自动优化的超声成像系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种自动优化的超声成像系统及方法，其特征是：包括：探头；将探头接收的超声波超声回波信号进波束合成形成信号线数据的波束合成模块；对信号线数据进行信号处理得到超声图像的信号处理模块；对超声图像进行优化处理的自动优化模块；扫描变换模块；图像处理模块；以及，显示器；所述自动优化模块包括：图像监控器，实时分析当前帧超声图像与前一帧超声图像的差异；参数计算模块，进行成像参数的计算得到后续成像的参数；增益补偿器，根据参数计算模块的输出结果，计算增益补偿图像；以及，噪声抑制器，根据参数计算模块的输出结果，计算噪声抑制图像。本发明专利技术能够在成像过程中实时监测成像状态的变化，实现图像的自动优化。

Automatic optimized ultrasonic imaging system and method

The present invention relates to an automatic ultrasonic imaging system and optimization method, which is characterized in that: the received ultrasonic probe; probe into the ultrasonic echo signal beamforming beamforming synthesis module of signal line data; the signal line data signal processing by the ultrasonic signal processing module of the image processing module for automatic optimization optimization; the ultrasound image scanning module; transform; image processing module; and display; the automatic optimization module includes: image monitor, real-time analysis of differences between the current frame and previous frame image of ultrasonic image; parameter calculation module, calculation of imaging parameters obtained subsequent imaging parameters; gain compensator, calculation output module according to the calculation parameters, gain compensation image; and a noise suppressor output according to the parameter calculation module As a result, noise suppression images are calculated. The invention can monitor the change of the imaging state in real time during the imaging process, and realize the automatic optimization of the image.

【技术实现步骤摘要】
自动优化的超声成像系统及方法
本专利技术涉及一种自动优化的超声成像系统及方法，属于超声成像

技术介绍
超声波在人体中传播会有衰减，这种衰减随着不同的成像个体、检查部位而不同，因此医生在诊断过程中需要手动调整成像参数如时间增益补偿、全局增益、动态范围、灰阶映射曲线等来获得最佳的成像效果以完成确信的诊断。这个过程增加了医生与诊断无关的额外工作，降低了工作效率，为此在超声成像中需要对成像参数进行自动配置，快速获得较好的图像，提高诊断的准确度和效率。在普通的超声诊断设备中对图像增益的补偿，通常为深度方向上补偿，称为DGC(DepthGainCompensation，深度增益补偿)；在超声成像系统中会根据成像频率和检查部位的不同预先设置好DGC补偿值，但由于人体个体差异比较大，预先设置的补偿值难以适合不同个体。在超声设备的控制面板上设置了分段拨钮来补偿不同深度的灰度值，而这种拨钮的设置需要医生根据不同个体和不同检查部位来手动进行调节，这种调节不仅增加了医生的工作量，而且需要适当的技巧。然而对图像的调节显然不是医生的本职工作，只会增加负担，降低效率。因此要简化医生的工作，让医生很快就能获得确信的优质图像，需要自动增益调节功能。目前，市场上的超声设备使用的超声成像自动优化方法一般是先对超声图像进行分块，然后对每个图像块进行分类判断是否为软组织，对软组织进行增益补偿从而获得均匀图像。但是这样做的缺点比较明显：图像分块的大小会对计算的准确度产生影响，图像块尺寸小容易受噪声的干扰，降低了算法的鲁棒性，图像块尺寸大又会把一些组织边界等结构信息囊括进来，同样影响了计算结果；其次不同的图像块的补偿值不同，相邻图像块补偿值之间的过渡不自然最终导致补偿后的图像有可能出现马赛克现象。这些问题都会致使优化后的图像并不理想，甚至增加一些伪像，带来图像质量的劣化。另外目前已有的一些超声成像优化方法需要医生根据实际情况按下优化的启动键，虽然相比无此功能的机器减轻了医生的工作量，但需要医生的交互操作，还是属于半自动的功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种自动优化的超声成像系统及方法，能够在成像过程中实时监测成像状态的变化，实现图像的自动优化。按照本专利技术提供的技术方案，所述自动优化的超声成像系统，其特征是：包括：发射接收超声波信号的探头；将探头接收的超声波超声回波信号A进波束合成形成信号线数据A1的波束合成模块；对信号线数据A1进行信号处理得到超声图像B的信号处理模块；对超声图像B进行优化处理的自动优化模块；扫描变换模块；图像处理模块；以及，显示器；所述自动优化模块包括：图像监控器，实时分析当前帧超声图像与前一帧超声图像的差异，并输出触发信号至参数计算模块；参数计算模块，进行成像参数的计算得到后续成像的参数；增益补偿器，根据参数计算模块的输出结果，计算增益补偿图像；以及，噪声抑制器，根据参数计算模块的输出结果，计算噪声抑制图像。进一步的，所述图像监控器包括：状态存储器，用于保存前一帧图像的成像状态；特征计算器，计算超声图像特征值；状态比较器，获得前端环节输入的超声图像的特征值并与状态存储器中的当前值进行比较；以及，优化参数计算触发器，用于触发参数计算模块。进一步的，所述参数计算模块包括：像素统计器，将当前的超声图像进行统计得到像素信息；像素分类器，将像素信息进行分类；以及，图像分析器，利用分类的结果进行图像区域分析，将分析结果输出至增益补偿器和噪声抑制器。进一步的，所述探头连接波束合成模块，波束合成模块的输出端连接信号处理模块，信号处理模块的输出端连接自动优化模块，自动优化模块的输出端连接扫描变换模块，扫描变换模块的输出端连接图像处理模块，图像处理模块的输出端连接显示器。进一步的，所述探头连接波束合成模块，波束合成模块的输出端连接信号处理模块，信号处理模块的输出端连接扫描变换模块，扫描变换模块的输出端连接自动优化模块，自动优化模块的输出端连接图像处理模块，图像处理模块的输出端连接显示器。进一步的，所述增益补偿器计算增益补偿图像，以及噪声抑制器计算噪声抑制图像的计算方法如下：GainCompI(i,j)＝TValue-MeanI(i,j)，其中，GainCompI(i,j)为增益补偿图像，Tvalue为均匀组织补偿目标值，MeanI(i,j)为像素组织亮度图像；NoiseSupI(i,j)为噪声抑制图像，RI(i,j)为标记图像，SupressFactor为设定的抑制因子，i、j为像素点坐标；将上述得到的优化参数应用到后续的成像中，参数应用方法如下：OptI(i,j)＝NoiseSupI(i,j)*[I(i,j)+GainCompI(i,j)]，其中，OptI(i,j)为优化后图像，I(i,j)为优化前图像。所述自动优化的超声成像方法，其特征是，包括以下步骤：(1)探头接收的超声波超声回波信号A经过波束合成模块进行波束合成后形成信号线数据A1，信号处理模块对信号线数据A1进行信号处理后得到超声图像B；(2)超声图像B经自动优化模块处理得到优化后的超声图像B1，具体包括以下步骤：a、首先超声成像系统将经过信号处理模块处理后的超声图像B输入到自动优化模块，自动优化模块内的图像监控器实时分析当前帧超声图像与前一帧超声图像的差异，如果差异超过设定的阀值，自动运行参数计算模块进行成像参数的计算；b、参数计算模块计算出用于后续成像的参数；c、根据参数计算模块的输出结果，增益补偿器计算增益补偿图像，噪声抑制器计算噪声抑制图像；最终，自动优化模块输出经过自动优化的超声图像B1；(3)优化后的超声图像B1通过扫描变换模块和图像处理模块处理，最后传输到显示器上进行图像显示。进一步的，所述步骤(2)a中图像监控器的工作过程：状态存储器保存前一帧图像的成像状态，特征计算器计算超声图像特征值，状态比较器获得前端环节输入的超声图像的特征值并与状态存储器中的当前值进行比较，如果超出设定的阈值，则过优化参数计算触发器触发参数计算模块。进一步的，所述步骤(3)b中参数计算模块的工作过程：将当前的超声图像输入到像素统计器中进统计，得到像素信息；将像素信息输入到像素分类器中进行分类；在进行分类后，图像分析器采用分类的结果进行图像区域分析。进一步的，所述图像分析器进行图像区域分析的方法为：在当前像素的一个邻域内进行分析，统计邻域内像素的分类情况，相邻像素的邻域是部分重叠的。进一步的，根据图像分析器的输出结果，在增益补偿器中计算增益补偿图像，在噪声抑制器计算噪声抑制图像；计算方法如下：GainCompI(i,j)＝TValue-MeanI(i,j)，其中，GainCompI(i,j)为增益补偿图像，Tvalue为均匀组织补偿目标值，MeanI(i,j)为像素组织亮度图像；NoiseSupI(i,j)为噪声抑制图像，RI(i,j)为标记图像，SupressFactor为设定的抑制因子，i、j为像素点坐标；将上述得到的优化参数应用到后续的成像中，参数应用方法如下：OptI(i,j)＝NoiseSupI(i,j)*[I(i,j)+GainCompI(i,j)]，其中，OptI(i,j)为优化后图像，I(i,j)为优化前图像。本专利技术所述自动优化的超本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动优化的超声成像系统，其特征是：包括：发射接收超声波信号的探头(100)；将探头(100)接收的超声波超声回波信号进波束合成形成信号数据的波束合成模块(200)；对信号数据进行信号处理得到超声图像B的信号处理模块(300)；对超声图像B进行优化处理的自动优化模块(400)；扫描变换模块(500)；图像处理模块(600)；以及，显示器(700)；所述自动优化模块(400)包括：图像监控器(401)，实时分析当前帧超声图像与前一帧超声图像的差异，并输出触发信号至参数计算模块(402)；参数计算模块(402)，进行成像参数的计算得到后续成像的参数；增益补偿器(403)，根据参数计算模块(402)的输出结果，计算增益补偿图像；以及，噪声抑制器(404)，根据参数计算模块(402)的输出结果，计算噪声抑制图像。

【技术特征摘要】
1.一种自动优化的超声成像系统，其特征是：包括：发射接收超声波信号的探头(100)；将探头(100)接收的超声波超声回波信号进波束合成形成信号数据的波束合成模块(200)；对信号数据进行信号处理得到超声图像B的信号处理模块(300)；对超声图像B进行优化处理的自动优化模块(400)；扫描变换模块(500)；图像处理模块(600)；以及，显示器(700)；所述自动优化模块(400)包括：图像监控器(401)，实时分析当前帧超声图像与前一帧超声图像的差异，并输出触发信号至参数计算模块(402)；参数计算模块(402)，进行成像参数的计算得到后续成像的参数；增益补偿器(403)，根据参数计算模块(402)的输出结果，计算增益补偿图像；以及，噪声抑制器(404)，根据参数计算模块(402)的输出结果，计算噪声抑制图像。2.如权利要求1所述的自动优化的超声成像系统，其特征是：所述图像监控器(401)包括：状态存储器(4011)，用于保存前一帧图像的成像状态；特征计算器(4012)，计算超声图像特征值；状态比较器(4013)，获得特征计算器(4012)输入的超声图像的特征值并与状态存储器(4011)中的当前值进行比较；以及，优化参数计算触发器(4014)，用于触发参数计算模块(402)。3.如权利要求1所述的自动优化的超声成像系统，其特征是：所述参数计算模块(402)包括：像素统计器(4021)，将当前的超声图像进行统计得到像素信息；像素分类器(4022)，将像素信息进行分类；以及，图像分析器(4023)，利用分类的结果进行图像区域分析，将分析结果输出至增益补偿器(403)和噪声抑制器(404)。4.如权利要求1所述的自动优化的超声成像系统，其特征是：所述探头(100)连接波束合成模块(200)，波束合成模块(200)的输出端连接信号处理模块(300)，信号处理模块(300)的输出端连接自动优化模块(400)，自动优化模块(400)的输出端连接扫描变换模块(500)，扫描变换模块(500)的输出端连接图像处理模块(600)，图像处理模块(600)的输出端连接显示器(700)。5.如权利要求1所述的自动优化的超声成像系统，其特征是：所述探头(100)连接波束合成模块(200)，波束合成模块(200)的输出端连接信号处理模块(300)，信号处理模块(300)的输出端连接扫描变换模块(500)，扫描变换模块(500)的输出端连接自动优化模块(400)，自动优化模块(400)的输出端连接图像处理模块(600)，图像处理模块(600)的输出端连接显示器(700)。6.如权利要求1所述的自动优化的超声成像系统，其特征是：所述增益补偿器(403)计算增益补偿图像，以及噪声抑制器(404)计算噪声抑制图像的计算方法如下：GainCompI(i,j)＝TValue-MeanI(i,j)，其中，GainCompI(i,j)为增益补偿图像，Tvalue为均匀组织补偿目标值，MeanI(i,j)为像素组织亮度图像；NoiseSupI(i,j)为噪声抑制图像，RI(i,j)为标记图像，SupressFactor为设定的抑制因子，i、j为像素点坐标；将上述得到的优化参数应用到后续的成像中，参...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，汤天一，莫若理，
申请(专利权)人：无锡祥生医学影像有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32