[發(fā)明專利]一種醫(yī)用超聲基波和諧波融合的圖像優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310036816.5
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN103202713A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李國梁;劉西耀;劉東權(quán)
• 申請（專利權(quán)）人: 聲泰特(成都)科技有限公司
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
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1.一種醫(yī)用超聲基波和諧波融合的圖像優(yōu)化方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)獲取基波和諧波包絡(luò)數(shù)據(jù)

探頭交替發(fā)送中心頻率為2f₀和f₀信號，對于中心頻率2f₀的信號，直接采用中心頻率為2f₀基波信號，經(jīng)過正交調(diào)制、低通濾波、包絡(luò)檢測、log壓縮處理得到包絡(luò)信號，對于中心頻率為f₀的信號，探頭接收的是中心頻率為2f₀的信號，采用高通濾波器濾掉中心頻率為f₀的基波成分，保留頻率為2f₀的諧波成分，然后再經(jīng)過正交調(diào)制、低通濾波、包絡(luò)檢測、log壓縮處理得到包絡(luò)信號。

2)根據(jù)超聲圖像形成特性：圖像聚焦深度，中心頻率，點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(Point?Spread?Function，PSF)，視覺感知最小區(qū)分對比度大小，設(shè)定窗口的大小；

根據(jù)采集當(dāng)前圖像系統(tǒng)設(shè)定的聚焦深度，超聲頻率，計(jì)算斑點(diǎn)單元大小：

S_cx＝0.87λz/D

S_cz＝0.91C₀/Δf

式中，Scx，Scz，分別為橫向單元大小與縱向單元的大小，λ是波長，λ＝C₀/Fc，z為聚焦深度，D是超聲波束形成時(shí)所激活的探頭孔徑，C₀是聲速，F(xiàn)c是中心頻率，F(xiàn)c＝2f₀，Δf通過Fc×bandwidth計(jì)算，“bandwidth”是帶寬，以探頭發(fā)射頻率為基礎(chǔ)的一個(gè)分?jǐn)?shù)，計(jì)算紋理分析時(shí)窗口大小為2×2斑點(diǎn)單元；

3)求組織諧波信號的協(xié)方差，計(jì)算SNR

對于包絡(luò)數(shù)據(jù)，協(xié)方差系數(shù)與包絡(luò)數(shù)據(jù)的SNR正相關(guān)關(guān)系，且SNR＝0DB時(shí)，協(xié)方差系數(shù)為ncc＝0.35，取相鄰兩幀組織諧波包絡(luò)數(shù)據(jù)，對每一對滑動(dòng)窗口求歸一化的協(xié)方差系數(shù)，如果ncc＜0.35，則組織諧波圖像信號太弱，不參與融合；如果ncc＞0.35，則進(jìn)入下一步；

協(xié)方差計(jì)算公式：ncc(x,y)=<x-x‾,y-y‾><x-x‾,x-x‾>×<y-y‾,y-y‾>]]>

其中，<x,y>=Σi=i0-Ri=i0+RΣj=j0-Rj=j0+Rx(i,j)·y(i,j)]]>

4)對組織諧波信號和基波信號紋理分析，分別計(jì)算組織諧波信號和基波信號的權(quán)值

對每個(gè)滑動(dòng)的窗口，分別求出基波信號和諧波信號的和差直方圖，然后求出和差直方圖的紋理因子E(能量)，I(熵)，C(對比度)，再根據(jù)因子求基波信號和諧波信號的權(quán)值和差直方圖

Hs(i,dx,dy)=Card{(k,l)|yk,l+yk+dxl+dy=i}]]>

Hd(i,dx,dy)=Card{(k,l)|yk,l-yk+dxl+dy=i}]]>

N=Card{D}=ΣiHs(i)=ΣjHd(j)]]>

P^s(i)=Hs(i)/N;]]>i＝(2，...2G)

P^d(i)=Hd(i)/N;]]>i＝(-G+1，...G-1)

取滑動(dòng)窗口的大小由第二步求得2S_cx×2S_cz，和差直方圖的距離d＝2，和差直方圖的方向?yàn)?°，45°，90°和135°，每對滑動(dòng)窗口，分別計(jì)算四個(gè)方向的和差直方圖，各個(gè)方向和差直方圖的紋理因子對應(yīng)求平均；

紋理因子

E＝∑_iP_s(i)²∑_jP_d(j)²

I＝-∑_iP_s(i)logP_s-∑_jP_d(j)logP_d

C＝∑_ij²P_d(j)

根據(jù)紋理因子計(jì)算基波信號和組織諧波信號的權(quán)值，然后在用隸屬sigmf函數(shù)對權(quán)值加強(qiáng)，可以調(diào)節(jié)sigmf函數(shù)的參數(shù)a來選擇權(quán)值的不同加強(qiáng)程度，基波信號和諧波信號的權(quán)值滿足W_FI+W_THI＝1；

W^FI=wis.t|wi-0.5|=maxi(|Wi-0.5|)ncc>μ1ncc≤μ]]>

Wi|i=1=WFI_E=ETHIEFI+ETHI]]>

Wi|i=2WFI_C=CFICFI+CTHI]]>

Wi|i=3WFI_I=IFIIFI+ITHI]]>

5)融合及掃描轉(zhuǎn)換

根據(jù)步驟4)計(jì)算得到的基波信號和諧波信號的權(quán)值，對基波和組織諧波包絡(luò)融合，envelope_fuston＝W_FI×envelope_FI+W_THI×envelpe_THI，再經(jīng)過掃描轉(zhuǎn)換，得到融合后的圖像。