[發明專利]用于減弱運動模糊的超聲圖像時域濾波方法、設備及介質

有效

• 申請號: 202011620438.1
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112734665B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 左蘭·班加寧;晉青鵬
• 申請（專利權）人: 飛依諾科技股份有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/90
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 潘曉

本發明提供了一種用于減弱運動模糊的超聲圖像時域濾波方法、設備及介質，所述方法包括：在對不同時刻的幀數據進行時間復合時，引入運動程度調整幀數據之間的相關系數。本發明有效抑制噪聲的同時減弱時間復合引起的運動模糊，提升成像效果。

技術領域

本發明涉及醫療設備成像領域，尤其涉及一種用于減弱運動模糊的超聲圖像時域濾波方法、設備及介質。

背景技術

醫學超聲成像系統中，隨機噪聲和斑點噪聲是最常見的影響圖像質量的因素。隨機噪聲主要是電子噪聲，在圖像空間和不同時刻均呈現隨機分布的特點。斑點噪聲是由組織內散射介質的回波信號相互干涉形成。由于超聲成像時，人體組織的運動和探頭的移動均會改變斑點噪聲的分布，因此斑點噪聲在不同圖像上的分布也具有一定的隨機性。超聲系統中常采用空間復合、時間復合、頻率復合等技術減弱噪聲對圖像的影響。

超聲成像主要利用超聲波遇到不同聲阻抗介質界面產生的回波信號強度進行成像；理論上，成像界面與聲束方向夾角(0°-90°)越大，回波信號越強。空間復合技術通過融合不同角度的超聲圖像，一方面可以獲得更完整、豐富的圖像信息，另一方面，可以有效抑制圖像噪聲。時間復合技術又稱幀相關技術，該技術通過融合不同時刻的超聲圖像實現噪聲抑制。空間復合和時間復合技術利用圖像中噪聲間相關性較弱(隨機性)的特點，分別從空間和時間的角度降低圖像噪聲，進而提高圖像的信噪比和對比分辨率。

然而，臨床中在對運動程度較為劇烈的成像目標(例如心臟)進行成像或者探頭移動較快時，由于空間復合和時間復合均融合了多幀的圖像信息，因此，在去噪的同時也會導致圖像的時間分辨率下降，圖像上表現為運動模糊和拖尾現象，尤其在中、高亮度的組織邊界等區域表現更為明顯。

空間復合技術一般采用滑動多角度圖像加權的方式；如圖1所示，以三個角度的圖像加權為例，L(Left)、M(Middle)、R(Right)分別表示左掃幀、正掃幀、右掃幀，連續的三幀(左掃、正掃、右掃)為一個掃描周期，例Lk、Mk、Rk表示第k個掃描周期的三幀圖像。對Rk、Lk+1、Mk+1三幀圖像進行加權復合獲得第一幀輸出圖像In(3k+2)；，對Lk+1、Mk+1、Rk+1三幀圖像進行加權復合獲得第二幀輸出圖像In(3k+3)，以此循環，獲得連續的空間復合結果。

時間復合(幀相關)一般采用IIR時間復合方法，該方法將上一次的幀相關輸出結果加權到當前幀圖像上以達到平滑的目的，公式如下：

out1＝In1*(1-w1)+prev1*w1，

其中，w1表示加權系數，In1表示當前輸出幀，prev1表示上一輸出幀；一般來說，加權系數w1主要取決于兩幀圖像像素間的灰度相關性或差異程度，相關性越大(差異越小)，w1值越大。

現有技術中通常將空間復合和時間復合相結合使用。結合圖2所示，將空間復合的結果In(3k+3)作為當前輸出幀圖像，根據上一輸出幀相關的結果圖像prev1，即Out(3k+2)之間的關系確定幀相關系數。

以該方式為例，在對劇烈運動目標成像時，一方面，空間復合的多幀圖像之間是有一定的時間間隔的，通過多幀之間的加權會引入運動模糊；另一方面，超聲圖像整體灰度分布以中、低灰度為主，組織邊界等較高灰度區域所占比例較小；如此，時間復合算法不能完全去除兩幀圖像間由劇烈運動引起的較大灰度變化，并且時間復合是基于IIR濾波器實現的，導致掃描序列中第一幀圖像的組織信息仍然會對后續的幀相關結果產生影響，形成運動模糊。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種用于減弱運動模糊的超聲圖像時域濾波方法及系統。

為了實現上述發明目的之一，本發明一實施方式提供一種用于減弱運動模糊的超聲圖像時域濾波方法，所述方法包括：在對不同時刻的幀數據進行時間復合時，引入運動程度調整幀數據之間的相關系數。