一种基于分形插值的超声弹性成像方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分形插值的超声弹性成像方法，首先输入仿组织材料样本的压缩前数据X＝(xi,yi),i＝0,1,…N和压缩后数据其中N＞M，本发明专利技术既能突出插值数据的局部信息，又能很好保持数据总体变化趋势，提高拟合精度的基于分形插值超声弹性成像方法，而且能够提供自适应变化的垂直比例因子，能突出反映出数据的细节信息，能提高超声弹性成像的信噪比。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机辅助成像领域，尤其涉及一种基于分形插值的超声弹性成像方法。
技术介绍
随着计算机、数字图像技术及信号处理技术的迅速发展，B超成像、多普勒超声成像、超声CT成像等在医疗领域都得到较为广泛的应用。作为一种新型超声诊断技术，超声弹性成像能够对传统超声无法探测的肿瘤及扩散疾病症状等进行成像。该技术根据不同组织间弹性系数不同，在受到外力压迫后组织发生变形的程度不同，将受压前后回声信号幅值的变化转化为实时彩色图像。并且，该技术使超声图像拓宽，弥补了常规超声的不足，能更生动地显示及定位病变。因此，本专利技术研究的基于分形插值的超声弹性成像方法具有重要的应用价值。经对现有技术的文献检索发现，McCormick等人在文献《An Approach to Unbiased Subsample Interpolation for Motion Tracking》(Ultrasonic Imaging,2013,第35卷，第2期，页码:545-550)上，阐述了基于二维正弦函数插值方法的超声弹性成像方法，并且和其他基于余弦函数插值、抛物线插值的弹性成像方法进行了比较，表明该方法能提高图像的信噪比等。罗建文等人在文献《Effects of various parameters on lateral displacement estimation in ultrasoundelastography》(Ultrasound in Medicine and Biology,2009,第35卷，第8期，页码:1352-1366)上，阐述了切向位移、波束宽度、插值等参数对超声弹性成像方法的影响，并指出采用样条插值方法能减小切向位移估计中的抖动误差。Viola等人在文献《A spline-based algorithm for continuous time-delay estimation using sampled data》(IEEE Transactions on Ultrasonics,Ferroelectronics,and Frequency Control,2005,第52卷，第1期，页码:80-93)上，阐述了基于样条插值的连续时间延迟估计的超声弹性成像方法，该方法能减小位移估计中的偏差，并在计算代价上有所改善。以上这些方法都是利用传统插值方法，如样条插值、正弦插值、余弦插值及抛物线插值等来研究超声弹性成像方法。传统插值方法存在的主要问题是不能反映两相邻已知点之间的局部特性，整个过程采用同一个垂直比例因子，降低了拟合精度，从而影响到超声弹性成像的信噪比。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于分形插值的超声弹性成像方法，既能突出插值数据的局部信息，又能很好保持数据总体变化趋势，提高拟合精度的基于分形插值超声弹性成像方法。本专利技术能够提供自适应变化的垂直比例因子；能突出反映出数据的细节信息；能提高超声弹性成像的信噪比。本专利技术是通过以下步骤来实现的：(1)输入仿组织材料样本的压缩前数据X＝(xi,yi),i＝0,1,…N和压缩后数据其中N＞M；(2)对于压缩后的数据采用分形插值的方法构建与压缩前数据长度一样的信号，首先是初始化：令为压缩后数据，随机产生垂直比例因子dk(k＝0,1,2,…M)，设置迭代次数L(L≥1)；然后，根据式1计算输入数据的插值点 x ^ y ^ = a k 0 b k d k x ‾ j y ‾ j + e k f k - 1 ]]>其中ak,bk,ek,fk是仿组织材料样本形变时的仿射变换参数；最后得到与压缩前数据长度相等的插值数据(3)对压缩前数据(xi,yi),i＝0,1，…N和插值数据利用互相关技术来估计压缩的位移值；首先对压缩前数据和插值数据以窗宽W(W＜N)和窗间重叠率10％进行分段，每一组对应的数据段为一个数据对；然后，每个数据对分别做互相关处理，估计其相对位移量；最后，根据所得到的位移估计值成像，对于压缩前数据X和插值数据以窗宽为W计算互相关系数的公式为： C X X ~ ( p ) = Σ i = 1 W X ( i ) X ~ ( 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分形插值的超声弹性成像方法，其特征在于，(1)输入仿组织材料样本的压缩前数据X＝(xi,yi),i＝0,1,…N和压缩后数据其中N＞M；(2)对于压缩后的数据采用分形插值的方法构建与压缩前数据长度一样的信号，首先是初始化：令为压缩后数据，随机产生垂直比例因子dk(k＝1,2,…M)，设置迭代次数L(L≥1)；然后，根据式1计算输入数据的插值点x^y^=ak0bkdkx‾jy‾j+ekfk-1]]>其中ak,bk,ek,fk是仿组织材料样本形变时的仿射变换参数；最后得到与压缩前数据长度相等的插值数据(3)对压缩前数据(xi,yi),i＝0,1,…N和插值数据利用互相关技术来估计压缩的位移值；首先对压缩前数据和插值数据以窗宽W(W＜N)和窗间重叠率10％进行分段，每一组对应的数据段为一个数据对；然后，每个数据对分别做互相关处理，估计其相对位移量；最后，根据所得到的位移估计值成像，对于压缩前数据X和插值数据以窗宽为W计算互相关系数的公式为：CXX~(p)=Σi=1WX(i)X~(p+i)Σi=1WX2(i)Σi=1WX~2(p+i)]]>其中p＝1,2,…,N‑W+1为计算互相关系数的个数。...

【技术特征摘要】
1.一种基于分形插值的超声弹性成像方法，其特征在于，(1)输入仿组织材料样本的压缩前数据X＝(xi,yi),i＝0,1,…N和压缩后数据其中N＞M；(2)对于压缩后的数据采用分形插值的方法构建与压缩前数据长度一样的信号，首先是初始化：令为压缩后数据，随机产生垂直比例因子dk(k＝1,2,…M)，设置迭代次数L(L≥1)；然后，根据式1计算输入数据的插值点 x ^ y ^ = a k 0 b k d k x ‾ j y ‾ j + e k f k -...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝海珊，
申请(专利权)人：江西师范大学，
类型：发明
国别省市：江西;36