[發明專利]基于統計學的超聲序列圖像三維重建方法和系統

有效

• 申請號: 201410148106.6
• 申請日: 2014-04-14
• 公開（公告）號: CN103955961B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 梁萍;吳文波;薛勁;薛迎峰;王棟;穆夢娟
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍總醫院
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所11323
• 代理人: 廉振保

1.一種基于統計學的超聲序列圖像三維重建方法，其特征在于，包括：

步驟S1，根據給定的三維超聲圖像的大小、間隔、初始位姿這三個成像參數，構建感興趣區域的三維超聲原始圖像；

步驟S2，遍歷各幀二維超聲序列圖像，計算二維超聲序列圖像中每個像素點的統計范圍內的像素點對所述每個像素點的貢獻，得到距離貢獻閾值，包括：

定義(u_i,j,v_i,j)為二維超聲序列圖像中的一個像素點，依次統計其統計范圍內的像素點對該像素值的貢獻，定義w(i+s,j+t)為(i+s,j+t)位置的像素點對該像素點的貢獻，w(i+s,j+t)的計算公式為：

$w(i+s,j+t)=\frac{|V(i+s,j+t)-V(i,j)|}{d(i+s,j+t,i,j)}$

其中，V(i,j)表示(i,j)點處的像素值，

步驟S3，以任意一幀二維超聲序列圖像為基準圖像，依據二維超聲序列圖像的空間位姿，計算其他所有幀二維超聲序列圖像相對于基準圖像的旋轉矩陣和平移向量；

步驟S4，遍歷構建的三維超聲原始圖像，依據旋轉矩陣和平移向量，由搜索范圍內的像素點的距離貢獻閾值確定其最優插值取值范圍，依據最優插值取值范圍，根據距離權重因子對三維超聲圖像體素賦值，并刷新該體素的距離權重因子，包括：

定義(x,y,z)為三維超聲圖像中的一個體素，該體素搜索范圍內具有貢獻的像素為n個，搜索范圍為二維超聲圖像統計范圍的最大值48，根據每個像素的距離貢獻閾值，得到(m₈,m₁₂,m₂₄,m₂₈,m₄₈)分別為n個像素點距離貢獻閾值的統計數數字，并且m₈+m₁₂+m₂₄+m₂₈+m₄₈＝n，則(x,y,z)的最優插值取值范圍M為：

M＝Max(m₈,m₁₂,m₂₄,m₂₈,m₄₈)

根據距離權重因子，計算(x,y,z)的體素值的計算公式為：

$V(x,y,z)=\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\Σ}}V(u_i,v_i)\×\frac{1}{d(u_i,v_i)}}{\underset{i=1}{\overset{M}{\Σ}}\frac{1}{d(u_i,v_i)}}$

其中，d(u_i,v_i)表示第i個像素點到該體素的距離；

體素的距離權重因子D(x,y,z)為

$D(x,y,z)=\underset{i=1}{\overset{M}{\Σ}}\frac{1}{d(u_i,v_i)};$

步驟S5，遍歷三維超聲圖像所有體素，根據搜索范圍和距離權重因子采用插值方法計算空缺體素的體素值。