Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP2969077B2 - Ultrasound diagnostic image interpolation device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP2969077B2 - Ultrasound diagnostic image interpolation device - Google Patents

Ultrasound diagnostic image interpolation device

Info

Publication number
JP2969077B2
JP2969077B2 JP8116441A JP11644196A JP2969077B2 JP 2969077 B2 JP2969077 B2 JP 2969077B2 JP 8116441 A JP8116441 A JP 8116441A JP 11644196 A JP11644196 A JP 11644196A JP 2969077 B2 JP2969077 B2 JP 2969077B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
interpolation
value
pixel
pixel values
pixel value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP8116441A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09299365A (en
Inventor
一郎 重森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Aloka Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aloka Co Ltd filed Critical Aloka Co Ltd
Priority to JP8116441A priority Critical patent/JP2969077B2/en
Publication of JPH09299365A publication Critical patent/JPH09299365A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2969077B2 publication Critical patent/JP2969077B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波診断画像の
補間装置に関し、特に超音波の音線に対して斜めに位置
する構造物の鮮明な表示に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic image interpolation apparatus, and more particularly, to a clear display of a structure located obliquely to a sound ray of an ultrasonic wave.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波診断装置においては超音波探触子
により得られた受信信号に基づいて画像が表示される。
図10は、超音波音線と表示画面との関係を示す模式図
である。縦横に配置された升目2はディスプレイの画素
を表す。受信された超音波からは超音波音線4に沿った
データが得られる。これを画面に表示する際は、まず超
音波音線4上のデータをサンプリング点6でサンプリン
グし、そのサンプリングデータ(実画素値)から補間に
よりディスプレイの画素に対応した値である補間画素値
を求める。ここで例えば、画素aの補間画素値は、画素
aを取り囲む4つのサンプリング点10、12、14、
16(点p1、p2、p3、p4)におけるサンプリングデータ
z1、z2、z3、z4から求められる。補間により画面の直交
座標系に変換されたデータはフレームメモリに逐次格納
され、一画面分のデータの変換が終了すると、フレーム
メモリからデータは画面の走査線に沿った順序で読み出
されビデオ信号が生成される。ちなみにリニアスキャン
では、音線間の補間を行えばよいが、それ以外のラジア
ルスキャン、コンベックススキャンなどでは音線方向
(R方向)と音線の角度方向(θ方向)とで定まる座標
系から画面の直交座標系での変換が必要である。これに
より、音線の密度が大きい領域(例えば、セクタスキャ
ンなどにおいて音源に近い領域)では、過剰なデータが
整理される一方、音線の密度が小さい領域(例えば、セ
クタスキャンなどにおいて音源から遠い領域)では、デ
ータ不足が補われ、画像上の解像度の均一化による画質
向上が図られる。
2. Description of the Related Art In an ultrasonic diagnostic apparatus, an image is displayed based on a received signal obtained by an ultrasonic probe.
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a relationship between an ultrasonic sound ray and a display screen. The squares 2 arranged vertically and horizontally represent pixels of the display. Data along the ultrasonic sound ray 4 is obtained from the received ultrasonic waves. When displaying this on the screen, first, data on the ultrasonic sound ray 4 is sampled at the sampling point 6, and an interpolation pixel value which is a value corresponding to the pixel of the display is obtained by interpolation from the sampling data (real pixel value). Ask. Here, for example, the interpolated pixel value of the pixel a is defined by four sampling points 10, 12, 14,
Sampling data at 16 (points p1, p2, p3, p4)
It is determined from z1, z2, z3, and z4. The data converted into the rectangular coordinate system of the screen by interpolation is sequentially stored in the frame memory, and when the conversion of the data for one screen is completed, the data is read out from the frame memory in the order along the scanning line of the screen and the video signal is read. Is generated. By the way, in linear scan, interpolation between sound rays may be performed, but in other cases such as radial scan, convex scan, etc., the screen is determined from the coordinate system defined by the sound ray direction (R direction) and the sound ray angle direction (θ direction). Needs to be transformed in the rectangular coordinate system. Thereby, in an area where the density of sound rays is high (for example, an area close to the sound source in a sector scan or the like), excess data is arranged, while an area where the density of sound rays is low (for example, in a sector scan or the like) is far from the sound source. In the (region), the lack of data is compensated, and the image quality is improved by making the resolution on the image uniform.

【0003】従来、この画像を補間するための技術とし
て、特開昭57−108681号公報に開示されたもの
がある。図11は、この従来技術における補間方法を説
明する概念図である。画面上の点の座標は、セクタスキ
ャンの場合、超音波音線に基づいて音線方向の座標Rと
音線の角度θとで表すことができる。この座標系によれ
ば、画面上の点サンプリング点p1〜p4により囲まれる四
角形領域20内の任意の点の位置を、辺p1p4からのR方
向の変位ΔRと辺p3p4を基準としたθ方向の変位Δθと
で指定することができる。ここでは、説明を簡単にする
ため、四角形領域20を一辺の長さが1の正方形に規格
化した場合に基づいて説明をする。この場合、0≦ΔR
<1、0≦Δθ<1である。
Conventionally, as a technique for interpolating this image, there is a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-108681. FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating an interpolation method according to the related art. In the case of sector scan, the coordinates of a point on the screen can be represented by the coordinates R in the sound ray direction and the angle θ of the sound ray based on the ultrasonic sound ray. According to this coordinate system, the position of an arbitrary point in the rectangular area 20 surrounded by the point sampling points p1 to p4 on the screen is defined by the displacement ΔR in the R direction from the side p1p4 and the θ direction with respect to the side p3p4. And the displacement Δθ. Here, for the sake of simplicity, the description will be made based on the case where the square region 20 is normalized to a square having one side length. In this case, 0 ≦ ΔR
<1, 0 ≦ Δθ <1.

【0004】従来の方法は、点aの画素値をR方向、θ
方向の2方向の直線補間により求める。つまり、まず一
方向、例えばθ方向の直線補間により、辺p1p4、辺p2p3
をそれぞれ(1−Δθ):Δθに内分する点b1、b2にお
ける補間データを求める。次に他の方向であるR方向に
ついての補間を線分b1b2上で行い、線分b1b2をΔR:
(1−ΔR)に内分する点aでの補間データを求め、こ
れを画素aでの補間画素値とする。これによる画素aで
の補間画素値zaは、ΔR、Δθの関数として次式で表さ
れる。
In the conventional method, the pixel value of a point a is set in the R direction, θ
It is determined by linear interpolation in two directions. That is, first, the sides p1p4 and p2p3 are obtained by linear interpolation in one direction, for example, the θ direction.
Are interpolated into (1−Δθ): Δθ, respectively, to obtain interpolation data at points b1 and b2. Next, interpolation in the R direction, which is another direction, is performed on the line segment b1b2, and the line segment b1b2 is converted into ΔR:
Interpolated data at point a which is internally divided into (1−ΔR) is obtained, and this is set as the interpolated pixel value at pixel a. The interpolated pixel value za at the pixel a is expressed by the following equation as a function of ΔR and Δθ.

【0005】 za( ΔR, Δθ) =( 1−Δθ) ・{( 1−ΔR) ・z4+ΔR・z3} +Δθ・{( 1−ΔR) ・z1+ΔR・z2} ………(1) (1)式により定義される補間画素値は、四角形領域内
で一般には曲面を形成する。この曲面上の値は、R方
向、θ方向からずれた斜めの向きには一般に放物線的に
変化するが、R方向、θ方向に沿った向きには直線的に
変化する。つまり、この関数は、R方向、θ方向に強い
相関を有する構造物に対しては、サンプリング点間の補
間によりその構造物を画像上、精度良く再現することが
できる。図12(a)、(b)はそれぞれR方向、θ方
向に強い相関を有した構造物から得られるサンプリング
データに基づいて従来の補間を行った例であり、R−θ
平面内でのデータ値の様子をその平面に垂直にデータ値
の軸を採って立体的に表した模式図である。例えばR方
向に超音波を強く反射する点が並ぶ構造物の場合、図1
2(a)に示すようにその構造物に対応しR方向に配置
された山状の補間画素値の面形状30が得られ、構造物
のR方向の相関の強さが画面上で良好に表現される。
Za (ΔR, Δθ) = (1−Δθ) · {(1−ΔR) · z4 + ΔR · z3} + Δθ · {(1−ΔR) · z1 + ΔR · z2} (1) Equation (1) Interpolated pixel values generally form a curved surface within a rectangular area. The value on the curved surface generally changes parabolically in an oblique direction shifted from the R direction and the θ direction, but changes linearly in a direction along the R direction and the θ direction. That is, this function can accurately reproduce a structure having a strong correlation in the R direction and the θ direction on an image by interpolation between sampling points. FIGS. 12A and 12B are examples in which conventional interpolation is performed based on sampling data obtained from a structure having a strong correlation in the R direction and the θ direction, respectively.
It is the schematic diagram which represented the appearance of the data value in the plane three-dimensionally by taking the axis | shaft of the data value perpendicularly to the plane. For example, in the case of a structure in which points that strongly reflect ultrasonic waves in the R direction are arranged, FIG.
As shown in FIG. 2 (a), a surface shape 30 of a mountain-shaped interpolation pixel value corresponding to the structure and arranged in the R direction is obtained, and the strength of the correlation of the structure in the R direction is favorably displayed on the screen. Is expressed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の補間方
法では、四角形領域を斜めの方向(ξ方向とする)に横
切る構造物に対しては、その構造が画面上に精度良く再
現されないという問題があった。図13は、四角形領域
の対角線方向に構造物が位置する場合の、R−θ平面で
のサンプリングデータの例を示すイメージ図である。こ
の図では、R方向の格子線40とθ方向の格子線42と
の各交点44がサンプリング点であり、サンプリングデ
ータの値が「0」の平面内において対角線46上のサン
プリングデータ48の値のみが「1」である様子が示さ
れている。このとき、この対角線46上に位置する画素
での期待される補間画素値zは「1」である。図14
は、図13に示す例でのξ方向、すなわちここでは対角
線上で期待される補間画素値zの挙動を示したグラフで
ある。一方、図15は(1)式で表される従来の補間画
素値zの挙動を示したグラフである。従来の方法では、
サンプリング点間の補間画素値は放物線を描き、その値
は「1」より小さくなる。ちなみにこの例では、サンプ
リング点の中間点においてz=1/2となる。このよう
に、従来の補間方法では、超音波を反射する構造物が画
素に対し斜め方向に位置する場合、画像上のその構造物
の再現精度が悪く、構造物が鮮明に表示されないという
問題点があった。図16は、従来の問題点を具体的に説
明するイメージ図である。この図はセクタスキャンの範
囲50内に例えば血管のような構造物52が存在する場
合に従来の超音波診断装置から得られる画像を示してい
る。血管などの体内構造物は、体表と平行に位置してい
ることが多く、これら構造物52を体表から例えばセク
タスキャンにより断層撮像すると、その撮像範囲のどこ
か(図ではセクタの両端部分)で構造物52が音線に対
して斜めとなる。そのような領域では、構造物52の画
像に上記問題点により輝度値の低い箇所が生じ、観察者
に誤った情報を提供することがあった。例えば、図では
補間により血管壁に輝度値が低い箇所54が生じ、血管
壁が断裂しているような擬輪郭となり、正確な診断の支
障となるという問題があった。
However, the conventional interpolation method has a problem that, for a structure crossing a rectangular area in an oblique direction (referred to as a ξ direction), the structure is not accurately reproduced on a screen. was there. FIG. 13 is an image diagram showing an example of sampling data on the R-θ plane when a structure is located in a diagonal direction of a rectangular area. In this figure, each intersection point 44 of the grid line 40 in the R direction and the grid line 42 in the θ direction is a sampling point, and only the value of the sampling data 48 on the diagonal 46 in the plane where the value of the sampling data is “0”. Is "1". At this time, the expected interpolation pixel value z of the pixel located on the diagonal line 46 is “1”. FIG.
14 is a graph showing the behavior of the interpolated pixel value z expected in the ξ direction, that is, on the diagonal line in the example shown in FIG. 13. On the other hand, FIG. 15 is a graph showing the behavior of the conventional interpolated pixel value z represented by the equation (1). In the traditional way,
The interpolated pixel value between the sampling points draws a parabola, and its value is smaller than “1”. Incidentally, in this example, z = 1 / at the middle point of the sampling points. As described above, in the conventional interpolation method, when a structure that reflects ultrasonic waves is positioned obliquely with respect to a pixel, the reproduction accuracy of the structure on an image is poor, and the structure is not clearly displayed. was there. FIG. 16 is an image diagram specifically explaining a conventional problem. This figure shows an image obtained from a conventional ultrasonic diagnostic apparatus when a structure 52 such as a blood vessel exists in a sector scan range 50. In-vivo structures such as blood vessels are often positioned parallel to the body surface, and when these structures 52 are tomographically imaged from the body surface by, for example, sector scan, somewhere in the imaging range (in FIG. ), The structure 52 is inclined with respect to the sound ray. In such an area, a portion having a low luminance value may occur in the image of the structure 52 due to the above problem, and erroneous information may be provided to the observer. For example, in the figure, a portion 54 having a low luminance value is generated in the blood vessel wall due to the interpolation, resulting in a false contour as if the blood vessel wall is torn, which hinders accurate diagnosis.

【0007】本発明は、音線に基づく上記R方向、θ方
向に位置した構造物だけでなく、それらの方向からずれ
た斜め方向に位置した構造物も鮮明に表示する超音波診
断用画像補間装置を提供することを目的とする。
The present invention provides an ultrasonic diagnostic image interpolation system for clearly displaying not only structures located in the R and θ directions based on sound rays but also structures located in oblique directions deviated from those directions. It is intended to provide a device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本超音波診断用画像補間
装置は、4つの実画素で構成される四角形の2つの対角
線のうち、その両端の実画素値の相関が強い主対角線を
決定する主対角線決定手段と、前記四角形の中央部に位
置する所定の補間基準点の補間基準画素値を求める基準
値決定手段と、前記補間基準点と前記四角形の1辺とで
定まる4つの三角形から、補間画素を含む補間三角形を
特定する三角形特定手段と、前記補間三角形の3つの頂
点に対応する前記補間基準画素値及び2つの前記実画素
値に基づく2次元的な線形補間により前記補間画素値を
求める補間画素値決定手段とを有し、前記基準値決定手
段は、前記主対角線上でその両端の実画素値に基づいた
補間直線が、画素値の大小関係に基づいて他の2つの実
画素の実画素値に対して谷となる場合を除き、前記補間
基準画素値を主対角線の両端の実画素値に基づいて定め
ることを特徴とする。
The ultrasonic diagnostic image interpolating apparatus determines a main diagonal line having a strong correlation between real pixel values at both ends of the two diagonal lines of a quadrangle composed of four real pixels. Main diagonal determination means, reference value determination means for obtaining an interpolation reference pixel value of a predetermined interpolation reference point located at the center of the rectangle, and four triangles defined by the interpolation reference point and one side of the rectangle, Triangle specifying means for specifying an interpolation triangle including an interpolation pixel; and the interpolation pixel value by two-dimensional linear interpolation based on the interpolation reference pixel value corresponding to three vertices of the interpolation triangle and the two actual pixel values. Means for determining an interpolated pixel value, wherein the reference value determining means determines that an interpolation straight line based on real pixel values at both ends on the main diagonal line is based on the magnitude relationship of the pixel values. To the actual pixel value of Unless it becomes valleys, and wherein the determined based the interpolation reference pixel value in the actual pixel values of the main diagonal of the both ends.

【0009】本超音波診断用画像補間装置によれば、相
関が強い、例えば実画素値の差が小さい対角線を主対角
線とする。4つの実画素で構成される四角形領域で定義
される画素値が構成する面(画素値面)を考えたとき、
主対角線上での画素値が小さくてその面が主対角線にお
いて谷を形成する場合を除き、主対角線で相関が強いこ
とは主対角線に沿って超音波を反射する構造物があるこ
とに起因すると考えられる。そこでこの主対角線に構造
物があると考えられる場合には、基準値決定手段は補間
基準点の補間基準画素値を主対角線の両端の実画素値に
基づいて定める。補間基準画素値は、例えば、両実画素
値の相加平均、重み付け平均、相乗平均、最大値、最小
値などとすることができる。補間基準点は、例えば、上
記四角形の2組の各対辺の中点を結ぶ線分同士の交点、
上記四角形の重心、主対角線の交点など四角形のおよそ
中央部にある点を選ぶことができる。三角形特定手段と
補間画素値決定手段の機能の直感的なイメージは、上記
画素値面を三角形状の画素値平面をつなぎ合わせで近似
し、補間画素値をその画素値平面によって決定すること
である。つまり、上記四角形領域は、その各頂点と補間
基準点とを結ぶことによって4つの三角形領域に分割さ
れ、この各三角形領域内で定義され、その頂点では対応
する上記実画素値又は補間基準画素値をとる平面が上記
三角形の画素値平面とされる。補間画素が属する三角形
領域が三角形特定手段により決定され、その補間画素が
属する三角形領域に対応した画素値平面の補間画素にお
ける値を補間画素値とする。
According to the ultrasonic diagnostic image interpolation apparatus, a diagonal line having a strong correlation, for example, a small difference between actual pixel values is set as a main diagonal line. When considering a plane (pixel value plane) formed by pixel values defined by a quadrangular region formed by four real pixels,
Unless the pixel value on the main diagonal is small and the surface forms a valley on the main diagonal, the strong correlation at the main diagonal is attributed to the presence of a structure that reflects ultrasonic waves along the main diagonal. Conceivable. Therefore, when it is considered that there is a structure on the main diagonal, the reference value determining means determines the interpolation reference pixel value of the interpolation reference point based on the actual pixel values at both ends of the main diagonal. The interpolation reference pixel value can be, for example, an arithmetic mean, a weighted average, a geometric mean, a maximum value, a minimum value, and the like of both actual pixel values. The interpolation reference point is, for example, an intersection of line segments connecting the midpoints of the two sides of the two sets of the rectangle,
A point approximately at the center of the rectangle, such as the center of gravity of the rectangle and the intersection of the main diagonal lines, can be selected. An intuitive image of the functions of the triangle specifying means and the interpolated pixel value determining means is that the pixel value plane is approximated by connecting the triangular pixel value planes, and the interpolated pixel value is determined by the pixel value plane. . That is, the quadrangular region is divided into four triangular regions by connecting each vertex thereof to the interpolation reference point, and is defined within each triangular region. At the vertex, the corresponding real pixel value or interpolation reference pixel value is defined. Is defined as the pixel value plane of the triangle. The triangle area to which the interpolation pixel belongs is determined by the triangle specifying means, and the value of the interpolation pixel on the pixel value plane corresponding to the triangle area to which the interpolation pixel belongs is set as the interpolation pixel value.

【0010】本超音波診断用画像補間装置においては、
前記基準値決定手段は、前記主対角線の両端の実画素値
の平均値がもう1つの対角線の両端の実画素値の最小値
以上である場合には、前記平均値を前記補間基準画素値
とすることを特徴とする。またこの超音波診断用画像補
間装置において、前記基準値決定手段は、前記主対角線
の両端の実画素値の平均値がもう1つの対角線の両端の
実画素値の最小値より小さい場合には、その最小値を前
記補間基準画素値とすることを特徴とする。
In the ultrasonic diagnostic image interpolation apparatus,
The reference value determining means, when the average value of the real pixel values at both ends of the main diagonal is equal to or greater than the minimum value of the real pixel values at both ends of another diagonal, sets the average value as the interpolation reference pixel value. It is characterized by doing. Further, in this ultrasonic diagnostic image interpolation device, the reference value determination means may include: when an average value of real pixel values at both ends of the main diagonal is smaller than a minimum value of real pixel values at both ends of another diagonal, The minimum value is used as the interpolation reference pixel value.

【0011】本超音波診断用画像補間装置によれば、上
記主対角線が谷を形成する場合とは、主対角線の両端の
実画素値の平均値がもう1つの対角線の両端の実画素値
の最小値より小さい場合であると定義する。そして主対
角線が谷でない場合には、補間基準画素値を主対角線の
両端の実画素値の平均値に選択する。これにより主対角
線に沿った画素値は両実画素値の間で変化することが期
待でき、主対角線を決めた両端での相関の強さが主対角
線全体で保たれる。一方、主対角線が谷を形成する場合
には、主対角線に沿って超音波を反射する構造物がある
とは考え難い。またこの場合、主対角線に沿って実際に
谷が形成されるのか、もう一つの対角線に沿って山が形
成されるのか判断が難しい。よってこの場合には、主対
角線の両端の実画素値に基づいて補間基準画素値を定め
ることはせず、両対角線の中間的な値として、上記もう
一つの対角線の両端の実画素値のうち小さい方の値を補
間基準画素値とする。
According to the ultrasonic diagnostic image interpolation apparatus, the case where the main diagonal forms a valley means that the average value of the real pixel values at both ends of the main diagonal is the sum of the real pixel values at both ends of another diagonal. It is defined as being smaller than the minimum value. If the main diagonal is not a valley, the interpolation reference pixel value is selected as the average of the actual pixel values at both ends of the main diagonal. As a result, the pixel value along the main diagonal can be expected to change between the actual pixel values, and the strength of the correlation at both ends that determine the main diagonal is maintained throughout the main diagonal. On the other hand, when the main diagonal forms a valley, it is unlikely that there is a structure that reflects the ultrasonic waves along the main diagonal. In this case, it is difficult to determine whether a valley is actually formed along the main diagonal or a ridge is formed along another diagonal. Therefore, in this case, the interpolation reference pixel value is not determined based on the real pixel values at both ends of the main diagonal, but as an intermediate value between the two diagonals, of the real pixel values at both ends of the another diagonal, The smaller value is used as the interpolation reference pixel value.

【0012】本超音波診断用画像補間装置は、上記補間
装置において、前記補間基準点が前記四角形の中心であ
ることを特徴とする。本超音波診断用画像補間装置によ
れば、補間基準点は、四角形の一組の対辺の各中点を結
ぶ線分と他の組の対辺の中点を結ぶ線分との交点にとら
れる。この点は、従来の方法において、四角形の4頂点
の実画素値の平均値をとる点である。この点を補間基準
点とすることにより、三角形特定手段、補間画素値決定
手段における処理が簡易になる。
The ultrasonic diagnostic image interpolation apparatus is characterized in that, in the interpolation apparatus, the interpolation reference point is the center of the square. According to the ultrasonic diagnostic image interpolating apparatus, the interpolation reference point is set at the intersection of the line segment connecting the midpoints of the pair of opposite sides of the square and the line segment connecting the midpoints of the other set of opposite sides. . This is a point at which the average value of the actual pixel values at the four vertices of the rectangle is obtained in the conventional method. By using this point as the interpolation reference point, the processing in the triangle specifying means and the interpolation pixel value determining means is simplified.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面を参照して説明する。まず、本超音波診断用画像
補間装置で行われる補間処理の原理を説明する。図1
は、4つのサンプリング点により囲まれた補間が行われ
る四角形領域を示す平面図である。この領域に垂直な方
向に画素値に対応する軸をとれば、四角形領域100上
で実際の生体組織に応じた実画素値面を考えることがで
きる。なお、ここでは、その四角形領域は2つの超音波
の音線に挟まれる領域なので、その領域内の実画素値は
その音線上以外では不明であり、四角形領域100での
補間は、実際の形状が不明な実画素値面を近似する面を
定めることに相当する。4つのサンプリング点p1〜p4に
対応する実画素値をそれぞれz1〜z4とし、これらに対応
する実画素値面上の点をZ1〜Z4とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the principle of the interpolation processing performed by the ultrasonic diagnostic image interpolation apparatus will be described. FIG.
FIG. 3 is a plan view showing a quadrangular region surrounded by four sampling points and subjected to interpolation. If an axis corresponding to the pixel value is taken in a direction perpendicular to this area, an actual pixel value plane corresponding to actual living tissue can be considered on the square area 100. In this case, since the rectangular area is an area sandwiched between two ultrasonic sound rays, the actual pixel value in the area is unknown except on the sound ray, and the interpolation in the rectangular area 100 is based on the actual shape. Is equivalent to determining a plane approximating an unknown actual pixel value plane. The real pixel values corresponding to the four sampling points p1 to p4 are z1 to z4, respectively, and the points on the real pixel value plane corresponding to these are Z1 to Z4.

【0014】四角形領域100の各辺p1p2、p2p3、p3p
4、p4p1の中点をそれぞれc1、c2、c3、c4とし、四角形
領域100の中心q0を線分c1c3と線分c2c4との交点と定
義する。この中心q0を補間基準点とする。補間基準点q0
により四角形領域100は、4つの三角形領域Δq0p1p
2、Δq0p2p3、Δq0p3p4、Δq0p4p1(三角形領域10
2、104、106、108)に分割される。補間基準
点q0での実画素値の近似値として、本装置では後述する
方法により補間基準画素値zmを定める。この補間基準画
素値zmにより点q0に対応する実画素面上の点の位置は点
Zmで近似される。
Each side p1p2, p2p3, p3p of the rectangular area 100
4, the middle points of p4p1 are c1, c2, c3, and c4, respectively, and the center q0 of the rectangular area 100 is defined as the intersection of the line segment c1c3 and the line segment c2c4. This center q0 is set as an interpolation reference point. Interpolation reference point q0
The quadrilateral area 100 becomes four triangular areas Δq0p1p
2, Δq0p2p3, Δq0p3p4, Δq0p4p1 (triangle area 10
2, 104, 106, 108). As an approximate value of the actual pixel value at the interpolation reference point q0, the present apparatus determines an interpolation reference pixel value zm by a method described later. With the interpolation reference pixel value zm, the position of the point on the actual pixel surface corresponding to the point
Approximated by Zm.

【0015】本装置では、実画素値面が、上記各三角形
領域でそれぞれ定義される画素値平面である三角形画素
値面ΔZmZ1Z2、ΔZmZ2Z3、ΔZmZ3Z4、ΔZmZ4Z1により多
面近似される。四角形領域100内の任意の点aにおけ
る補間画素値zaは、その多面近似された画素値面の点a
に対応する値とする。
In the present apparatus, the real pixel value plane is approximated by a multi-plane with the triangular pixel value planes ΔZmZ1Z2, ΔZmZ2Z3, ΔZmZ3Z4, and ΔZmZ4Z1, which are the pixel value planes defined in the respective triangular areas. The interpolated pixel value za at an arbitrary point a in the rectangular area 100 is represented by a point a
Is a value corresponding to.

【0016】図2は、四角形領域での画素値の立体的な
イメージを説明する模式図である。図2(a)はその立
体的イメージの平面図であり、図面上では四角形領域1
00が示される。画素値軸110はこの紙面手前方向に
向いている。図2(b)、(c)、(e)、(f)は、
上記立体的イメージを図2(a)の矢印112の方向か
ら見た正面図であり、図2(d)、(g)は矢印114
の方向から見た側面図であり、それぞれ縦方向に画素値
軸が向いている。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a three-dimensional image of pixel values in a rectangular area. FIG. 2A is a plan view of the three-dimensional image.
00 is shown. The pixel value axis 110 is directed to the front of the drawing. 2 (b), (c), (e) and (f)
FIG. 2D is a front view of the three-dimensional image viewed from the direction of arrow 112 in FIG. 2A, and FIGS.
3 is a side view as viewed from the direction of FIG.

【0017】ここで四角形領域100の各対角線上に位
置する2つの実画素値の差に基づいて、その対角線方向
の画素値の相関の強さを定義する。すなわち、各対角線
p1p3、p2p4に対応する実画素値の差をそれぞれd1、d2と
すると、 d1〓|z1−z3| ………(2) d2〓|z2−z4| ………(3) であり、これらが小さい程、相関が強いとする。
Here, based on the difference between two actual pixel values located on each diagonal of the rectangular area 100, the correlation strength of the pixel values in the diagonal direction is defined. That is, each diagonal
Assuming that the differences between the real pixel values corresponding to p1p3 and p2p4 are d1 and d2, respectively, d1〓 | z1−z3 | (2) d2〓 | z2−z4 | (3) The smaller the value, the stronger the correlation.

【0018】図2(b)、(e)は、各対角線に対応す
る画素値の線Z1Z3及びZ2Z4の両端の高低差を示すもので
ある。両端の実画素値の差が小さい方の対角線を主対角
線、もう一方の対角線を副対角線と呼ぶことにする。
(b)ではd1>d2であり、(e)ではd1<d2であるの
で、(b)ではp2p4が、(e)ではp1p3がそれぞれ主対
角線である。さて、(b)は主対角線p2p4上での実画素
値の補間直線Z2Z4が、副対角線p1p3上での実画素値の補
間直線Z1Z3より高い位置にある場合の例を示している。
一方(e)は主対角線p1p3上での実画素値の補間直線Z1
Z3が、副対角線p2p4上での実画素値の補間直線Z2Z4より
低い位置にある場合の例を示している。
FIGS. 2B and 2E show the difference in height between both ends of the lines Z1Z3 and Z2Z4 of the pixel value corresponding to each diagonal line. The diagonal with the smaller difference between the actual pixel values at both ends is called the main diagonal, and the other diagonal is called the sub-diagonal.
Since d1> d2 in (b) and d1 <d2 in (e), p2p4 in (b) and p1p3 in (e) are main diagonals, respectively. (B) shows an example in which the interpolation line Z2Z4 of the actual pixel value on the main diagonal line p2p4 is higher than the interpolation line Z1Z3 of the actual pixel value on the subdiagonal line p1p3.
On the other hand, (e) is an interpolation line Z1 of the actual pixel value on the main diagonal line p1p3.
An example is shown in which Z3 is at a position lower than the interpolation line Z2Z4 of the actual pixel value on the sub-diagonal line p2p4.

【0019】超音波診断画像においては、図2(b)の
ように超音波の反射強度が大きく相関が強い2点間には
超音波を反射する構造物が存在する可能性が大きい。そ
こで本装置ではこの超音波診断画像の特質に基づいて、
主対角線両端の実画素値の平均値を補間基準画素値zmと
する。補間画素基準値zmは、主対角線両端の実画素値に
基づく他の値、例えば、適当な比率での加重平均、相乗
平均などでもよい。
In an ultrasonic diagnostic image, as shown in FIG. 2B, there is a high possibility that a structure that reflects the ultrasonic wave exists between two points where the reflection intensity of the ultrasonic wave is large and the correlation is strong. Therefore, in this device, based on the characteristics of this ultrasonic diagnostic image,
The average value of the actual pixel values at both ends of the main diagonal is set as the interpolation reference pixel value zm. The interpolated pixel reference value zm may be another value based on the actual pixel values at both ends of the main diagonal, for example, a weighted average at an appropriate ratio, a geometric mean, or the like.

【0020】図2(c)、(d)は、補間基準画素値zm
=(z2+z4)/2とした場合の4つの三角形画素値面の
立体的イメージを示す。これらの図に示されるように、
補間を行う四角形領域100の斜め方向に位置する高反
射強度の構造物は、本装置では従来装置と異なり途中で
補間画素値が落ち込むことなく鮮明に画像上に表示され
る。
FIGS. 2C and 2D show interpolation reference pixel values zm.
4 shows three-dimensional images of four triangular pixel value planes when = (z2 + z4) / 2. As shown in these figures,
A structure having a high reflection intensity positioned obliquely in the quadrangular region 100 to be interpolated is displayed clearly on the image without interpolated pixel values dropping halfway in the present apparatus unlike the conventional apparatus.

【0021】さて図2(e)は、(b)とは逆に、超音
波の反射強度が小さく相関が強い2点が対角線上に並ぶ
場合である。このような場合には、もちろん主対角線に
沿って超音波の反射しにくい何らかの構造があるケース
が含まれるが、それ以外にも、均質なベース、例えば無
反射の領域中に、副対角線方向に高輝度の構造物が存在
するというケースも高い確率で含まれる。つまりこの場
合は、主対角線両端の実画素値を直線補間して主対角線
上に画素値の谷を形成すべきなのか、副対角線両端の実
画素値を直線補間して副対角線上に画素値の山を形成す
べきなのか、一概に判断できない。よって、この場合
は、4つの実画素値に基づいてそれらの中間的な値を補
間基準画素値zmとして定める。
FIG. 2 (e) shows a case where, contrary to FIG. 2 (b), two points having a small ultrasonic reflection intensity and a strong correlation are arranged on a diagonal line. In such a case, of course, there is a case where there is some structure in which the ultrasonic wave is hardly reflected along the main diagonal, but in addition, in a homogeneous base, for example, in a non-reflective area, the sub-diagonal direction is included. There is a high probability that a high-luminance structure exists. In other words, in this case, the real pixel values at both ends of the main diagonal should be linearly interpolated to form valleys of pixel values on the main diagonal, or the real pixel values at both ends of the sub-diagonal should be linearly interpolated to obtain pixel values on the sub-diagonal. Can't make a clear decision as to whether the mountain should be formed. Therefore, in this case, an intermediate value between the four actual pixel values is determined as the interpolation reference pixel value zm.

【0022】本装置では、(e)に該当する場合を、主
対角線両端の実画素値の平均値が副対角線両端の実画素
値のうち小さい方の値よりも小さい場合とし、補間基準
画素値zmにはその副対角線両端の実画素値のうち小さい
方の値を与える。ちなみに図では、zm=z4となる。この
他、補間基準画素値zmとして例えば4つの実画素値の
平均などを用いることができる。
In the present apparatus, the case corresponding to (e) is defined as a case where the average value of the real pixel values at both ends of the main diagonal is smaller than the smaller value of the real pixel values at both ends of the sub-diagonal, and For zm, the smaller of the actual pixel values at both ends of the sub-diagonal is given. Incidentally, in the figure, zm = z4. In addition, for example, an average of four actual pixel values can be used as the interpolation reference pixel value zm.

【0023】図2(f)、(g)は、補間基準画素値zm
=z4とした場合の4つの三角形画素値面の立体的イメー
ジを示す。これらの図に示される補間画素値面の形状
は、図3(a)に示されるような主対角線に沿った完全
な「谷」と、同図(b)に示されるような副対角線に沿
った完全な「山」との中間的な形状となる。
FIGS. 2F and 2G show interpolation reference pixel values zm.
4 shows a three-dimensional image of four triangular pixel value planes when = z4. The shapes of the interpolated pixel value planes shown in these figures have a complete “valley” along the main diagonal line as shown in FIG. 3A and a sub-diagonal line as shown in FIG. It has an intermediate shape with a perfect “mountain”.

【0024】上述したように本装置は、主対角線上の補
間直線の画素値範囲が副対角線上の補間直線の画素値範
囲より上にある場合(図2(b))には、補間基準画素
値zmを主対角線両端の実画素値の平均値とし、逆に主対
角線上の補間直線の画素値範囲が副対角線上の補間直線
の画素値範囲より下にある場合(図2(e))には、補
間基準画素値zmを上記中間的な値とする。本装置はこれ
により、斜め方向の高輝度構造物を鮮明に表示できるこ
とを大きな特徴とする。
As described above, when the pixel value range of the interpolation straight line on the main diagonal is above the pixel value range of the interpolation straight line on the sub-diagonal (FIG. 2B), the interpolation reference pixel When the value zm is the average value of the actual pixel values at both ends of the main diagonal, the pixel value range of the interpolation straight line on the main diagonal is lower than the pixel value range of the interpolation straight line on the sub-diagonal (FIG. 2 (e)). , The interpolation reference pixel value zm is set to the intermediate value. The main feature of the present apparatus is that it can clearly display a high-luminance structure in an oblique direction.

【0025】2つの主対角線上の補間直線と副対角線上
の補間直線との高低差については、上記図2(b)、
(e)に示すような、各補間直線の画素値範囲が互いに
上下に分離する場合以外にも、それらの中間的な位置関
係としてそれら範囲がオーバーラップする場合がある。
そのどこで、補間基準画素値zmの上記2つの決定方法を
切り替えるかは、設計によりある程度自由に決めること
ができる。本装置では、主対角線両端の実画素値の平均
値が副対角線両端の実画素値のうち小さい方の値よりも
小さい場合には、補間基準画素値zmを上述した中間的な
値とし、それ以外、すなわち主対角線両端の実画素値の
平均値が副対角線両端の実画素値のうち小さい方の値よ
りも大きい場合には、zmを主対角線両端の実画素値の平
均値としている。
The height difference between the interpolation straight line on the two main diagonal lines and the interpolation straight line on the sub diagonal line is shown in FIG.
In addition to the case where the pixel value ranges of the interpolation straight lines are vertically separated from each other as shown in (e), the ranges may overlap as an intermediate positional relationship.
Where to switch between the above two methods of determining the interpolation reference pixel value zm can be freely determined to some extent by design. In this device, when the average value of the real pixel values at both ends of the main diagonal is smaller than the smaller value of the real pixel values at both ends of the sub-diagonal, the interpolation reference pixel value zm is set to the above-described intermediate value, and In other cases, that is, when the average value of the real pixel values at both ends of the main diagonal is larger than the smaller value of the real pixel values at both ends of the sub-diagonal, zm is the average value of the real pixel values at both ends of the main diagonal.

【0026】以上のように、主対角線が決定され、それ
に基づいて補間基準画素値が決定され、4つの三角形画
素値面による実画素値面の多面近似が行われる。次に補
間画素aが三角形領域Δq0p1p2、Δq0p2p3、Δq0p3p4、
Δq0p4p1(三角形領域102、104、106、10
8)のいずれに属するかが判定される。ここでは説明を
簡単にするため、四角形領域100を図4に示す一辺の
長さが1の正方形に規格化した場合に基づいて説明をす
る。補間画素aの位置は、辺p4p1からの距離ΔR及び辺
p3p4からの距離Δθにより表され、ここで0≦ΔR<
1、0≦Δθ<1である。補間画素値zaは、補間画素a
がどの三角形領域に属するかに応じて、次式で求められ
る。
As described above, the main diagonal line is determined, the interpolation reference pixel value is determined based on the main diagonal line, and a multi-plane approximation of the actual pixel value plane is performed using four triangular pixel value planes. Next, the interpolation pixel a is a triangle area Δq0p1p2, Δq0p2p3, Δq0p3p4,
Δq0p4p1 (triangle areas 102, 104, 106, 10
8). Here, for simplicity of the description, the description will be made based on the case where the rectangular area 100 is normalized to a square having one side as shown in FIG. The position of the interpolation pixel a is determined by the distance ΔR from the side p4p1 and the side
It is represented by the distance Δθ from p3p4, where 0 ≦ ΔR <
1, 0 ≦ Δθ <1. The interpolation pixel value za is the interpolation pixel a
Is determined by the following equation according to which triangular area belongs to.

【0027】・点aが三角形領域Δq0p1p2に属する場合
(Δθ>ΔRかつΔθ>1−ΔR)
When the point a belongs to the triangular area Δq0p1p2 (Δθ> ΔR and Δθ> 1-ΔR)

【数1】 ・点aが三角形領域Δq0p2p3に属する場合(Δθ≦ΔR
かつΔθ>1−ΔR)
(Equation 1) When the point a belongs to the triangular area Δq0p2p3 (Δθ ≦ ΔR
And Δθ> 1−ΔR)

【数2】 ・点aが三角形領域Δq0p3p4に属する場合(Δθ≦ΔR
かつΔθ≦1−ΔR)
(Equation 2) When the point a belongs to the triangular area Δq0p3p4 (Δθ ≦ ΔR
And Δθ ≦ 1-ΔR)

【数3】 ・点aが三角形領域Δq0p4p1に属する場合(Δθ>ΔR
かつΔθ≦1−ΔR)
(Equation 3) When the point a belongs to the triangular area Δq0p4p1 (Δθ> ΔR
And Δθ ≦ 1-ΔR)

【数4】 図5は、本装置の概略のブロック図である。超音波の受
信信号は、アナログ−デジタル変換器(A/D変換器)
150でデジタル信号に変換される。ラインメモリ15
2はそのデジタル信号を1音線の信号期間に相当する時
間だけ遅延させるものである。デジタル信号はこのライ
ンメモリ152を経由する信号と経由しない信号とに分
岐される。また、遅延素子154により生じる遅延時間
は、R方向に隣接するサンプリング点間の信号上の時間
差である。4つの実画素値はA/D変換器150には時
間的にずれて入力されるが、これらラインメモリ15
2、遅延素子154とにより、信号線156、158、
160、162にはそれぞれ実画素値z4、z3、z1、z2が
同一タイミングで出力される。これら4つの実画素値z
は補間演算回路164と補間基準画素値演算回路166
に入力される。補間基準画素値演算回路166は実画素
値zから上述の方法で補間基準画素値zmを求め、zmを補
間演算回路164に出力する。
(Equation 4) FIG. 5 is a schematic block diagram of the present apparatus. Ultrasonic reception signal is analog-digital converter (A / D converter)
At 150, it is converted to a digital signal. Line memory 15
Numeral 2 delays the digital signal by a time corresponding to the signal period of one sound ray. The digital signal is branched into a signal that passes through the line memory 152 and a signal that does not pass. Further, the delay time generated by the delay element 154 is a signal time difference between adjacent sampling points in the R direction. The four actual pixel values are input to the A / D converter 150 with a time lag.
2, signal lines 156, 158,
The actual pixel values z4, z3, z1, and z2 are output at the same timing to 160 and 162, respectively. These four real pixel values z
Are the interpolation calculation circuit 164 and the interpolation reference pixel value calculation circuit 166
Is input to The interpolation reference pixel value calculation circuit 166 obtains the interpolation reference pixel value zm from the actual pixel value z by the above-described method, and outputs zm to the interpolation calculation circuit 164.

【0028】一方、アドレス演算回路170は、超音波
送受信の制御部から音線の番号172とその音線上での
サンプリングタイミング174を得て、補間を行う四角
形領域を特定し、その領域内の補間画素の座標ΔR、Δ
θを計算して出力する。またアドレス演算回路170
は、サンプリングタイミング174を用いて、ラインメ
モリ152の動作を制御するクロックを生成する。補間
画素の座標は領域判定回路176に入力される。領域判
定回路176は、補間画素が4つの三角形領域のいずれ
に属するかを特定する三角形特定手段であり、領域判定
コードを生成する。この領域判定コードと補間画素の座
標とは、補間係数発生回路178に入力される。補間係
数発生回路178は、ΔR、Δθ及び領域判定コードを
パラメータとして(4)〜(7)式の右辺における画素
値の補間係数を生成する。領域判定コードと補間係数と
は補間演算回路164に入力される。
On the other hand, the address arithmetic circuit 170 obtains the sound ray number 172 and the sampling timing 174 on the sound ray from the control unit for transmitting and receiving the ultrasonic wave, specifies the quadrangular area to be interpolated, and specifies the interpolation area within that area. Pixel coordinates ΔR, Δ
Calculate and output θ. The address operation circuit 170
Generates a clock for controlling the operation of the line memory 152 using the sampling timing 174. The coordinates of the interpolation pixel are input to the area determination circuit 176. The area determination circuit 176 is a triangle specifying unit that specifies which of the four triangle areas the interpolation pixel belongs to, and generates an area determination code. The area determination code and the coordinates of the interpolation pixel are input to the interpolation coefficient generation circuit 178. The interpolation coefficient generation circuit 178 generates an interpolation coefficient of the pixel value on the right side of the equations (4) to (7) using ΔR, Δθ and the area determination code as parameters. The area determination code and the interpolation coefficient are input to the interpolation operation circuit 164.

【0029】補間演算回路164は、補間に使用する式
を領域判定コードにより(4)〜(7)式から選択し、
補間係数発生回路178から得られる補間係数を用い
て、補間画素値zaを計算する。補間画素値zaはフレーム
メモリ180に蓄積され、1画面分の補間が完了すると
デジタル−アナログ変換器(D/A変換器)182を介
してビデオ信号に変換され、ディスプレイ184に表示
される。
The interpolation operation circuit 164 selects an expression to be used for interpolation from the expressions (4) to (7) according to the area determination code.
The interpolation pixel value za is calculated using the interpolation coefficient obtained from the interpolation coefficient generation circuit 178. The interpolation pixel value za is stored in the frame memory 180, and when the interpolation for one screen is completed, it is converted into a video signal via a digital-analog converter (D / A converter) 182 and displayed on the display 184.

【0030】図6は、補間基準画素値演算回路166の
ブロック構成図である。四角形領域100の対角線上に
位置する実画素値の差が、各対角線について減算器20
0により求められる。この2つの差は絶対値変換器20
2により絶対値、すなわち(2)、(3)式により定義
されるd1、d2に変換された後、比較器204に入力され
る。比較器204はd1、d2の大小関係を判定し主対角線
を決定する(主対角線決定手段)。主対角線はd1≧d2の
とき線分p2p4、d1<d2のとき線分p1p3であり、それぞれ
の場合に対し比較器204はH(High)レベル、L(Lo
w )レベルの信号を出力する。主対角線の両端の実画素
値が、比較器204の出力に応じて2つのセレクタ20
6により選択される。これら実画素値の平均値が加算器
208と除算器210とにより計算され、セレクタ21
2に入力される。
FIG. 6 is a block diagram of the interpolation reference pixel value calculation circuit 166. The difference between the actual pixel values located on the diagonal of the rectangular area 100 is calculated by subtracter 20 for each diagonal.
It is determined by 0. The difference between the two is calculated by the absolute value converter 20.
After being converted into absolute values by d2, that is, d1 and d2 defined by the equations (2) and (3), they are input to the comparator 204. The comparator 204 determines the magnitude relationship between d1 and d2 and determines the main diagonal (main diagonal determining means). The main diagonal line is a line segment p2p4 when d1 ≧ d2, and a line segment p1p3 when d1 <d2. In each case, the comparator 204 has an H (High) level and an L (Lo) level.
w) Output level signal. The real pixel values at both ends of the main diagonal line correspond to two selectors 20 according to the output of the comparator 204.
6 is selected. The average of these actual pixel values is calculated by the adder 208 and the divider 210,
2 is input.

【0031】2つのセレクタ214は、それぞれ比較器
204の出力に応じて副対角線の各端の実画素値を出力
する。比較器216は主対角線両端の実画素値の平均値
と副対角線の各端の実画素値とを比較し、主対角線両端
の前記平均値が副対角線の比較対象となる実画素値より
小さい場合、Hレベルの信号を出力する。ANDゲート
218により、主対角線両端の前記平均値が副対角線両
端いずれの実画素値よりも小さい場合に、Hレベル信号
がセレクタ212に入力される。一方、副対角線の両端
の実画素値のうち小さい方が、比較器220及びセレク
タ222により選択され、セレクタ212に入力され
る。セレクタ212は、ANDゲート218の出力信号
に応じて補間基準画素値zmを決定する。すなわち、主対
角線両端の実画素値の平均値が副対角線両端の実画素値
より小さい場合には、セレクタ222で選択された副対
角線上の実画素値のうち小さい方の値が補間基準画素値
zmとして選択され、そうでない場合には、除算器210
から出力される主対角線両端の実画素値の平均値が補間
基準画素値zmとして選択される(基準値決定手段)。
Each of the two selectors 214 outputs an actual pixel value at each end of the sub-diagonal according to the output of the comparator 204. The comparator 216 compares the average value of the real pixel values at both ends of the main diagonal line with the real pixel value at each end of the sub diagonal line, and when the average value at both ends of the main diagonal line is smaller than the real pixel value to be compared with the sub diagonal line. , H level signals. The H level signal is input to the selector 212 by the AND gate 218 when the average value at both ends of the main diagonal is smaller than the actual pixel value at either end of the sub-diagonal. On the other hand, the smaller one of the real pixel values at both ends of the sub-diagonal is selected by the comparator 220 and the selector 222 and input to the selector 212. The selector 212 determines the interpolation reference pixel value zm according to the output signal of the AND gate 218. That is, when the average value of the real pixel values at both ends of the main diagonal is smaller than the real pixel values at both ends of the sub-diagonal, the smaller of the real pixel values on the sub-diagonal selected by the selector 222 is the interpolation reference pixel value.
zm, otherwise the divider 210
Are selected as interpolation reference pixel values zm (reference value determination means).

【0032】図7は、領域判定回路176のブロック構
成図である。比較器300は入力されるΔRとΔθとの
大小関係を判定し、比較器302は、入力ΔRに基づい
て減算器304で生成される(1−ΔR)と、入力Δθ
との大小関係を判定し、領域判定コード生成器306が
比較器300、302の出力に基づいて(4)〜(7)
式の場合分けのいずれの場合に該当するかを領域判定コ
ードとして出力する。
FIG. 7 is a block diagram of the area determination circuit 176. The comparator 300 determines the magnitude relationship between the input ΔR and Δθ, and the comparator 302 generates the input Δθ when (1-ΔR) is generated by the subtractor 304 based on the input ΔR.
Is determined, and the area determination code generator 306 determines (4) to (7) based on the outputs of the comparators 300 and 302.
Which of the expression cases corresponds to the case is output as an area determination code.

【0033】図8は、補間演算回路164のブロック構
成図である。領域判定コードは4つの三角形領域に対応
して4種類ある。セレクタ400、402、404、4
06は領域判定コードに応じて、4つの入力値のうちの
1つを選択して出力するものであり、それぞれ、(4)
〜(7)式のうち補間画素が含まれる三角形領域に対応
する式の第1項〜第4項に含まれる実画素z値又は補間
基準画素値zmを出力するように構成されている。これら
各項の画素値は、補間係数発生回路178から得られる
各項の係数と乗算器408にて掛け合わされる。第1項
〜第4項は加算器410により足し合わされ、補間画素
値zaが出力される(補間画素値決定手段)。
FIG. 8 is a block diagram of the interpolation operation circuit 164. There are four types of area determination codes corresponding to the four triangular areas. Selectors 400, 402, 404, 4
Numeral 06 selects and outputs one of the four input values according to the area determination code.
It is configured to output the real pixel z value or the interpolation reference pixel value zm included in the first to fourth terms of the equation corresponding to the triangular area including the interpolation pixel among the equations (7) to (7). The pixel value of each term is multiplied by the multiplier 408 with the coefficient of each term obtained from the interpolation coefficient generation circuit 178. The first to fourth terms are added by the adder 410, and an interpolation pixel value za is output (interpolation pixel value determination means).

【0034】補間係数発生回路178は、ここではRO
Mを用いて構成されている。このROMには各三角形領
域ごとにΔR、Δθをパラメータとしてあらかじめ計算
された係数が格納される。補間係数発生回路178はこ
の他、係数を逐一、演算により求める構成としてもよ
い。図9は、補間係数発生回路178に用いるROMに
格納されるテーブルの内容を表す模式図である。k1、k
2、k3、k4は、各三角形領域Δq0p1p2、Δq0p2p3、Δq0p
3p4、Δq0p4p1(三角形領域102、104、106、
108)に対応する(4)〜(7)式のそれぞれ第1項
〜第4項の係数である。テーブル上には、0≦ΔR<
1、0≦Δθ<1の範囲で例えば所定ステップでΔR、
Δθを変化させたそれぞれの場合の係数が格納されてお
り、補間係数発生回路178は、入力されるΔR、Δθ
に応じたアドレスの係数を読み出し出力する。
In this case, the interpolation coefficient generation circuit 178
M. This ROM stores coefficients previously calculated using ΔR and Δθ as parameters for each triangular area. Alternatively, the interpolation coefficient generation circuit 178 may be configured to calculate the coefficients one by one by calculation. FIG. 9 is a schematic diagram showing the contents of a table stored in the ROM used for the interpolation coefficient generation circuit 178. k1, k
2, k3, k4 are each triangular area Δq0p1p2, Δq0p2p3, Δq0p
3p4, Δq0p4p1 (triangle areas 102, 104, 106,
108) are the coefficients of the first to fourth terms of equations (4) to (7), respectively. On the table, 0 ≦ ΔR <
In the range of 1, 0 ≦ Δθ <1, for example, ΔR,
The coefficients in each case in which Δθ is changed are stored, and the interpolation coefficient generation circuit 178 outputs the input ΔR, Δθ
And outputs the coefficient at the address corresponding to.

【0035】本装置の上述のハードウェア構成部分は、
同様の機能を果たす種々の構成により置換可能である
し、それらを必要に応じて計算機上のソフトウェアとし
て実現してもよい。また、補間基準点は、上記定義によ
る四角形領域の中心以外にも、対角線の交点、四角形の
重心などを採ることも可能である。上記構成では、ライ
ンメモリ152と遅延素子154とによって4つのサン
プリングデータのタイミングを揃えたが、これに代え
て、R方向、θ方向に並ぶサンプリングデータを一旦、
フレームメモリに格納した後、補間に必要な4つのデー
タを読み出す構成とすることもできる。上記構成で用い
たΔR、Δθは、近似により簡易に求められる値を用い
ることができる。
The above-mentioned hardware components of the apparatus are as follows.
It can be replaced by various configurations that perform the same function, and they may be realized as software on a computer as needed. In addition, the interpolation reference point may take an intersection of a diagonal line, a center of gravity of a rectangle, and the like, in addition to the center of the rectangle area defined above. In the above configuration, the timings of the four sampling data are aligned by the line memory 152 and the delay element 154. Instead, the sampling data arranged in the R direction and the θ direction is temporarily replaced.
After the data is stored in the frame memory, four data required for interpolation may be read. As ΔR and Δθ used in the above configuration, values that are easily obtained by approximation can be used.

【0036】[0036]

【発明の効果】本超音波診断用画像補間装置によれば、
音線に基づく上記R方向、θ方向に位置した構造物だけ
でなく、それらの方向からずれた斜め方向に位置した構
造物も鮮明に表示することができ、正確な診断を容易と
する効果が得られる。
According to the ultrasonic diagnostic image interpolation apparatus,
Not only structures located in the R and θ directions based on sound rays, but also structures located in oblique directions deviated from those directions can be clearly displayed, and the effect of facilitating accurate diagnosis can be obtained. can get.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 補間が行われる四角形領域を示す平面図。FIG. 1 is a plan view showing a quadrangular area where interpolation is performed.

【図2】 四角形領域での画素値の立体的なイメージを
説明する模式図。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a three-dimensional image of pixel values in a rectangular area.

【図3】 四角形領域での画素値の立体的なイメージを
説明する模式図。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a three-dimensional image of pixel values in a rectangular area.

【図4】 一辺の長さを1に規格化した補間される四角
形領域を示す平面図。
FIG. 4 is a plan view showing a rectangular area to be interpolated in which the length of one side is normalized to 1;

【図5】 本装置の概略のブロック図。FIG. 5 is a schematic block diagram of the present apparatus.

【図6】 補間基準画素値演算回路のブロック構成図。FIG. 6 is a block diagram of an interpolation reference pixel value calculation circuit.

【図7】 領域判定回路のブロック構成図。FIG. 7 is a block diagram of an area determination circuit.

【図8】 補間演算回路のブロック構成図。FIG. 8 is a block diagram of an interpolation operation circuit.

【図9】 補間係数発生回路に用いるROMの内容を表
す模式図。
FIG. 9 is a schematic diagram showing the contents of a ROM used for an interpolation coefficient generation circuit.

【図10】 超音波音線と表示画面との関係を示す模式
図。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a relationship between an ultrasonic sound ray and a display screen.

【図11】 従来技術における補間方法を説明する概念
図。
FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating an interpolation method according to the related art.

【図12】 R方向、θ方向に強い相関を有した構造物
に対する従来の補間値の立体的イメージを示す模式図。
FIG. 12 is a schematic diagram showing a three-dimensional image of a conventional interpolation value for a structure having a strong correlation in the R direction and the θ direction.

【図13】 四角形領域の対角線方向に構造物が位置す
る場合のR−θ平面でのサンプリングデータのイメージ
図。
FIG. 13 is an image diagram of sampling data on an R-θ plane when a structure is located in a diagonal direction of a quadrangular region.

【図14】 音線に対し斜め方向で期待される補間画素
値を示すグラフ。
FIG. 14 is a graph showing interpolated pixel values expected in a direction oblique to a sound ray.

【図15】 音線に対し斜め方向での従来の補間画素値
を示すグラフ。
FIG. 15 is a graph showing a conventional interpolated pixel value in a direction oblique to a sound ray.

【図16】 従来の問題点を説明するイメージ図。FIG. 16 is an image diagram for explaining a conventional problem.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 超音波音線、6,10,12,14,16 サンプ
リング点、46 対角線、100 四角形領域、10
2,104,106,108 三角形領域、150 A
/D変換器、152 ラインメモリ、154 遅延素
子、164 補間演算回路、166 補間基準画素値演
算回路、170 アドレス演算回路、176領域判定回
路、178 補間係数発生回路、180 フレームメモ
リ、182デジタル−アナログ変換器、184 ディス
プレイ。
4 Ultrasonic sound ray, 6, 10, 12, 14, 16 sampling points, 46 diagonal lines, 100 square area, 10
2,104,106,108 Triangular area, 150 A
/ D converter, 152 line memory, 154 delay element, 164 interpolation operation circuit, 166 interpolation reference pixel value operation circuit, 170 address operation circuit, 176 area judgment circuit, 178 interpolation coefficient generation circuit, 180 frame memory, 182 digital-analog Transducer, 184 display.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 超音波画像上で補間画素の周囲に存在す
る4つの実画素の実画素値に基づき、その補間画素の補
間画素値を求める超音波診断用画像補間装置において、 前記4つの実画素で構成される四角形の2つの対角線の
うち、その両端の実画素値の相関が強い主対角線を決定
する主対角線決定手段と、 前記四角形の中央部に位置する所定の補間基準点の補間
基準画素値を求める基準値決定手段と、 前記補間基準点と前記四角形の1辺とで定まる4つの三
角形から、前記補間画素を含む補間三角形を特定する三
角形特定手段と、 前記補間三角形の3つの頂点に対応する前記補間基準画
素値及び2つの前記実画素値に基づく2次元的な線形補
間により前記補間画素値を求める補間画素値決定手段
と、を有し、 前記基準値決定手段は、 前記主対角線上でその両端の実画素値に基づいた補間直
線が、画素値の大小関係に基づいて他の2つの実画素の
実画素値に対して谷となる場合を除き、前記補間基準画
素値を主対角線の両端の実画素値に基づいて定めること
を特徴とする超音波診断用画像補間装置。
1. An ultrasonic diagnostic image interpolating apparatus for obtaining an interpolated pixel value of an interpolated pixel based on the actual pixel values of four interpolated pixels existing around the interpolated pixel on an ultrasonic image. Main diagonal determination means for determining a main diagonal line having a strong correlation between real pixel values at both ends of the two diagonal lines of a rectangle formed of pixels; and an interpolation reference of a predetermined interpolation reference point located at the center of the rectangle. Reference value determining means for obtaining a pixel value; triangle specifying means for specifying an interpolation triangle including the interpolation pixel from four triangles defined by the interpolation reference point and one side of the rectangle; three vertices of the interpolation triangle And an interpolated pixel value determining means for obtaining the interpolated pixel value by two-dimensional linear interpolation based on the interpolated reference pixel value and the two actual pixel values. An interpolation straight line based on the real pixel values at both ends on the diagonal line, except for a case where the real pixel value of the other two real pixels becomes a valley based on the magnitude relationship between the pixel values, is defined as the interpolation reference pixel value. An image interpolating apparatus for ultrasonic diagnostics, which is determined based on actual pixel values at both ends of a main diagonal line.
【請求項2】 請求項1記載の超音波診断用画像補間装
置において、 前記基準値決定手段は、前記主対角線の両端の実画素値
の平均値がもう1つの対角線の両端の実画素値の最小値
以上である場合には、前記平均値を前記補間基準画素値
とすること、を特徴とする超音波診断用画像補間装置。
2. The ultrasonic diagnostic image interpolation apparatus according to claim 1, wherein the reference value determination unit calculates an average value of real pixel values at both ends of the main diagonal line as an average value of real pixel values at both ends of another diagonal line. An ultrasonic diagnostic image interpolation apparatus, wherein the average value is used as the interpolation reference pixel value when the average value is equal to or greater than the minimum value.
【請求項3】 請求項2記載の超音波診断用画像補間装
置において、 前記基準値決定手段は、前記主対角線の両端の実画素値
の平均値がもう1つの対角線の両端の実画素値の最小値
より小さい場合には、その最小値を前記補間基準画素値
とすること、を特徴とする超音波診断用画像補間装置。
3. The ultrasonic diagnostic image interpolation apparatus according to claim 2, wherein the reference value determining means calculates an average value of real pixel values at both ends of the main diagonal line as an average value of real pixel values at both ends of another diagonal line. If the value is smaller than the minimum value, the minimum value is used as the interpolation reference pixel value.
【請求項4】 請求項1から請求項3のいずれかに記載
の超音波診断用画像補間装置において、 前記補間基準点は前記四角形の中心であることを特徴と
する超音波診断用画像補間装置。
4. The ultrasonic diagnostic image interpolating apparatus according to claim 1, wherein the interpolation reference point is a center of the quadrangle. .
JP8116441A 1996-05-10 1996-05-10 Ultrasound diagnostic image interpolation device Expired - Fee Related JP2969077B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8116441A JP2969077B2 (en) 1996-05-10 1996-05-10 Ultrasound diagnostic image interpolation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8116441A JP2969077B2 (en) 1996-05-10 1996-05-10 Ultrasound diagnostic image interpolation device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09299365A JPH09299365A (en) 1997-11-25
JP2969077B2 true JP2969077B2 (en) 1999-11-02

Family

ID=14687190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8116441A Expired - Fee Related JP2969077B2 (en) 1996-05-10 1996-05-10 Ultrasound diagnostic image interpolation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2969077B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09299365A (en) 1997-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101868184B (en) Spatial compounding systems and methods using phased arrays
US6413219B1 (en) Three-dimensional ultrasound data display using multiple cut planes
US5546807A (en) High speed volumetric ultrasound imaging system
US7037263B2 (en) Computing spatial derivatives for medical diagnostic imaging methods and systems
US5429137A (en) Acoustic scan conversion method and apparatus for velocity flow
JP2934402B2 (en) Three-dimensional ultrasonic image creating method and image processing apparatus
US7828731B2 (en) Ultrasonographic apparatus, ultrasonographic data processing method, and ultrasonographic data processing program
US20050228280A1 (en) Acquisition and display methods and systems for three-dimensional ultrasound imaging
JPH06114057A (en) Ultrasonic position detecting system and method for detecting it
JP2010017557A (en) Ultrasound system and method for processing ultrasound data
US20080161690A1 (en) Ultrasonic imaging apparatus and a method for displaying diagnostic images
EP0818772A2 (en) Element arranging structure for transducer array for forming three-dimensional images and ultrasonic three-dimensional imaging apparatus adopting the same
JPH0548692B2 (en)
JP2006508729A (en) High frame rate 3D ultrasound imager
JPH11113902A (en) Ultrasound image diagnostic apparatus and ultrasonic image display method
JP2763126B2 (en) Color ultrasonic diagnostic equipment
JP2969077B2 (en) Ultrasound diagnostic image interpolation device
JP3806229B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP5091556B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic image generation method
JP2013165922A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
JPH07265314A (en) Ultrasonic tomographic apparatus
JP2005118081A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
JPH1156841A (en) Three-dimensional region-of-interest setting method, image processor and ultrasonograph
JP2639391B2 (en) Fluid map image forming device
JP4246853B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees