[發明專利]基于布谷鳥優化策略的超聲圖像心臟流場運動估計方法

有效

• 申請號: 201711395807.X
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108245194B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 阿都建華;尹立雪;張紅梅;陸景;謝盛華
• 申請（專利權）人: 四川省人民醫院
• 主分類號: A61B8/06
• 分類號: A61B8/06
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡

1.基于布谷鳥優化策略的超聲圖像心臟流場運動估計方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、確定第一幀超聲圖像中的模板區域塊；

S2、通過布谷鳥搜索算法，并設定一個搜索次數閾值，在第二幀超聲圖像中，確定搜索區域塊和目標區域塊；

S3、利用互相關相似度系數公式，計算模板區域塊和目標區域塊的互相關相似度系數；

S4、判斷搜索區域塊的搜索次數是否大于設定的閾值，若是則進入步驟S5，否則返回步驟S2；

S5、選擇互相關相似度系數最高的目標區域塊作為匹配區域塊；

S6、聯合模板區域塊和匹配區域塊，生成超聲圖像心臟流場運動矢量；

所述步驟S2中的布谷鳥搜索算法基于布谷鳥的巢寄行為以及鳥類的萊維飛行行為；

所述布谷鳥的巢寄行為有三條規則：(1)每一只布谷鳥每一次只能下一個卵，并且隨機的選取一個鳥巢來孵化它；(2)具有最好的卵的鳥巢將會被保存到下一代；(3)設定鳥巢的數目是固定的，宿主發現布谷鳥的卵的概率為p_α；

所述萊維飛行是一種隨機游走機制，表示一類非高斯隨機過程；萊維穩定分布的概率密度函數p_α,β(x)用以下萊維分布函數來表示，其中α、β為常量，當α＝1/2，β＝1時：

2.根據權利要求1所述的基于布谷鳥優化策略的超聲圖像心臟流場運動估計方法，其特征在于，所述模板區域塊為第一幀圖像中隨機選取的區域塊，所述搜索區域塊是圖像中模板區域塊的最大運動幅度設定的最大搜索范圍，所述搜索區域塊在模板區域塊的運動范圍內確定目標區域塊。

3.根據權利要求2所述的基于布谷鳥優化策略的超聲圖像心臟流場運動估計方法，其特征在于，所述模板區域塊選取值為2×2大小的區域塊；所述搜索區域塊選取值為9×9大小的區域塊。

4.根據權利要求1所述的基于布谷鳥優化策略的超聲圖像心臟流場運動估計方法，其特征在于，所述步驟S3中互相關相似度系數計算公式為：

其中R為互相關相似度系數，S為第一幀超聲圖像中模板區域塊，S’為第二幀超聲圖像中的目標區域塊，A為搜索區域塊的搜索范圍，為運動目標區域塊的灰度均值，為搜索區域塊的灰度均值，x、y分別為構成超聲圖像中各個點的橫縱坐標，S(x,y)為第一幀超聲圖像中模板區域塊的位置，S′(x,y)為第二幀超聲圖像中目標區域塊的位置，∑(x,y)是超聲圖像中所有區域；

所述互相關相似度系數用于兩幅圖像區域塊之間內容相似程度的比較，系數值越高圖像區域塊內容相似程度越高。