能夠適當使用CRT顯示器或液晶顯示器、有機EL顯示器、等離子顯示器等 顯示裝置。并且，超聲波診斷裝置具備存儲部10。存儲部10存儲來自B模式體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部4 的B模式體數(shù)據(jù)與來自多普勒體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部6的多普勒體數(shù)據(jù)。由存儲部10存儲的B模 式體數(shù)據(jù)或多普勒體數(shù)據(jù)通過散斑/噪聲減少處理部7讀出，并被供給到散斑/噪聲減少 處理中。并且，超聲波診斷裝置具備系統(tǒng)控制部11。系統(tǒng)控制部11綜合地控制超聲波診斷 裝置的各部分。例如，系統(tǒng)控制部11為了執(zhí)行本實施方式中特有的散斑/噪聲減少處理而 控制各部分。散斑/噪聲減少處理部7、三維圖像處理部8、顯示部9、存儲部10以及系統(tǒng)控制部 11構(gòu)成圖像處理裝置12。要是典型地來說，圖像處理裝置12為內(nèi)置在與本實施方式相關(guān) 的超聲波診斷裝置中的計算機。其次，針對由散斑/噪聲減少處理部7執(zhí)行的散斑/噪聲減少處理詳細進行說明。 如上所述，散斑/噪聲減少處理部7能夠分別對B模式體數(shù)據(jù)與多普勒體數(shù)據(jù)執(zhí)行散斑減 少處理。因此，以下，為了簡單說明不對B模式體數(shù)據(jù)與多普勒體數(shù)據(jù)進行區(qū)別，僅僅稱為 體數(shù)據(jù)。另外，在不特別區(qū)別B模式圖像與多普勒圖像時，都稱為超聲波圖像。散斑/噪聲減少處理部7對體數(shù)據(jù)中包含的各體素，按照與體素的三維方向性對 應的濾波特性應用三維濾波。通過該三維濾波器，散斑/噪聲減少處理部7減少體數(shù)據(jù)中 包含的具有三維各向同性結(jié)構(gòu)的分量，強調(diào)體數(shù)據(jù)中包含的具有各向異性結(jié)構(gòu)的分量。另 夕卜，散斑/噪聲減少處理的處理對象未必必需是三維各向同性結(jié)構(gòu)分量與三維各向異性結(jié) 構(gòu)分量這兩者。即、散斑/噪聲減少處理部7也可以只進行三維各向同性結(jié)構(gòu)分量的減少 與三維各向異性結(jié)構(gòu)分量的強調(diào)中的任何一方。圖2為表示散斑/噪聲減少處理部7的結(jié)構(gòu)的圖。如圖2所示，散斑/噪聲減少處 理部7為了進行多分辨率分解/合成而具有由多層構(gòu)成的多重結(jié)構(gòu)。在本實施方式中，多 分辨率分解/合成的最高次數(shù)為等級3。然而，本實施方式并不需要限定于此。即、多分辨 率分解/合成也可以在從第1等級到第η等級(其中，η為2以上的自然數(shù))的范圍進行。 另外，在本實施方式中，作為多分辨率分解/合成的一個例子，采用小波變換/逆變換。然 而，本實施方式并不需要限定于此。例如，作為多分辨率分解/合成，也可以采用拉普拉斯 金字塔(Laplacian pyramid)法或Gabor變換/逆變換等已有的多分辨率分解/合成法。 另外，本實施方式中的小波變換/逆變換指的是所謂的離散小波變換/逆變換。散斑/噪聲減少處理部7在每層上具備三維小波變換部71 (71-1、71-2、71-3)、非 線性各向異性擴散濾波器部73(73-1、73-2、73-3)、高頻體素控制部75(75-1、75-2、75-3) 以及三維小波逆變換部77 (77-1、77-2、77-3)。
三維小波變換部71對輸入體數(shù)據(jù)應用三維小波變換，并將輸入體數(shù)據(jù)分解為1種低頻體數(shù)據(jù)與7種高頻體數(shù)據(jù)。圖3為三維小波變換的多分辨率分解的概念圖。圖4為表示在三維小波變換中的 各坐標軸方向應用的濾波器的應用模式的圖。如圖3與圖4所示，對分解前的體數(shù)據(jù)IV，在 xyz正交坐標的各軸方向上分別應用一維低通(L)濾波器與高通(H)濾波器，并對體數(shù)據(jù) IV進行小波變換。通過這樣的三維小波變換，體數(shù)據(jù)IV被分解為1種低頻體數(shù)據(jù)DVl與7 種高頻體數(shù)據(jù)DV2至DV8。低頻體數(shù)據(jù)DVl包含體數(shù)據(jù)IV具有的空間頻率分量中的低頻 分量。各高頻體數(shù)據(jù)DV2至DV8包含與體數(shù)據(jù)IV具有的空間頻率分量中的至少一個方向 相關(guān)的高頻分量。例如，通過分別對χ軸、y軸以及ζ軸上應用低通濾波器，從而關(guān)于χ軸、 y軸以及ζ軸方向產(chǎn)生只具有低頻分量的低頻體數(shù)據(jù)DVl。如果再舉一個例子，則通過對χ 軸上應用高通濾波器，分別對y軸以及ζ軸上應用低通濾波器，從而產(chǎn)生強調(diào)χ軸方向的高 頻分量的高頻體數(shù)據(jù)DV2。分解后的各體數(shù)據(jù)DVl至DV8在每個坐標軸的樣本數(shù)縮小為分 解前的體數(shù)據(jù)IV在每個坐標軸的樣本數(shù)的一半。在三維小波變換部71不屬于最高層(等級3)時，所產(chǎn)生的低頻體數(shù)據(jù)被供給到 1層上的三維小波變換部71。當三維小波變換部71屬于最高層時，所產(chǎn)生的低頻體數(shù)據(jù)被 供給到同最高層的非線性各向異型擴散濾波器部73。另外，高頻體數(shù)據(jù)被供給到屬于同層 的高頻體素控制部75。非線性各向異性擴散濾波器部73算出與所供給的低頻體數(shù)據(jù)中包含的邊緣分量 的大小相關(guān)的信息。以下，將與邊緣分量的大小相關(guān)的信息稱為邊緣信息。邊緣信息被供 給到同層的高頻體素控制部75。另外，非線性各向異性擴散濾波器部73對所供給的低頻 體數(shù)據(jù)應用三維非線性各向異性擴散濾波器。非線性各向異性擴散濾波器強調(diào)低頻體數(shù)據(jù) 中包含的邊緣分量，使低頻體數(shù)據(jù)中包含的非邊緣分量平滑化。非線性各向異性擴散濾波 器為強調(diào)非線性地各向異性擴散的分量的濾波器。低頻體數(shù)據(jù)中的邊緣分量發(fā)生非線性地 各向異性擴散。另一方面，散斑、噪聲所代表的非邊緣分量發(fā)生非線性地各向同性擴散。因 此，當對低頻體數(shù)據(jù)應用非線性各向異性擴散濾波器時，邊緣分量的體素值增大，非邊緣分 量減少。為了使與本實施方式相關(guān)的非線性各向異性擴散濾波器能夠一邊提高散斑/噪聲 的減少精度一邊提高處理速度而下了工夫。對此后面進行敘述。濾波后的低頻體數(shù)據(jù)被供 給到同層的三維小波逆變換部77。在此，關(guān)于非線性各向異性擴散濾波器部73的處理詳細說明。非線性各向異性擴 散濾波器部73對低頻體數(shù)據(jù)應用非線性各向異性擴散濾波器，并輸出邊緣信息與濾波后 的低頻體數(shù)據(jù)，該非線性各向異性擴散濾波器是考慮低頻體數(shù)據(jù)內(nèi)的結(jié)構(gòu)物(體素區(qū)域) 的方向性的濾波器。非線性各向異性擴散濾波器通過下面的擴散方程式(偏微分方程式) (1)來表示。[數(shù)1]<formula>formula see original document page 14</formula>
I為要處理的體數(shù)據(jù)的體素值、Vl為其梯度向量(gradient vector)、t為與處理 有關(guān)的時刻。t在實際處理中，表示該擴散方程式的處理次數(shù)。在本實施方式中，處理次數(shù)t 無論是幾次都可以，但為了具體地進行說明，設(shè)為1次。D為擴散張量(Diffusion Tensor),如以下式(2)所示。[數(shù)2]
<formula>formula see original document page 15</formula>
(2)式中的λΜ、XD2以及XD3為擴散張量D的固有值，R為擴散張量D的固有向 量。固有向量R通過下面的(3)式來表示。[數(shù)3]*R =(CO1CO2CO3) ...⑶擴散張量D的固有值λΜ為表示固有向量O1所示的方向的擴散強度。同樣，固 有值λΒ2表示固有向量ω2所示的方向的擴散強度，固有值λΒ3表示固有向量ω3所示的 方向的擴散強度。通過對每個體素控制固有值xD1、xD2以及λ D3的值，從而控制非線性各 向異性擴散濾波器的擴散強度。另外，固有向量R與非線性各向異性擴散濾波器的濾波器 方向是相同含義。即，通過適當設(shè)定固有向量R，設(shè)定非線性各向異性擴散濾波器的所希望 的濾波器方向。另外，擴散張量D的固有向量ωι、ω2以及ω3與低頻體數(shù)據(jù)中的體素的三維結(jié)構(gòu) 張量S的固有向量相等。另外，擴散張量D的固有值XD1、XD2以及λΒ3取決于根據(jù)后面所 述的三維結(jié)構(gòu)張量S的固有值所算出的邊緣的大小。三維結(jié)構(gòu)張量S如下面的式(4)那樣規(guī)定。[數(shù)4]
<formula>formula see original document page 15</formula>”Ix為表示沿著處理對象的體數(shù)據(jù)I的χ方向的空間微分，Iy為表示沿著處理對象 的體數(shù)據(jù)I的y方向的空間微分，Iz為表示沿著處理對象的體數(shù)據(jù)I的Z方向的空間微分。 Gp為三維高斯函數(shù)，運算符“*”表示卷積。固有值λ51、Xs2以及Xs3為三維結(jié)構(gòu)張量S 的固有值，其大小關(guān)系設(shè)為Xsi彡Xs2彡λ S3?？臻g微分Ix、Iy以及Iz的算出方法也可以 不嚴格按照上述算出方法。例如，也可以用應用索貝爾濾波器(sobel filter)或多分辨率 分解的高頻分量來代替算出Ix、Iy以及Iz。三維結(jié)構(gòu)張量S的各要素s被求出時的固有值XS1、Xs2以及Xs3與固有向量R 以及Rt可以使用在線形代數(shù)學上熟知的方法來算出。即、式(4)中的3X3矩陣的固有值 XS1、λ52以及Xs3可以使用例如卡爾達諾(Cardano)方法等，通過實際地解答三維方程式 來算出。另外，三維結(jié)構(gòu)張量S由于為實對稱矩陣，因此，固有值XS1、XS2以及Xs3為實數(shù)、 固有向量R以及Rt為實向量。實相量R以及Rt相互正交。體數(shù)據(jù)中包含的三維結(jié)構(gòu)物的代表性結(jié)構(gòu)模式根據(jù)三維結(jié)構(gòu)張量S的固有值 λ S1、λ S2以及λ S3的大小關(guān)系來分類。圖5、圖6以及圖7為分別表示3個結(jié)構(gòu)模式中的1 個的示意圖。如圖5所示，λ31> >1524人33時，結(jié)構(gòu)物為各向異性結(jié)構(gòu)物，具有平板狀 結(jié)構(gòu)。如圖6所示，λ31Νλ32 > >λ33時，結(jié)構(gòu)物為各向異性結(jié)構(gòu)物，具有線狀結(jié)構(gòu)。如圖7所示，λ s XNks2^ks 3時，結(jié)構(gòu)物為各向同性結(jié)構(gòu)物，具有球狀結(jié)構(gòu)。作為減少對象 的散斑、噪聲具有球狀結(jié)構(gòu)。另外，作為強調(diào)對象的邊緣分量具有平面狀結(jié)構(gòu)或線狀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明者憑經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)在對非線形各向異性擴散濾波器應用體數(shù)據(jù)的三維結(jié)構(gòu)張 量時，不需要特別地區(qū)別平板狀結(jié)構(gòu)與線狀結(jié)構(gòu)。那是因為考慮了第2固有值Xs2而產(chǎn)生 的超聲波圖像與沒有考慮第2固有值Xs2而產(chǎn)生的超聲波圖像相比，畫質(zhì)沒有提高。因此， 在本實施方式中，根據(jù)第1固有值Xsi與第3固有值λ53的差分值，判別三維結(jié)構(gòu)物的形 狀。即、該差分值DI >>0時，結(jié)構(gòu)物設(shè)為具有各向異性結(jié)構(gòu)，當DINO時，設(shè)為具有各向 同性結(jié)構(gòu)。第1固有值λ S1與第3固有值λ S3的差分被用于算出邊緣信息。邊緣信息Pe 如下面的式(5)所示。[數(shù)5]★★尸e = 1 - expi- (、1-，3)2] ...(5)邊緣信息Pe是通過使邊緣的大小歸一化為0至1的范圍內(nèi)而所算出的參數(shù)。邊 緣信息Pe的值越接近1各向異性越強，越接近0各向同性越強。S卩、邊緣信息Pe的值越接 近1結(jié)構(gòu)物越接近邊緣分量，越接近0結(jié)構(gòu)物越接近非邊緣分量。像這樣邊緣信息Pe可以 說表示結(jié)構(gòu)物的各向異性或各向同性(邊緣分量或非邊緣分量)的程度。
參數(shù)k表示邊緣分量的提取程度。參數(shù)k能夠由用戶經(jīng)由未圖示的操作部任意設(shè) 定。例如，當使參數(shù)k變小時，邊緣分量變得容易被提取出。使用邊緣信息Pe算出非線性各向異性擴散濾波器的擴散強度，即、三維擴散張量 D的固有值λΜ、λΒ2以及λΒ3。固有值λ D1通過下面的式(6)來表示、固有值λ D2通過下 面的式(7)來表示，λ D3通過下面的式(8)來表示。[數(shù)6]Am= β+ ‘ Pe ...(6)★ λΒ2 = β 3(1-ρθ) + β4 · pe …(7)XD3 = β5(1_Ρθ) + β6 · Pe ... (8)式(6)、(7)以及(8)中的β (I-Pe)的部分表示非邊緣分量，β · Pe部分表示邊 緣分量。對于作為減少對象的散斑或噪聲所屬的非邊緣分量，需要使其不具有其方向性。 艮口、必須使該非邊緣分量不依賴方向進行擴散。因此，設(shè)定為β3= β5>0。另一方 面，對于作為強調(diào)對象的邊緣分量必須更強調(diào)其方向性。即。需要使該邊緣分量的垂直方 向(固有值λΜ的固有向量O1所指的方向)尖銳化，使其以外的方向(固有值λΒ2的固 有向量ω2所指的方向與固有值λΒ3的固有向量ω3所指的方向)擴散。因此，β2設(shè)定為 接近O的值，日4與06設(shè)定為比β 2大的規(guī)定值。這些參數(shù) ^、β2、β3、β4、β5以及β6 分別能夠經(jīng)由未圖示的操作部任意設(shè)定。另外，如上所述，擴散張量D的固有向量ωι、ω2以及《3與三維結(jié)構(gòu)張量S的固有 向量ωι、ω2以及ω3相等。通過以上可以算出擴散張量D的固有值λΜ、λΒ2以及λΒ3與 固有向量Opco2以及ω3。因此，可以算出式⑵中的擴散張量D的各要素d，可以取得非 線性各向異性擴散濾波器(擴散方程式(1))。與本實施方式相關(guān)的非線性各向異性擴散濾 波器的固有值(擴散強度)如上所述，與表示各向異性或各向同性的程度的邊緣信息Pe的 大小對應地發(fā)生變化。即、通過對低頻體數(shù)據(jù)應用與本實施方式相關(guān)的非線性各向異性擴散濾波器，強調(diào)具有低頻體數(shù)據(jù)中的各向異性結(jié)構(gòu)的分量，減少具有各向同性結(jié)構(gòu)的分量。圖8為表示基于非線性各向異性擴散濾波器部73的濾波器處理的典型流程的圖。另外，步驟Sl至步驟S6的處理針對構(gòu)成處理對象的體數(shù)據(jù)的各體素進行。如圖8所示，首先，非線性各向異性擴散濾波器部73輸入作為低頻體數(shù)據(jù)的處理 對象的輸入體素的體素值。并且，非線性各向異性擴散濾波器部73根據(jù)輸入體素的體素值 與其近旁的體素的體素值，沿著各坐標軸空間微分輸入體素的體素值，算出微分值I (Ix，Iy, Iz)(步驟Si)。當算出微分值I時，非線性各向異性擴散濾波器部73如式(4)所示，將算出 的微分值I與三維高斯函數(shù)Gp進行卷積運算，算出結(jié)構(gòu)張量S的各要素s (步驟S2)。另 夕卜，在步驟S2的計算中也包含三維高斯函數(shù)Gp的計算。當計算出三維結(jié)構(gòu)張量S的各要素s時，非線性各向異性擴散濾波器部73如式 (4)所示，對所算出的各要素s進行線性代數(shù)運算，從而算出三維結(jié)構(gòu)張量S的固有值Xs 與固有向量ω (步驟S3)。當算出固有值λ s時，非線性各向異性擴散濾波器部73如式(5) 所示，利用算出的固有值Xs與參數(shù)k算出邊緣信息Pe (步驟S4)。邊緣信息Pe被供給到 高頻體素控制部75。當算出邊緣信息Pe時，非線性各向異性擴散濾波器部73如式(6)、(7)以及(8) 所示，利用邊緣信息Pe與參數(shù)β，算出擴散強度、即擴散張量D的固有值λΜ、λΒ2以及 λΒ3 (步驟S5)。當算出擴散張量D的固有值λ D1、λ D2以及λ D3與擴散張量D (結(jié)構(gòu)張量S) 的固有向量ωρωρα^時，非線性各向異性擴散濾波器部73如式(2)所示，對所算出的固 有值λΜ、λΒ2以及λΒ3以及固有向量ω” ω2以及ω 3進行線性代數(shù)運算，從而算出擴散 張量D的各要素d(步驟S6)。當算出擴散張量D的要素d時，非線性各向異性擴散濾波器 部73根據(jù)算出的要素d與微分值I，對式(1)的擴散方程式進行數(shù)值解析運算，算出輸出體 素值(步驟S7)。具體而言，在時刻t，根據(jù)某體素與其近旁體素中的體素值與擴散張量的 各要素值，求出時刻t+ Δ t中的其體素的新的體素值，其次將t+ Δ t作為新的t，重復1次到 數(shù)次同樣的計算。所算出的輸出體素值被供給到三維小波逆變換部77。當進行步驟S7時，改變下一個處理對象的輸入體素，再次進行步驟Sl至步驟S7。 由此，當對構(gòu)成處理對象的輸入體數(shù)據(jù)的全部的體素進行步驟Sl至步驟S7時，基于非線性 各向異性擴散濾波器部73的處理結(jié)束。即、非線性各向異性擴散濾波器部73對低頻體數(shù)據(jù)沿著與三維結(jié)構(gòu)張量的固有 向量對應的濾波方向(擴散張量的固有向量所指的方向)應用具有與三維結(jié)構(gòu)張量的固有 值對應的擴散強度的三維非線性各向異性擴散濾波器，產(chǎn)生濾波后的低頻體數(shù)據(jù)。高頻體素控制部75根據(jù)來自非線性各向異性擴散濾波器部73的邊緣信息，控制 來自三維小波變換部71的高頻體數(shù)據(jù)中包含的體素的體素值。更詳細而言，高頻體素控制 部75使高頻體數(shù)據(jù)中包含的具有各向異性結(jié)構(gòu)的分量的體素值增大，減少具有各向同性 結(jié)構(gòu)的分量的體素值。即、通過高頻體素控制部75能夠減少高頻體數(shù)據(jù)中包含的散斑分 量、噪聲分量。更詳細而言，高頻體素控制部75對濾波器應用輸入體素值IH，輸出輸出體素值 Ih'。該濾波器通過下面的式(9)來表示。[數(shù)7]<formula>formula see original document page 17</formula>
在此，A為針對邊緣分量的控制系數(shù)，B為針對散斑、噪聲所代表的非邊緣分量的控制系數(shù)。例如，控制系數(shù)A設(shè)定在1以上，控制系數(shù)B設(shè)定在1以下。即，邊緣分量通過 Ih與A與Pe的積來強調(diào)。另外，非邊緣分量通過Ih與B與(I-Pe)的積來減少。通過該濾 波器，強調(diào)了邊緣分量并減少了非邊緣分量的高頻體數(shù)據(jù)被供給到三維小波逆變換部77。另外，由于設(shè)定為A = 0且B興0，因此高頻體素控制部75不強調(diào)邊緣分量(各向 異性結(jié)構(gòu)分量)，減少非邊緣分量(各向同性結(jié)構(gòu)分量)。通過這樣減少非邊緣分量，可以 相對強調(diào)邊緣分量。相反，由于設(shè)定為A興0且B = 0，因此高頻體素控制部75強調(diào)邊緣分 量(各向異性結(jié)構(gòu)分量)，不減少非邊緣分量(各向同性結(jié)構(gòu)分量)。通過這樣強調(diào)邊緣分 量，可以相對減少非邊緣分量。作為基于高頻體素控制部75進行的邊緣分量的其他強調(diào)方法，有以下方法。首 先，將規(guī)定的邊緣信息的大小設(shè)定為閾值，將具有閾值以上的邊緣信息的體素設(shè)定為邊緣 分量，將具有閾值以下的邊緣信息的體素設(shè)定為非邊緣分量。并且，將屬于邊緣分量的體素 的輸出體素值改變成其輸入體素值與控制系數(shù)A的積。換而言之，屬于邊緣分量的體素的 輸入體素值被置換為輸入體素值與控制系數(shù)A的積。另外，將屬于非邊緣分量的體素的輸 出體素值改變成其輸入體素值與控制系數(shù)B的積。屬于非邊緣分量的體素的輸入體素值被 置換為輸入體素值與控制系數(shù)B的積。三維小波逆變換部77將來自非線性各向異性擴散濾波器部73的低頻體數(shù)據(jù)與來 自高頻體素控制部75的高頻體數(shù)據(jù)進行多分辨率合成(作為本實施方式的典型例子是三 維小波逆變換)，將低頻體數(shù)據(jù)與高頻體數(shù)據(jù)合成，產(chǎn)生合成體數(shù)據(jù)。所產(chǎn)生的合成體數(shù)據(jù) 與輸入體數(shù)據(jù)相比，強調(diào)具有各向異性結(jié)構(gòu)的分量，減少具有各向同性結(jié)構(gòu)的分量。所產(chǎn)生 的合成體數(shù)據(jù)在每個坐標軸的樣本數(shù)被擴大為所輸入的體數(shù)據(jù)在每個坐標軸的樣本數(shù)的2 倍。在三維小波逆變換部77不屬于最下層時，所產(chǎn)生的合成體數(shù)據(jù)被供給到1層下的非線 性各向異性擴散濾波器部73。在三維小波逆變換部77屬于最下層時，所產(chǎn)生的合成體數(shù)據(jù) 被供給到三維圖像處理部8。其次，說明各層中的三維小波變換部71、非線性各向異性擴散濾波器部73、高頻 體素控制部75以及三維小波逆變換部77的處理的流程。如圖2所示，等級1的三維小波變換部71-1對輸入體數(shù)據(jù)進行三維小波變換，輸 出1種低頻體數(shù)據(jù)與7種高頻體數(shù)據(jù)。低頻體數(shù)據(jù)被供給到等級2的三維小波變換部71-2， 高頻體數(shù)據(jù)被供給到等級1的高頻體素控制部75-1。等級2的三維小波變換部71-2對來自等級1的三維小波變換部71-1的低頻體數(shù) 據(jù)進行三維小波變換，輸出1種低頻體數(shù)據(jù)與7種高頻體數(shù)據(jù)。低頻體數(shù)據(jù)被供給到等級 3的三維小波變換部71-3，高頻體數(shù)據(jù)被供給到等級2的高頻體素控制部75-2。等級3的三維小波變換部71-3對來自等級2的三維小波變換部71-2的低頻體 數(shù)據(jù)進行三維小波變換，輸出1種低頻體數(shù)據(jù)與7種高頻體數(shù)據(jù)。低頻體數(shù)據(jù)被供給到等 級3的非線性各向異性擴散濾波器部73-3，高頻體數(shù)據(jù)被供給到等級3的高頻體素控制部 75-3。其次，非線性各向異性擴散濾波器部73-3算出與來自三維小波變換部71-3的低 頻體數(shù)據(jù)相關(guān)的邊緣信息。邊緣信息被供給到等級3的高頻體素控制部75-3。另外，非線 性各向異性擴散濾波器部73-3對低頻體數(shù)據(jù)應用非線性各向異性擴散濾波器。濾波后的低頻體數(shù)據(jù)被供給到等級3的三維小波逆變換部77-3。
高頻體素控制部75-3輸入來自三維小波變換部71-3的7種高頻體數(shù)據(jù)與來自非 線性各向異性擴散濾波器部73-3的邊緣信息。并且，高頻體素控制部75-3根據(jù)輸入的邊 緣信息，控制7種高頻體數(shù)據(jù)的各個中包含的體素的體素值，輸出控制體素值的7種高頻體 數(shù)據(jù)。7種高頻體數(shù)據(jù)被供給到等級3的三維小波逆變換部77-3。三維小波逆變換部77-3對來自非線性各向異性擴散濾波器部73-3的低頻體數(shù)據(jù) 與來自高頻體素控制部75-3的高頻體數(shù)據(jù)進行三維小波逆變換，輸出單一的合成體數(shù)據(jù)。 合成體數(shù)據(jù)作為低頻體數(shù)據(jù)被供給到等級2的非線性各向異性擴散濾波器部73-2。非線性各向異性擴散濾波器部73-2對來自三維小波逆變換部77-3的低頻體數(shù)據(jù) 進行與等級3同樣的濾波器處理，將濾波器處理后的低頻體數(shù)據(jù)供給到等級2的小波逆變 換部77-2。另一方面，等級2的高頻體素控制部75-2與等級3同樣控制來自等級2的三 維小波變換部71-2的7種高頻體數(shù)據(jù)的體素值。并且，高頻體素控制部75-2將控制體素 值的7種高頻體數(shù)據(jù)供給到等級2的小波逆變換部77-2。小波逆變換部77-2對來自非線 性各向異性擴散濾波器部73-2的低頻體數(shù)據(jù)與來自高頻體素控制部75-2的7種高頻體數(shù) 據(jù)，使用與等級3同樣的方法進行三維小波逆變換，輸出單一的合成體數(shù)據(jù)。合成體數(shù)據(jù)作 為低頻體數(shù)據(jù)被供給到等級1的非線性各向異性擴散濾波器部73-1。被供給到非線性各向異性擴散濾波器部73-1的低頻體數(shù)據(jù)在進行與等級2、3同 樣的濾波器處理后，被供給到等級1的小波逆變換部77-1。另一方面，從等級1的三維小波 變換部71-1輸出的7種高頻體數(shù)據(jù)在等級1的高頻體素控制部75-1中與等級2或等級3 同樣進行體素值控制，并被供給到等級1的小波逆變換部77-1。并且，小波逆變換部77-1 與等級2、3同樣對低頻體數(shù)據(jù)與7種高頻體數(shù)據(jù)進行三維小波逆變換，輸出單一的合成體 數(shù)據(jù)。輸出的合成體數(shù)據(jù)在每個坐標軸的樣本數(shù)與被輸入到散斑/噪聲減少處理部7的體 數(shù)據(jù)在每個坐標軸的樣本數(shù)相等。由等級1的三維小波逆變換部77-1產(chǎn)生的合成體數(shù)據(jù)被供給到三維圖像處理部 8。三維圖像處理部8對合成體數(shù)據(jù)進行三維圖像處理，產(chǎn)生超聲波圖像(二維圖像)數(shù)據(jù)。 所產(chǎn)生的超聲波圖像上的各向同性結(jié)構(gòu)減少，各向異性結(jié)構(gòu)被強調(diào)。即、超聲波圖像上的散 斑、噪聲減少。所產(chǎn)生的超聲波圖像通過顯示部9予以顯示。根據(jù)以上所述結(jié)構(gòu)，可以取得以下效果。如上所述那樣與本實施方式相關(guān)的超聲波診斷裝置對輸入體數(shù)據(jù)的各體素根據(jù) 三維結(jié)構(gòu)張量算出邊緣信息。超聲波診斷裝置根據(jù)邊緣信息對每個體素算出三維濾波器 (擴散方程式(1))。三維濾波器具有與體素的三維方向性對應的濾波器強度與濾波器方 向。超聲波診斷裝置對輸入體數(shù)據(jù)應用所算出的三維濾波器，并沿著輸入體數(shù)據(jù)內(nèi)的結(jié)構(gòu) 物的邊緣方向(處理對象體素的接觸面內(nèi)的全部方向)進行平滑化，沿著與邊緣方向垂直 的方向(處理對象體素的接觸面的法線方向)進行尖銳化。例如，結(jié)構(gòu)物具有平面形狀時， 沿著結(jié)構(gòu)物的平面(圖5的ω2ω3平面)平滑化，沿著該平面的法線方向(圖5的CO1方 向)尖銳化。像這樣超聲波診斷裝置對體數(shù)據(jù)可以應用與各結(jié)構(gòu)物的形狀對應的最佳的三 維濾波器。更詳細而言，根據(jù)與本實施方式相關(guān)的超聲波診斷裝置，通過對體數(shù)據(jù)，沿著各坐 標軸分別應用低通濾波器以及高通濾波器，執(zhí)行三維多分辨率分解，將體數(shù)據(jù)分解為低頻體數(shù)據(jù)與高頻體數(shù)據(jù)。并且，超聲波診斷裝置對低頻體數(shù)據(jù)應用非線性各向異性擴散濾波器。通過非線性各向異性擴散濾波器的應用，產(chǎn)生低頻體數(shù)據(jù)中包含的邊緣分量增大且散 斑、噪聲等非邊緣分量減少的低頻體數(shù)據(jù)。在應用非線性各向異性擴散濾波器時，需要判別 與三維結(jié)構(gòu)張量的固有值的大小關(guān)系對應的結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)模式。與本實施方式相關(guān)的超聲 波診斷裝置只應用3個固有值中的最大值與最小值來判別三維結(jié)構(gòu)模式。由此，與使用3 個固有值的情況相比，處理量下降，處理速度提高。這從作為超聲波診斷裝置的優(yōu)點的圖像 顯示實時性的觀點來看也合適。另外，與本發(fā)明相關(guān)的超聲波診斷裝置利用通過非線性各向異性擴散濾波器取得 的邊緣信息，增大高頻體數(shù)據(jù)內(nèi)的邊緣分量，減少非邊緣分量。即、在強調(diào)相對高頻體數(shù)據(jù) 的邊緣分量中，通過利用預先取得的邊緣信息，從而不需要重新確定邊緣分量的位置信息 等。由此與以往相比也可以提高處理速度。并且，將強調(diào)了邊緣的低頻體數(shù)據(jù)與高頻體數(shù)據(jù)繼續(xù)進行多分辨率合成，產(chǎn)生非 邊緣分量被減少且邊緣分量被強調(diào)的輸出體數(shù)據(jù)。該輸出體數(shù)據(jù)是利用三維多分辨率分解 /合成、三維擴散濾波器而產(chǎn)生的。因此，與本實施方式相關(guān)的散斑/噪聲減少處理與像以 往那樣對體數(shù)據(jù)應用二維濾波器的情況相比，在坐標軸方向上不受影響，與以往相比可以 三維地均衡、均勻地減少散斑、噪聲。這樣，與本實施方式相關(guān)的超聲波診斷裝置、圖像處理裝置、超聲波診斷裝置的控 制方法以及圖像處理方法實現(xiàn)提高體數(shù)據(jù)中包含的散斑、噪聲的減少精度以及減少處理速度。(變形例1)以下，說明與本實施方式的變形例1相關(guān)的超聲波診斷裝置、圖像處理裝置12、超 聲波診斷裝置的控制方法以及圖像處理方法。另外，在以下的說明中，對具有與本實施方式 大致相同的功能的構(gòu)成要素，附加相同符號，只在需要的情況下重復說明。與變形例1相關(guān)的超聲波診斷裝置對體數(shù)據(jù)進行三維圖像處理后執(zhí)行散斑/噪聲 減少處理。圖9為表示與變形例1相關(guān)的超聲波診斷裝置的結(jié)構(gòu)的圖。B模式體數(shù)據(jù)產(chǎn)生 部4將產(chǎn)生的B模式體數(shù)據(jù)供給到三維圖像處理部8。多普勒體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部6將產(chǎn)生的多 普勒體數(shù)據(jù)供給到三維圖像處理部8。三維圖像處理部8對供給的B模式體數(shù)據(jù)或多普勒 體數(shù)據(jù)等體數(shù)據(jù)進行三維圖像處理，產(chǎn)生具有厚度的斷面圖像的數(shù)據(jù)。所產(chǎn)生的具有厚度 的斷面圖像的數(shù)據(jù)被供給到散斑/噪聲減少處理部7。散斑/噪聲減少處理部7對于供給的具有厚度的斷面圖像執(zhí)行本實施方式特有的 散斑/噪聲減少處理，減少散斑、噪聲。如果將具有厚度的斷面圖像的各斷面作為xy平面， 將厚度方向作為ζ軸方向，其處理方法與本實施方式中的三維圖像處理方法相同。但是，在 變形例1中，與x、y軸方向相比ζ軸方向的樣本數(shù)相當少。將處理結(jié)果作為平面顯示時，處 理后的ζ軸方向的樣本數(shù)為1。另外，在減少處理后進行MIP等其他處理后構(gòu)成平面時，減 少處理后也為具有厚度的斷面圖像，z軸方向的樣本數(shù)為多個。散斑、噪聲被減少的具有厚 度的斷面圖像的數(shù)據(jù)再次被供給到三維圖像處理部8。三維圖像處理部8對散斑、噪聲被減少了的具有厚度的斷面圖像的數(shù)據(jù)進行三維 圖像處理，產(chǎn)生二維的超聲波圖像的數(shù)據(jù)。所產(chǎn)生的超聲波圖像的數(shù)據(jù)被供給到顯示部9。顯示部9顯示從三維圖像處理部8供給的超聲波圖像。
這樣，根據(jù)變形例1，能夠提供實現(xiàn)提高體數(shù)據(jù)中包含的散斑、噪聲的減少精度以 及減少處理速度的超聲波診斷裝置、圖像處理裝置、超聲波診斷裝置的控制方法以及圖像 處理方法。(變形例2)與上述實施方式相關(guān)的圖像處理裝置12內(nèi)置在超聲波診斷裝置中。然而，本實施 方式并不需要限定于此。例如，圖像處理裝置12也可以內(nèi)置在X射線計算機斷層攝影裝置 或磁共振成像裝置、核醫(yī)學診斷裝置中。另外，圖像處理裝置12也可以是經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)與超聲 波診斷裝置、X射線計算機斷層攝影裝置、磁共振成像裝置以及核醫(yī)學診斷裝置等圖像診斷 裝置連接的工作站。即、與本實施方式相關(guān)的處理對象的體數(shù)據(jù)并不取決于圖像診斷裝置 的種類。與變形例2相關(guān)的圖像處理裝置12能夠?qū)Τ暡ㄔ\斷裝置或X射線計算機斷層 攝影裝置、磁共振成像裝置、核醫(yī)學診斷裝置等所有圖像診斷裝置產(chǎn)生的體數(shù)據(jù)執(zhí)行上述 散斑/噪聲減少處理。這樣，根據(jù)變形例2，能夠提供實現(xiàn)提高體數(shù)據(jù)中包含的散斑、噪聲的減少精度以 及減少處理速度的圖像處理裝置以及圖像處理方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到其它優(yōu)點和變更方式。因此，本發(fā)明就其更寬的方面而 言不限于這里示出和說明的具體細節(jié)和代表性的實施方式。因此，在不背離由所附的權(quán)利 要求書以及其等同物限定的一般發(fā)明概念的精神和范圍的情況下，可以進行各種修改。
權(quán)利要求
一種超聲波診斷裝置，其特征在于，包括超聲波探頭；發(fā)送接收部，經(jīng)由上述超聲波探頭向被檢體發(fā)送超聲波，接收由來于由上述被檢體反射的超聲波的回波信號；第1體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，根據(jù)上述接收到的回波信號產(chǎn)生第1體數(shù)據(jù)；低頻/高頻體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，根據(jù)上述產(chǎn)生的第1體數(shù)據(jù)，產(chǎn)生在空間頻率上的低頻體數(shù)據(jù)與高頻體數(shù)據(jù)；濾波器部，計算用于分類上述產(chǎn)生的低頻體數(shù)據(jù)中包含的三維結(jié)構(gòu)物的三維結(jié)構(gòu)模式的3個固有值，根據(jù)上述3個固有值中的2個固有值計算邊緣信息，對上述低頻體數(shù)據(jù)應用具有與上述計算出的邊緣信息對應的濾波器特性的非線性各向異性擴散濾波器；高頻體素控制部，根據(jù)上述產(chǎn)生的邊緣信息，對上述高頻體數(shù)據(jù)實施邊緣強調(diào)處理；以及第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，根據(jù)在上述濾波器部中應用了非線性各向異性擴散濾波器后的低頻體數(shù)據(jù)與在上述高頻體素控制部中實施了邊緣強調(diào)處理后的高頻體數(shù)據(jù)，產(chǎn)生散斑和噪聲被減少了的第2體數(shù)據(jù)。
2.一種超聲波診斷裝置，其特征在于，包括 超聲波探頭；發(fā)送接收部，經(jīng)由上述超聲波探頭向被檢體發(fā)送超聲波，接收由上述被檢體反射的超 聲波，輸出與上述接收到的超聲波對應的回波信號；第1體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，根據(jù)上述回波信號產(chǎn)生第1體數(shù)據(jù)；第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，對上述第1體數(shù)據(jù)中包含的各個體素，按照與上述體素的三維方向 性對應的濾波特性應用三維濾波，產(chǎn)生第2體數(shù)據(jù)；以及圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，根據(jù)上述第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生二維的超聲波圖像的數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于上述第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部根據(jù)上述體素的體素值與位于上述體素的近旁的多個近旁體 素的體素值，算出上述體素的三維擴散強度與方向，根據(jù)上述算出的三維擴散強度與方向 決定上述濾波特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于 上述第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，包括分解部，根據(jù)上述產(chǎn)生的第1體數(shù)據(jù)，產(chǎn)生在空間頻率上的低頻體數(shù)據(jù)與高頻體數(shù)據(jù)； 濾波器部，計算用于分類上述產(chǎn)生的低頻體數(shù)據(jù)中包含的三維結(jié)構(gòu)物的三維結(jié)構(gòu)模式 的3個固有值，根據(jù)上述3個固有值中的2個固有值計算出邊緣信息，對上述低頻體數(shù)據(jù)應 用具有與上述計算出的邊緣信息對應的濾波器特性的非線性各向異性擴散濾波器；高頻體素控制部，根據(jù)上述產(chǎn)生的邊緣信息，對上述高頻體數(shù)據(jù)實施邊緣強調(diào)處理；以及合成部，根據(jù)在上述濾波器部中應用了非線性各向異性擴散濾波器后的低頻體數(shù)據(jù)與 在上述高頻體素控制部中實施了邊緣強調(diào)處理后的高頻體數(shù)據(jù)，產(chǎn)生散斑與噪聲被減少了 的第2體數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特征在于上述分解部對上述產(chǎn)生的第1體數(shù)據(jù)實施多分辨率分解，產(chǎn)生上述低頻體數(shù)據(jù)與上述 高頻體數(shù)據(jù)，上述合成部通過對在上述濾波器部中應用了非線性各向異性擴散濾波器后的低頻體 數(shù)據(jù)與在上述高頻體素控制部中實施了邊緣強調(diào)處理后的高頻體數(shù)據(jù)實施多分辨率合成， 從而產(chǎn)生上述第2體數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波診斷裝置，其特征在于上述多分辨率分解與上述多分辨率合成是小波變換/逆變換、拉普拉斯金字塔法、或 Gabor變換/逆變換。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，還包括 顯示部，顯示上述超聲波圖像。
8.一種超聲波診斷裝置，其特征在于，包括 超聲波探頭；發(fā)送接收部，經(jīng)由上述超聲波探頭向被檢體發(fā)送超聲波，接收由上述被檢體反射的超 聲波，輸出與上述接收的超聲波對應的回波信號； 產(chǎn)生部，根據(jù)上述回波信號產(chǎn)生第1體數(shù)據(jù)；減少部，通過減少上述第1體數(shù)據(jù)中包含的具有三維各向同性結(jié)構(gòu)的分量，強調(diào)具有 三維各向異性結(jié)構(gòu)的分量，從而根據(jù)上述第1體數(shù)據(jù)產(chǎn)生第2體數(shù)據(jù)；以及三維圖像處理部，對上述第2體數(shù)據(jù)進行三維圖像處理，產(chǎn)生二維的超聲波圖像的數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超聲波診斷裝置，其特征在于 上述減少部，包括分解部，對上述第1體數(shù)據(jù)進行多分辨率分解，產(chǎn)生第1低頻體數(shù)據(jù)與第1高頻體數(shù)據(jù)；算出部，根據(jù)上述第1低頻體數(shù)據(jù)算出三維結(jié)構(gòu)張量的固有值與固有向量； 濾波器部，對上述第1低頻體數(shù)據(jù)沿著與上述固有向量對應的方向應用具有與上述固 有值對應的擴散強度的濾波器，產(chǎn)生第2低頻體數(shù)據(jù)；控制部，根據(jù)上述固有值控制上述第1高頻體數(shù)據(jù)中包含的體素的體素值，產(chǎn)生第2高 頻體數(shù)據(jù)；合成部，將上述第2低頻體數(shù)據(jù)與上述第2高頻體數(shù)據(jù)進行多分辨率合成，產(chǎn)生上述第 2體數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲波診斷裝置，其特征在于 上述算出部算出上述三維結(jié)構(gòu)張量的3個固有值；上述濾波器部使用上述3個固有值中的最大固有值與最小固有值算出與上述第1低頻 體數(shù)據(jù)中包含的邊緣分量的大小相關(guān)的邊緣信息，對上述第1低頻體數(shù)據(jù)應用具有與上述 邊緣信息的大小對應的上述擴散強度的非線性各向異性擴散濾波器。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲波診斷裝置，其特征在于上述多分辨率分解與上述多分辨率合成是小波變換/逆變換、拉普拉斯金字塔法、或 Gabor變換/逆變換。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，還包括顯示部，顯示上述超聲波圖像。
13.一種圖像處理裝置，其特征在于，包括 存儲部，存儲與被檢體相關(guān)的第1體數(shù)據(jù)；第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，對上述第1體數(shù)據(jù)中包含的各體素，按照與上述體素的三維方向性 對應的濾波特性應用三維濾波，產(chǎn)生第2體數(shù)據(jù)；圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，根據(jù)上述第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生二維的超聲波圖像的數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的圖像處理裝置，其特征在于上述第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部根據(jù)上述體素的體素值與位于上述體素的近旁的多個近旁體 素的體素值，算出上述體素的三維的擴散強度與方向，根據(jù)上述算出的三維的擴散強度與 方向決定上述濾波特性。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的圖像處理裝置，其特征在于 上述第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，包括分解部，根據(jù)上述產(chǎn)生的第1體數(shù)據(jù)產(chǎn)生在空間頻率上的低頻體數(shù)據(jù)與高頻體數(shù)據(jù)； 濾波器部，計算用于分類上述產(chǎn)生的低頻體數(shù)據(jù)中包含的三維結(jié)構(gòu)物的三維結(jié)構(gòu)模式 的3個固有值，根據(jù)上述3個固有值中的2個固有值計算出邊緣信息，對上述低頻體數(shù)據(jù)應 用具有與上述計算出的邊緣信息對應的濾波器特性的非線性各向異性擴散濾波器； 高頻體素控制部，根據(jù)上述產(chǎn)生的邊緣信息對上述高頻體數(shù)據(jù)實施邊緣強調(diào)處理； 合成部，根據(jù)在上述濾波器部中應用了非線性各向異性擴散濾波器后的低頻體數(shù)據(jù)與 在上述高頻體素控制部中實施了邊緣強調(diào)處理后的高頻體數(shù)據(jù)，產(chǎn)生散斑與噪聲被減少的 第2體數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的圖像處理裝置，其特征在于上述分解部對上述產(chǎn)生的第1體數(shù)據(jù)實施多分辨率分解，產(chǎn)生上述低頻體數(shù)據(jù)與上述 高頻體數(shù)據(jù)；上述合成部對在上述濾波器部中應用了非線性各向異性擴散濾波器后的低頻體數(shù)據(jù) 與在上述高頻體素控制部中實施了邊緣強調(diào)處理后的高頻體數(shù)據(jù)實施多分辨率合成，產(chǎn)生 上述第2體數(shù)據(jù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像處理裝置，其特征在于上述多分辨率分解與上述多分辨率合成是小波變換/逆變換、拉普拉斯金字塔法、或 Gabor變換/逆變換。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的圖像處理裝置，其特征在于，還包括 顯示部，顯示上述超聲波圖像。
19.一種圖像處理裝置，其特征在于，包括 存儲部，存儲與被檢體相關(guān)的第1體數(shù)據(jù)；減少部，通過減少上述第1體數(shù)據(jù)中包含的具有三維各向同性結(jié)構(gòu)的分量，強調(diào)具有 三維各向異性結(jié)構(gòu)的分量，從而根據(jù)上述第1體數(shù)據(jù)產(chǎn)生第2體數(shù)據(jù)；三維圖像處理部，對上述第2體數(shù)據(jù)進行三維圖像處理，產(chǎn)生二維圖像的數(shù)據(jù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的圖像處理裝置，其特征在于 上述減少部，包括分解部，對上述第1體數(shù)據(jù)進行多分辨率分解，產(chǎn)生第1低頻體數(shù)據(jù)與第1高頻體數(shù)據(jù)；算出部，根據(jù)上述第1低頻體數(shù)據(jù)算出三維結(jié)構(gòu)張量的固有值與固有向量； 濾波器部，對上述第1低頻體數(shù)據(jù)沿著與上述固有向量對應的方向應用具有與上述固 有值對應的擴散強度的濾波器，產(chǎn)生第2低頻體數(shù)據(jù)；控制部，根據(jù)上述固有值控制上述第1高頻體數(shù)據(jù)中包含的體素的體素值，產(chǎn)生第2高 頻體數(shù)據(jù)；合成部，將上述第2低頻體數(shù)據(jù)與上述第2高頻體數(shù)據(jù)進行多分辨率合成，產(chǎn)生上述第 2體數(shù)據(jù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的圖像處理裝置，其特征在于 上述算出部算出上述三維結(jié)構(gòu)張量的3個固有值，上述濾波器部使用上述3個固有值中的最大固有值與最小固有值，算出與上述第1低 頻體數(shù)據(jù)中包含的邊緣分量的大小相關(guān)的邊緣信息，對上述第1低頻體數(shù)據(jù)應用具有與上 述邊緣信息的大小對應的上述擴散強度的非線性各向異性擴散濾波器。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的圖像處理裝置，其特征在于上述多分辨率分解與上述多分辨率合成是小波變換/逆變換、拉普拉斯金字塔法、或 Gabor變換/逆變換。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的圖像處理裝置，其特征在于，還包括 顯示部，顯示上述二維圖像。
24.一種超聲波診斷裝置的控制方法，該超聲波診斷裝置具備超聲波探頭、經(jīng)由上述 超聲波探頭發(fā)送接收超聲波的發(fā)送接收部、產(chǎn)生第1體數(shù)據(jù)的第1體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部、產(chǎn)生低頻 體數(shù)據(jù)與高頻體數(shù)據(jù)的低頻/高頻體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部、應用濾波器的濾波器部、控制高頻體素 的高頻體素控制部、產(chǎn)生第2體數(shù)據(jù)的第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部、系統(tǒng)控制部，該超聲波診斷裝置 的控制方法的特征在于上述系統(tǒng)控制部控制上述發(fā)送接收部，以使得經(jīng)由上述超聲波探頭向被檢體發(fā)送超聲 波，經(jīng)由上述超聲波探頭接收由上述被檢體反射的超聲波，輸出與上述接收的超聲波對應 的回波信號，上述系統(tǒng)控制部控制上述第1體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，以使得根據(jù)上述輸出的回波信號產(chǎn)生第 1體數(shù)據(jù)，上述系統(tǒng)控制部控制上述低頻/高頻體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，以使得根據(jù)上述產(chǎn)生的第1體數(shù) 據(jù)產(chǎn)生在空間頻率上的低頻體數(shù)據(jù)與高頻體數(shù)據(jù)，上述系統(tǒng)控制部控制上述濾波器部，以使得計算用于分類上述產(chǎn)生的低頻體數(shù)據(jù)中包 含的三維結(jié)構(gòu)物的三維結(jié)構(gòu)模式的3個固有值，根據(jù)上述3個固有值中的2個固有值計算 邊緣信息，對上述低頻體數(shù)據(jù)應用具有與上述計算出的邊緣信息對應的濾波器特性的非線 性各向異性擴散濾波器，上述系統(tǒng)控制部控制上述高頻體素控制部，以使得根據(jù)上述產(chǎn)生的邊緣信息對上述高 頻體數(shù)據(jù)實施邊緣強調(diào)處理，上述系統(tǒng)控制部控制上述第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，以使得根據(jù)應用了上述非線性各向異性 擴散濾波器后的低頻體數(shù)據(jù)與實施了上述邊緣強調(diào)處理后的高頻體數(shù)據(jù)，產(chǎn)生散斑與噪聲 被減少的第2體數(shù)據(jù)。
25.—種超聲波診斷裝置的控制方法，該超聲波診斷裝置具備超聲波探頭、經(jīng)由上超 聲波探頭發(fā)送接收超聲波的發(fā)送接收部、產(chǎn)生第1體數(shù)據(jù)的第1體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部、產(chǎn)生第2體 數(shù)據(jù)的第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部、實施三維圖像處理的三維圖像處理部、系統(tǒng)控制部，該超聲波診 斷裝置的控制方法的特征在于上述系統(tǒng)控制部控制上述接收部，以使得經(jīng)由上述超聲波探頭向被檢體發(fā)送超聲波， 經(jīng)由上述超聲波探頭接收由上述被檢體反射的超聲波，輸出與上述接收的超聲波對應的回 波信號，上述系統(tǒng)控制部控制上述第1體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，以使得根據(jù)上述輸出的回波信號產(chǎn)生第 1體數(shù)據(jù)，上述系統(tǒng)控制部控制上述第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，以使得通過對上述產(chǎn)生的第1體數(shù)據(jù)中 包含的各個體素，按照與上述體素的三維方向性對應的濾波特性應用三維濾波產(chǎn)生第2體 數(shù)據(jù)，上述系統(tǒng)控制部控制上述三維圖像處理部，以使得根據(jù)上述產(chǎn)生的第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生二 維超聲波圖像的數(shù)據(jù)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的超聲波診斷裝置的控制方法，其特征在于上述系統(tǒng)控制部控制上述第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，以使得根據(jù)上述體素的體素值與位于上 述體素的近旁的多個近旁體素的體素值算出上述體素的三維的擴散強度與方向，根據(jù)上述 算出的三維的擴散強度與方向決定上述濾波特性。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的超聲波診斷裝置的控制方法，其特征在于上述系統(tǒng)控制部控制上述第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部，以使得根據(jù)上述產(chǎn)生的第1體數(shù)據(jù)產(chǎn)生 在空間頻率上的低頻體數(shù)據(jù)與高頻體數(shù)據(jù)，計算用于分類上述產(chǎn)生的低頻體數(shù)據(jù)中包含的三維結(jié)構(gòu)物的三維結(jié)構(gòu)模式的3個固 有值，根據(jù)上述3個固有值中的2個固有值計算出邊緣信息，對上述低頻體數(shù)據(jù)應用具有與上述計算出的邊緣信息對應的濾波器特性的非線性各 向異性擴散濾波器，根據(jù)上述產(chǎn)生的邊緣信息對上述高頻體數(shù)據(jù)實施邊緣強調(diào)處理，根據(jù)應用了上述非線性各向異性擴散濾波器后的低頻體數(shù)據(jù)與實施了上述邊緣強調(diào) 處理后的高頻體數(shù)據(jù)，產(chǎn)生散斑與噪聲被減少了的第2體數(shù)據(jù)。
28.一種圖像處理方法，其特征在于根據(jù)與被檢體相關(guān)的第1體數(shù)據(jù)，產(chǎn)生在空間頻率上的低頻體數(shù)據(jù)與高頻體數(shù)據(jù)，計算用于分類上述產(chǎn)生的低頻體數(shù)據(jù)中包含的三維結(jié)構(gòu)物的三維結(jié)構(gòu)模式的3個固 有值，根據(jù)上述3個固有值中的2個固有值計算邊緣信息，對上述低頻體數(shù)據(jù)應用了具有與上述計算出的邊緣信息對應的濾波器特性的非線性 各向異性擴散濾波器，根據(jù)上述產(chǎn)生的邊緣信息，對上述高頻體數(shù)據(jù)實施邊緣強調(diào)處理，根據(jù)應用了上述非線性各向異性擴散濾波器后的低頻體數(shù)據(jù)與實施了上述邊緣強調(diào) 處理的高頻體數(shù)據(jù)，產(chǎn)生散斑與噪聲被減少了的第2體數(shù)據(jù)。
29.一種圖像處理方法，其特征在于通過對與被檢體相關(guān)的第1體數(shù)據(jù)中包含的各體素，按照與上述體素的三維方向性對 應的濾波特性應用三維濾波，產(chǎn)生第2體數(shù)據(jù)，根據(jù)上述第2體數(shù)據(jù)產(chǎn)生二維圖像的數(shù)據(jù)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的圖像處理方法，其特征在于產(chǎn)生上述第2體數(shù)據(jù)是通過以下操作實現(xiàn)的，即根據(jù)上述體素的體素值與位于上述 體素的近旁的多個近旁體素的體素值，算出上述體素的三維的擴散強度與方向，根據(jù)上述 算出的三維的擴散強度與方向決定上述濾波特性。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的圖像處理方法，其特征在于產(chǎn)生上述第2體數(shù)據(jù)是通過以下操作實現(xiàn)的，即根據(jù)上述產(chǎn)生的第1體數(shù)據(jù)，產(chǎn)生在空間頻率上的低頻體數(shù)據(jù)與高頻體數(shù)據(jù)，計算用于分類上述產(chǎn)生的低頻體數(shù)據(jù)中包含的三維結(jié)構(gòu)物的三維結(jié)構(gòu)模式的3個固 有值，根據(jù)上述3個固有值中的2個固有值計算邊緣信息，對上述低頻體數(shù)據(jù)應用具有與上述計算出的邊緣信息對應的濾波器特性的非線性各 向異性擴散濾波器，根據(jù)上述產(chǎn)生的邊緣信息對上述高頻體數(shù)據(jù)實施邊緣強調(diào)處理，根據(jù)應用了上述非線性各向異性擴散濾波器后的低頻體數(shù)據(jù)與實施了上述邊緣強調(diào) 處理后的高頻體數(shù)據(jù)，產(chǎn)生散斑與噪聲被減少了的第2體數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超聲波診斷裝置、圖像處理裝置、超聲波診斷裝置的控制方法以及圖像處理方法。發(fā)送接收部經(jīng)由超聲波探頭向被檢體發(fā)送超聲波，接收由上述被檢體反射的超聲波，輸出與上述接收到的超聲波對應的回波信號。B模式體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部或多普勒體數(shù)據(jù)產(chǎn)生部根據(jù)回波信號產(chǎn)生第1體數(shù)據(jù)。散斑/噪聲減少處理部對第1體數(shù)據(jù)中包含的各體素，按照與體素的三維方向性對應的濾波特性應用三維濾波，產(chǎn)生第2體數(shù)據(jù)。三維圖像處理部對第2體數(shù)據(jù)進行三維圖像處理，產(chǎn)生二維的超聲波圖像的數(shù)據(jù)。
文檔編號A61B8/00GK101822547SQ20101012883
公開日2010年9月8日 申請日期2010年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月4日
發(fā)明者大住良太 申請人:株式會社東芝;東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社