用于自适应地配置用于超声图像显示的动态范围的系统和方法技术方案

根据本公开的超声成像系统可以包括超声探头、显示单元和处理器，所述处理器被配置为：接收具有第一动态范围的源图像数据，其中，所述源图像数据包括基于由所述超声探头探测到的超声回波的对数压缩的回波强度值，生成源图像数据的至少部分的直方图，生成针对所述直方图的累积密度函数，接收所述累积密度函数(CDF)上的至少两个点的指示，并且使所述显示单元显示表示根据第二动态范围显示的所述源图像数据的超声图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自适应地配置用于超声图像显示的动态范围的系统和方法
本公开总体涉及用于调整用于超声图像的显示(例如用于B模式和M模式成像)的动态范围的超声系统和方法。
技术介绍
在超声B模式(2D或3D)或M模式成像中，回波强度一般被对数压缩用于显示。这产生了直观图像，其中回波强度比被表示为亮度差，并且增益调整以及散斑和噪声方差与回波幅度无关。一般而言，即使在时间增益补偿(TGC)之后，所显示的动态范围也小于回波信号的全动态范围。所显示的动态范围内的像素通常被示为灰色的阴影，而超出所显示的动态范围的像素被示为饱和的白色或黑色。对于美观图像，通常相当一部分像素是黑色的或非常暗的，尤其是在图像的很大一部分表示流体的心脏或产科应用中。通常很小一部分像素(有时无)是饱和的白色。所显示的动态范围被应用有对数强度数据的偏移(“增益”)、缩放(“压缩”)和裁剪。对数偏移通常是深度相关的(TGC)，并且能够被用户手动地控制，或通过系现有系统中不是自适应的。系统噪声一般是一致的且可预测的，因此通过统中的算法被自动地控制。对数缩放通常被用户手动地控制，并且一般在系统对增益(对数偏移)的自动设置能够在噪声是主要不期望分量(诸如深的深度)的情况下很好地工作。然而，在许多情况(和浅的深度)下，来自混乱混响或旁瓣的一片杂乱可以是主要不期望分量，并且这非常依赖于患者和视图。组织回波的强度也非常依赖于患者和视图。因此，超声系统的设计者和制造者继续寻求对其并且具体地对用于配置这样的设备和系统的所显示的动态范围的算法的改进。
技术实现思路
r>本公开总体涉及用于配置用于超声图像的显示(例如用于B模式和M模式成像)的动态范围的超声系统和方法。根据本文中的范例，描述了用于将全动态范围映射到所显示的动态范围的自适应技术。根据本公开的超声成像系统可以包括：超声探头，其能操作用于探测超声回波；显示单元，其能操作用于基于所述超声回波来显示超声图像；以及处理器，其被通信性地耦合到所述超声探头和所述显示器。所述处理器可以被配置为：接收具有第一动态范围的源图像数据，其中，所述源图像数据包括基于由所述超声探头探测到的所述超声回波的对数压缩的回波强度值，生成源图像数据的至少部分的直方图，生成针对所述直方图的累积密度函数，接收所述累积密度函数(CDF)上的至少两个点的指示，并且使所述显示单元显示表示根据所述第二动态范围显示的所述源图像数据的超声图像。在一些实施例中，所述处理器可以被配置为接收仅两个点的指示并且基于所述两个点来定义线性映射函数。所述线性映射函数可以用来将所述第一动态范围的部分映射到所述第二动态范围。例如，所述处理器可以被配置为导出用于将16位源图像数据映射到用于显示的8位图像数据的映射函数(例如，基于与一个或多个传入的超声图像相关联的CDF的线性映射函数)。在一些实施例中，所述处理器可以被配置为：接收所述CDF上的对应于黑色像素的期望百分比的第一点的指示，并且接收所述CDF上的对应于具有在中灰色处或之下的像素值的像素的期望百分比的第二点的指示。用于映射到第二动态范围的第一动态范围的低裁剪值和高裁剪值可以根据所述两个点来导出。例如，低裁剪值以及因此第二动态范围的最小值可以基于第一点(例如，等于黑色像素的期望百分比)，并且高裁剪值以及因此第二动态范围的最大值可以根据第二点来导出(例如，如果中灰色百分比被指定，则高裁剪值可以通过使对应于中灰色百分比的像素值加倍来定义)。在一些实施例中，所述超声系统可以包括非易失性存储器，所述非易失性存储器存储到直方图-CDF过程的输入中的一个或多个。例如，所述存储器可以存储黑色像素的所述期望百分比和具有在中灰色处或之下的像素值的像素的所述期望百分比、或某些像素值的像素的任何其他期望百分比。在一些实施例中，所述处理器可以被配置为基于用于所述至少两个点的相同值(例如，基于用于被存储在存储器中的黑色像素的所述期望百分比和具有在中灰色处或之下的像素值的像素的所述期望百分比的相同值)针对多幅时间上相继的(在一些情况下，时间上连续的)超声图像中的每幅自动地定义第二或减小的动态范围。因此，虽然期望的像素百分位数可以在不同图像之间不改变(例如，在给定成像应用中或对于给定视图)，但是显示可以基于每幅图像中的像素值的特定分布而被动态地或自适应地调整。在一些实施例中，(例如，所述超声系统的)所述存储器可以存储用于黑色像素的所述期望百分比和具有在中灰色处或之下的像素值的像素的所述期望百分比的多对值，每对与特定临床应用或与所述特定临床应用相关联的标准视图相关联。在一些实施例中，所述系统可以还包括一个或多个用户控制(例如，以机械或软控制的形式，诸如滑块、旋钮或触摸屏控制)，所述一个或多个用户控制被配置为调整黑色像素的所述期望百分比和具有在中灰色处或之下的像素值的像素的所述期望百分比。在一些实施例中，所述处理器可以被配置为导出用于将与多个深度带中的任何一个相关联的图像数据映射到减小的动态范围的深度相关的映射函数。为了执行深度相关的分析，所述处理器可以将源图像数据划分成与组织的给定深度相关联的样本集合。这些样本集合(也被称为横向(或空间上横向相关联的)样本集合)可以保持沿着直线或弧形线，这取决于换能器的物理性质(例如，阵列的几何形状，诸如扇形相控阵列、弧形阵列、线性阵列等)。在一些实施例中，所述处理器可以被配置为：将所述源图像数据的至少部分划分成多个深度带(例如，在特定深度处的横向样本集合)，针对每个深度带生成直方图和对应的CDF，并且定义与每个深度带相关联的深度相关的第二动态范围。在一些实施例中，例如在扇形相控或弧形线性阵列的情况下，在特定深度处的横向(或空间上相关联的)样本集合可以包括沿着一个或多个相邻圆弧的回波强度数据或其一部分。在一些范例中，例如，在线性(非相控)阵列的情况下，横向样本集合可以包括沿着给定像素线或多行像素线的像素数据或其一部分。在一些范例中，不管源数据的几何关系如何，都可以在像素线的基础上执行深度相关的分析。在一些实施例中，所述处理器可以被配置为：使用基于CDF的过程来定义多个深度相关的第二动态范围，并且在与所述多个深度相关的第二动态范围中的每个相关联的最小值之间以及在与所述多个深度相关的第二动态范围中的每个相关联的最大值之间进行内插，以导出额外的深度相关的第二动态范围。在一些实施例中，所述处理器可以还被配置为(例如，在求直方图之前)将时间增益补偿应用于所述对数压缩的回波强度值，以产生所述源图像数据。在一些实施例中，所述处理器可以还被配置为在生成所述直方图之前对所述源图像数据进行空间滤波、时间滤波或时空滤波。根据本文中的一些范例的方法可以包括：接收具有第一动态范围的源图像数据，以及生成所述源图像数据的至少部分的直方图。所述源图像数据可以包括响应于由超声探头接收到的回波信号而生成的对数压缩的回波强度值(即，在对数压缩之后的回波强度值)。所述方法可以还包括：生成针对所述直方图的累积密度函数，接收所述累积密度函数(CDF)上的至少两个点的指示，基于所述至少两个点来定义小于所述第一动态范围的第二动态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声成像系统，包括：/n超声探头，其能操作用于探测超声回波；/n显示单元，其能操作用于基于所述超声回波来显示超声图像；以及/n处理器，其被通信性地耦合到所述超声探头和所述显示器并且被配置为：/n接收具有第一动态范围的源图像数据，其中，所述源图像数据包括基于由所述超声探头探测到的所述超声回波的对数压缩的回波强度值；/n生成源图像数据的至少部分的直方图；/n生成针对所述直方图的累积密度函数；/n接收所述累积密度函数(CDF)上的至少两个点的指示；并且/n基于所述至少两个点来定义小于所述第一动态范围的第二动态范围；并且/n使所述显示单元显示表示根据所述第二动态范围显示的所述源图像数据的超声图像。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171229 US 62/611,8931.一种超声成像系统，包括：
超声探头，其能操作用于探测超声回波；
显示单元，其能操作用于基于所述超声回波来显示超声图像；以及
处理器，其被通信性地耦合到所述超声探头和所述显示器并且被配置为：
接收具有第一动态范围的源图像数据，其中，所述源图像数据包括基于由所述超声探头探测到的所述超声回波的对数压缩的回波强度值；
生成源图像数据的至少部分的直方图；
生成针对所述直方图的累积密度函数；
接收所述累积密度函数(CDF)上的至少两个点的指示；并且
基于所述至少两个点来定义小于所述第一动态范围的第二动态范围；并且
使所述显示单元显示表示根据所述第二动态范围显示的所述源图像数据的超声图像。


2.根据权利要求1所述的超声成像系统，其中，所述处理器被配置为：接收所述CDF上的两个点的指示，并且基于所述两个点来定义用于将所述第一动态范围的部分映射到所述第二动态范围的线性映射函数。


3.根据权利要求2所述的超声成像系统，其中，所述处理器被配置为使用所述线性映射函数将16位源图像数据映射到用于显示的8位图像数据。


4.根据权利要求1所述的超声成像系统，其中，所述处理器被配置为：接收所述CDF上的对应于黑色像素的期望百分比的第一点的指示，并且接收所述CDF上的对应于具有在中灰色处或之下的像素值的像素的期望百分比的第二点的指示。


5.根据权利要求4所述的超声成像系统，其中，所述处理器被配置为通过在对应于所述CDF的x轴上的对应于所述第一点的数据值的像素值处设置所述第二动态范围的最小值来定义所述第二动态范围，其中，所述处理器被配置为：确定所述CDF的x轴上的对应于所述第二点的数据值来定义输入值的跨度，并且进一步通过在对应于输入值的所述跨度的二倍的像素值处设置所述第二动态范围的最大值来定义所述第二动态范围。


6.根据权利要求4所述的超声成像系统，还包括存储器，所述存储器存储黑色像素的所述期望百分比和具有在中灰色处或之下的像素值的像素的所述期望百分比。


7.根据权利要求6所述的超声成像系统，其中，所述处理器被配置为基于被存储在存储器中的黑色像素的所述期望百分比和具有在中灰色处或之下的像素值的像素的所述期望百分比针对多幅时间上相继的超声图像中的每幅自动地定义第二动态范围。


8.根据权利要求6所述的超声成像系统，其中，所述存储器存储用于黑色像素的所述期望百分比和具有在中灰色处或之下的像素值的像素的所述期望百分比的多对值，每对与特定临床应用或与所述特定临床应用相关联的标准视图相关联。


9.根据权利要求6所述的超声成像系统，还包括一个或多个用户控制，所述一个或多个用户控制被配置为调整黑色像素的所述期望百分比和具有在中灰色处或之下的像素值的像素的所述期望百分比。


10.根据权利要求1所述的超声成像系统，其中，所述处理器还被配置为：
将所述源图像数据的至少部分划分成多个深度带；
针对每个深度带生成直方图和对应的CDF；并且
定义与每个深度带相关联的深度相关的第二动态范围。
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·W·克拉克，F·G·G·M·维尼翁，D·P·亚当斯，R·A·西夫莱，K·拉达克里希南，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL