[发明专利]图像压缩装置、图像拉伸装置以及超声波诊断装置

说明书

技术领域

本发明涉及在对图像数据进行压缩编码并记录或传送时使用的图像压 缩装置、图像解压缩装置以及使用它们的超声波诊断装置。

背景技术

近年来，进行了如下研究：在使用超声波进行对象物的图像诊断的超 声波诊断装置中，将从探针(探头)得到的反射波信号的数据压缩并记录 后传送。例如，将从探针得到的反射波信号数据压缩后，通过电缆传送到 装置主体，在装置主体中相反地将压缩数据解压缩恢复原来的反射波信号 数据，而进行规定的画面显示。由此，能够实现传送数据量的降低和数据 的高速传送。

超声波诊断用的探针可以是各种形状以及方式的探针，但如图17所示， 超声波的扫描形状为扇形的凸型探针被广泛使用。在图17中，从探针101 向测定对象物102的内部输出的超声波的扫描范围是，深度越深扇形形状 越宽。如图17所示，超声波的扫描范围中，将从探针101向测定对象物102 的内部稍微改变角度而输出的超声波的直线称为音响线。从扇形的扫描范 围的左端到右端存在n根音响线103(103-1～103-n)。

图18是示意地表示1帧量的反射波信号数据的构造。如图18所示， 纵方向上顺序地存储有与n根音响线103对应的音响线数据104-1～104 -n。各帧(音响线数据群)104中，是越接近右端深度越深的数据。

图19是示意地表示与扇形的扫描范围配合地被显示的超声波图像的 图。将从探针得到的反射波信号的强度显示在画面105上时，对反射信号 的强度进行了辉度调制的超声波图像如图19所示地被显示在与扫描范围对 应的扇形区域106。该显示模式称为B模式。在该显示模式中，由于与扫 描范围相同的扇形范围的超声波图像被显示在画面上，所以容易进行直观 的诊断。

这样的超声波图像显示是将图18所示那样的1帧量的图像数据如图19 所示地变形成扇形的显示范围之后进行显示。此时，由于显示面的像素密 度是均匀的，所以从图19可知，被显示的画面内的音响线密度根据深度的 不同而变化。所谓音响线密度是用显示像素数除以音响线的总数得到的值。 例如，若使沿着深度最浅的部分(距离扇形的中心最近的部分)的圆弧的 显示像素数为m1，音响线密度为A，则A＝n/m1。另外，若沿着深度最 深的部分(距离扇形的中心最远的部分)的圆弧的显示像素数为m2，音响 线密度为B，则B＝n/m2。由于m1＜m2，所以A＞B。这样，深度越深 (距离扇形的中心越远)音响线密度越低。

另外，作为对静止图像数据进行压缩编码的方法，以往JPEG方式为 主流，对于超声波诊断装置中的反射波信号的数据压缩，也可以适用JPEG 方式。

图20是表示JPEG方式所代表的以往的静止图像压缩处理的概略结构 的方框图。在图20中，11是块分割单元，12是DCT变换(离散余弦变换) 单元，13是量子化单元，14是编码单元，15是量子化系数输出单元。另外， 图21是表示图20的图像压缩装置中的量子化系数输出单元15的内部结构 的方框图。在图21中，18是使作为量子化系数(表示量子化的细度的数值) 的基本的值与块的尺寸配合而表格化的基本量子化表格，19是用于获得从 基本量子化表格18得到的值与预先设定的比例因子(调整压缩率的参数) 之积并输出量子化系数的乘法单元。

如图20以及图21所示，被输入的图像数据首先被块分割单元11分割 成8×8像素的块。各块被DCT变换单元12进行DCT变换。DCT变换的 结果输出的DCT系数根据由量子化系数输出单元15提供的量子化系数被 量子化单元13量子化，并被编码单元14哈夫曼编码而成为压缩数据。

图22是JPEG方式所代表的以往的静止图像解压缩处理的大致方框 图。在图22中，31是对哈夫曼编码进行译码的译码单元，32是进行逆量 子化的逆量子化单元，33是实施逆DCT变换的逆DCT变换单元，34是逆 量子化系数输出单元。

如图22所示，被输入的压缩数据被译码单元31译码，并且被输入到 逆量子化系数输出单元34后，取出用于进行逆量子化的逆量子化系数。从 译码单元31输出的译码化数据通过逆量子化单元32，逆量子化单元32使 用由逆量子化系数输出单元34提供的逆量子化系数进行译码化数据的逆量 子化。该输出被转移到逆DCT变换单元33，被逆DCT变换单元33实施逆 DCT变换而成为图像数据。