[發明專利]圖像配準方法、寬景成像方法、超聲成像方法及其系統

有效

• 申請號: 201010201592.5
• 申請日: 2010-06-08
• 公開（公告）號: CN102274042A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 鄒耀賢;田勇;姚斌;胡勤軍
• 申請（專利權）人: 深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00;G06T7/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所 44268
• 代理人: 楊宏

技術鄰域

本發明涉及醫用超聲系統中圖像拼接技術領域，尤其涉及的是一種圖像配準方法及其系統，利用該圖像配準方法及其系統的寬景成像方法及其系統，以及利用該寬景成像方法及其系統的超聲成像方法及其系統。

背景技術

超聲寬景成像技術，是利用探頭在同一平面內移動采集的一系列二維切面圖像拼接形成一幅觀測視野更大的寬景圖像，以便在同一圖像上顯示完整的組織和結構，方便醫生診斷。

超聲儀器一般用于醫生觀察人體的內部組織結構，醫生將操作探頭放在人體部位對應的皮膚表面，可以得到該部位的超聲圖像。超聲由于其安全、方便、無損、廉價等特點，已經成為醫生診斷的主要輔助手段。然而，由于超聲探頭的寬度是有限的，導致了超聲圖像的觀察視野是有限的，對于較大的組織或者結構，屏幕上只能顯示其中一小部分的內容，為了觀察整個組織，醫生就不得不來回移動探頭，然后憑記憶獲取整個組織的信息；在進行測量時，醫生需要反復調整探頭角度到合適的觀察位置，當需要測量的區域位于一幅圖像內后才能進行測量，顯然，如果觀察區域超出了探頭能覆蓋的區域，就不能進行直接測量。常規超聲的這種局限性正是寬景成像要解決的問題，寬景成像技術通過在同一平面內掃描一系列二維切面圖像，利用相鄰圖像的相關性，將圖像系列拼接成一幅包含了該系列圖像所有內容的寬景圖像。通過寬景圖像，醫生可以快速得到所檢驗組織的超聲信息，大大提高了檢查速度。

寬景成像主要包括配準和拼接兩個環節，配準是根據相鄰幀之間的相關性計算變換系數的過程，拼接是根據計算得到的變換系數，將兩幅圖像合成一幅圖像。在上述的兩個環節中，配準環節直接決定了寬景成像結果的質量和成像速度，是寬景成像的關鍵。現有的配準技術存在兩類問題：

1、在保證準確度的情況下，計算量非常大，從而導致成像速度慢；

2、由于超聲圖像噪聲、組織運動及操作手法等因素的影響，算法的容錯能力比較差。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種圖像配準方法、寬景成像方法和超聲成像方法及其系統，所述方法和系統能夠快速和準確的進行圖像的配準，形成寬景圖像。

為了實現上述目的，本發明一個實施例中采用如下技術方案：

一種圖像配準方法，包括：

確定浮動圖和配準圖；

在浮動圖中劃分出若干個子區域；

在每個子區域內確定一個特征點；

確定每個特征點在配準圖中的搜索區域；

在每個所述搜索區域中搜索與該搜索區域對應的特征點的匹配點，并分別根據所述匹配點計算每個特征點相對于配準圖的運動向量；

對運動向量進行擬合，得到浮動圖相對于配準圖的變換系數；

更進一步地，所述在每個所述搜索區域中搜索該搜索區域對應的特征點的匹配點，并根據所述匹配點計算特征點相對于配準圖的運動向量包括：

在所述搜索區域內確定一個初值點；

在所述初值點周圍確定一個鄰域；

計算所述鄰域內的點的目標函數值，判斷使目標函數值達到最優的點與所述鄰域的初值點是否重合，如果是，以所述初值點為該搜索區域對應的特征點的匹配點，根據所述初值點計算特征點相對于配準圖的運動向量；否則將所述使目標函數值達到最優的點作為初值點，然后重復上述步驟。

基于上述方法，本發明的實施例中還提供一種圖像配準系統，包括：

浮動圖和配準圖確定模塊，用于確定浮動圖和配準圖；

子區域劃分模塊，用于在浮動圖中劃分出若干個子區域；

特征點確定模塊，用于在每個子區域內確定一個特征點；

搜索區域確定模塊，用于確定每個特征點在配準圖中的搜索區域；

運動向量處理模塊，在每個所述搜索區域中搜索與該搜索區域對應的特征點的匹配點，并分別根據所述匹配點計算每個特征點相對于配準圖的運動向量；

運動向量擬合模塊，用于對運動向量進行擬合，得到浮動圖相對于配準圖的變換系數。

本發明實施例中，還提供一種寬景成像方法，包括：

采用上述圖像配準方法來計算浮動圖相對于配準圖的變換系數；

根據變換系數將浮動圖與配準圖進行拼接；

判斷是否結束拼接，如果是，輸出拼接后的圖像；否則更新配準圖，然后重復上述步驟。

基于上述方法，本發明實施例中還提供了一種寬景成像系統，包括：

上述圖像配準系統；

圖像拼接模塊，用于根據變換系數將浮動圖與配準圖進行拼接；