[發明專利]一種高精度實時超聲圖像掃描變換方法

有效

• 申請號: 200910033262.7
• 申請日: 2009-06-10
• 公開（公告）號: CN101606854A
• 公開（公告）日: 2009-12-23
• 發明（設計）人: 趙明昌;莫善玨
• 申請（專利權）人: 無錫祥生科技有限公司
• 主分類號: A61B8/14
• 分類號: A61B8/14;A61B8/00;G06F19/00
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所
• 代理人: 曹祖良

1.一種高精度實時超聲圖像掃描變換方法，其特征在于，步驟如下：

步驟1：獲取超聲探頭所采集的每幀圖像，由LN條線數據組成，形成一個扇形，內徑為r，外徑為r+l，第1條線數據和第LN條線數據所夾的圓心角為2θ，LN條線數據為等角度采樣，每條采樣線上有PN個采樣點，為等距離采樣；將所述每幀圖像作為二維紋理傳輸至GPU顯存，并保存為線數據紋理；

步驟2：生成代理幾何模型并繪制，包括：

使用六邊形ABQRHG作為代理幾何模型，其頂點坐標分別為：

(A_x，A_y)＝(-rsinθ，rcosθ)

(B_x，B_y)＝(-(r+l)sinθ，(r+l)cosθ)

(Q_x，Q_y)＝(-(r+l)sinθ，r+l)

(R_x，R_y)＝((r+l)sinθ，r+l)

(H_x，H_y)＝((r+l)sinθ，(r+l)cosθ)

(G_x，G_y)＝(rsinθ，rcosθ)

其中A和G、B和H、Q和R的x坐標相反，y坐標相同，因此只需計算A、B、Q三個點的坐標，其它三個點的坐標根據上述關系求得；

將六邊形ABQRHG使用三角帶形式分解為四個三角形，頂點順序為G，H，A，R，B，Q，三角形分別為：GHA、HAR、ARB和RBQ；

使用OpenGL或者DirectX的API函數繪制三角帶；

步驟3：在GPU中對代理模型繪制后的每個光柵點計算坐標變換，包括：

將代理模型繪制后的每個光柵點從顯示器的直角坐標(x，y)轉換為所述線數據紋理所在的極坐標(s，t)，計算公式為：t＝(arctan(x/y)+θ)(LN-1)/2θ，其中t代表在第t條線數據上，s代表在線數據的第s個采樣點上；

判斷(s，t)是否滿足0≤t≤(LN-1)且0≤s≤(PN-1)，如果不滿足則終止計算；

步驟4：在GPU中計算雙三次圖像插值，包括：

在-2＜u＜2的區間上取NX個離散的三次多項式f(u)的非零值，NX為2的正整數次方，用一維紋理傳輸至GPU顯存，并保存為三次多項式紋理，其中f(u)的定義如下：

f(u)=76|u|3-2|u|2+89,|u|<1-718|u|3+2|u|2-103|u|+169,1≤|u|<2;0,|u|≥2]]>

分別使用紋理坐標(floor(s)-1，floor(t)-1)，(floor(s)，floor(t)-1)，(ceil(s)，floor(t)-1)，(ceil(s)+1，floor(t)-1)訪問所述線數據紋理，得到4個長度為4的矢量v1，v2，v3，v4，其中，函數floor(v)代表不大于v的最大的整數，函數ceil(v)代表不小于v的最小的整數；

分別使用紋理坐標floor(t)-t-1和floor(s)-s-1訪問所述三次多項式紋理，得到2個長度為4的矢量f1，f2；

利用GPU的SIMD矢量計算指令，計算得到一個長度為4的矢量temp＝(<v1·f1>，<v2·f1>，<v3·f1>，<v4·f1>)，<·>表示矢量點積計算；

利用GPU的SIMD矢量計算指令，計算待求的采樣值I_val＝<temp·f2>；

最后，將采樣值I_val輸出至顯示器的(x，y)坐標處顯示。