[發明專利]一種提高冠狀動脈內超聲圖像視覺效果的方法

有效

• 申請號: 200910075133.4
• 申請日: 2009-08-13
• 公開（公告）號: CN101625756A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 孫正
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/00
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司
• 代理人: 李羨民;高錫明

1.一種提高冠狀動脈內超聲圖像視覺效果的方法，其特征是，它針對ICUS圖像序列，運用圖像分析技術，通過分析各幀圖像的灰度特征，選擇出在每個心動周期中的心臟運動最慢點采集的一幀圖像，組成一個新的圖像序列，作為門控之后的結果，具體步驟如下：

a、對ICUS圖像序列構造差異矩陣：

對于由n幀組成的ICUS圖像序列{I₁，I₂，...，I_n}，選擇兩幀圖像之間灰度值的歸一化互相關作為對兩幀圖像差異度的衡量，通過逐幀比較，構造n×n維的差異矩陣D＝[d_i，j](i＝1，2，..，n；j＝1，2，..，n)

d_i，j＝1-C(i，j)

C(i,j)=NCC(Ii,Ij),ifNCC(Ii,Ij)≥00,ifNCC(Ii,Ij)<0]]>

NCC(Ii,Ij)=Σx=0M-1Σy=0N-1[Ii(x,y)-μi][Ij(x,y)-μj][Σx=0M-1Σy=0N-1[Ii(x,y)-μi]2][Σx=0M-1Σy=0N-1[Ij(x,y)-μj]2]]]>

其中，μ_i和μ_j分別是ICUS圖像序列中的第i幀I_i和第j幀I_j的平均灰度值，M是ICUS圖像像素的總列數；N是ICUS圖像像素的總行數；

b、根據差異矩陣D，估計心動周期長度的近似值：

計算ICUS圖像序列中間隔為i-1幀的兩幀圖像I_j和I_j+(i-1)差異度的平均值c(i)：

c(i)=1n-(i-1)Σj=1n-(i-1)dj+(i-1),j]]>

則當i＝1，2，...，n時，得到一條曲線c(i)～i，將曲線c(i)～i的第一個谷點(極小值)所對應的i值作為以幀為單位的心動周期長度的估計值，記為R；

c、從差異矩陣D中找到具有最小累計差異值的最優路徑L：

采用動態規劃算法，從差異矩陣D中找到以點d_1，R為起點、具有最小累計差異值的最優路徑L，從而為ICUS序列中的每幀圖像找到其在相鄰心動周期中的對應幀；

d、沿最優路徑L選擇各心動周期中在心臟運動最慢點采集的圖像，組成門控后的圖像序列：

在經過45°高斯濾波后的差異矩陣中，沿最優路徑L搜索極大值，由極大值所對應的圖像對得到最終的門控圖像序列；

對最優路徑L的搜索過程附加三個約束條件：①唯一性約束：使得第r幀I_r與第k幀I_k是對應幀；②單調性約束：對于第r幀I_r、第r+1幀I_r+1、第k幀I_k和第k′幀I_k′，如果I_r與I_k是對應幀，并且I_r+1與I_k′是對應幀，則k′＞k；③位移約束：將搜索范圍限制在寬度為Δ的條帶區域內，Δ的取值范圍為R-1≤Δ≤2(R-1)。

2.根據權利要求1所述提高冠狀動脈內超聲圖像視覺效果的方法，其特征是，在經過45°高斯濾波后的差異矩陣中，沿最優路徑L搜索極大值的方法是：首先在濾波后的差異矩陣中沿最優路徑L找到具有最大值的點，用(p₀，q₀)表示，然后以該點為起點，在最優路徑L上找到表示其它對應幀的點，包括向下和向上搜索兩個階段，向下搜索的具體步驟如下：

①.令i＝0；

②.找到最優路徑L與第q_i行的交點(q_i，j)，如果該點不存在，搜索過程結束；否則，令(p_i+1，q_i+1)＝(q_i，j)；

③.調整(p_i+1，q_i+1)的位置，使其位于矩陣中、在該點附近的局部極大值處；

④.i←i+1；

⑤.轉向步驟②；

向上搜索的具體步驟如下：

Ⅰ、令i＝0；

Ⅱ、找到最優路徑L與第p_i列的交點(j，p_i)，如果該點不存在，搜索過程結束；否則，令(p_i+1，q_i+1)＝(j，p_i)；

Ⅲ、調整(p_i+1，q_i+1)的位置，使其位于矩陣中、在該點附近的局部極大值處；

Ⅳ、i←i+1；

Ⅴ、轉向步驟Ⅱ。