超分辨率扫描变换方法、装置、超声设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种超分辨率扫描变换方法、装置、超声设备及存储介质。该方法包括：基于实际物理位置关系进行几何查找，确定显示屏上的图像显示区域中每一像素位置对应的极坐标索引；获取基于极坐标系形成的N帧待处理超声图像；对1帧当前超声图像和N‑1帧缓存超声图像进行配准校正，获取N帧校正超声图像；对每一校正超声图像进行结构张量分析，获取校正超声图像对应的目标结构张量矩阵；利用当前超声图像，对每一校正超声图像进行可靠性分析，获取校正超声图像对应的可靠性权重；依据N帧校正超声图像中同一像素位置对应的目标结构张量矩阵和可靠性权重，对像素灰度值进行复合，获取目标超声图像。该方法可有效保障目标超声图像的图像分辨率。

【技术实现步骤摘要】
超分辨率扫描变换方法、装置、超声设备及存储介质
本专利技术涉及超声成像
，尤其涉及一种超分辨率扫描变换方法、装置、超声设备及存储介质。
技术介绍
数字扫描变换是目前超声成像技术的必要步骤，主要用于将图像数据从基于超声探头的极坐标系，变换到超声设备的显示屏对应的直角坐标系上，以使超声设备的显示屏上可精确显示超声图像。可理解地，数字扫描变换是目前超声成像技术的必要步骤的主要原因在于，超声成像是基于扫描线的成像系统，每条扫描线均是以超声探头所在位置为起点，垂直于超声探头表面的一条直线，并且所有扫描线之间有间距，这些间距可以为等间距，也可以为等角度，根据超声探头的类型确定。由于硬件采样率和实际可行性的限制，超声探头上形成的超声图像一般是所有扫描线上所有等间距的采样点的回波信号集合，这种情况下，基于超声探头的极坐标系来表征极为方便，但不适合在超声设备的显示屏上显示给医生用户观看，主要原因在于显示屏上显示的超声图像是基于直角坐标系，由于极坐标系下多条扫描线之间的线间距和每条扫描线上多个采样点之间的点间距并不相等，若直接将基于极坐标系的超声图像在显示屏上显示，会导致超声图像中某一采样点在极坐标系的极坐标位置与其直角坐标系的直角坐标位置（即真实物理位置）的感知存在差异，为了克服这种感知差异，需进行数字扫描变换。现有数字扫描变换过程一般是基于真实的几何位置关系来建立加权插值关系表，以输出某一采样点对应的像素灰度值，具体通过对极坐标系下某一目标像素点的邻近区域中的所有采样点进行插值处理，获取该目标像素点对应的目标灰度值。该目标灰度值是目标像素点在直角坐标系上的像素灰度值。由于加权插值处理过程中，不可避免地引入模糊，实现对目标像素点的邻近区域中的所有采样点进行平滑处理，确定目标灰度值的处理过程较简单，但其转换后获取到的超声图像分辨率较低，但无法保持超声图像在极坐标下的清晰度，尤其是在对超声图像进行后续放大过程中，会导致插值的平滑程度变大，使得超声图像中相应位置的显示更加模糊，不利于保障超声图像的图像分辨率。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种超分辨率扫描变换方法、装置、超声设备及存储介质，以解决现有超声成像技术中扫描变换过程中存在的分辨率较低的问题。一种超分辨率扫描变换方法，包括：基于实际物理位置关系进行几何查找，确定显示屏上的图像显示区域中每一像素位置对应的极坐标索引；获取基于极坐标系形成的N帧待处理超声图像，所述待处理超声图像包括1帧当前超声图像和N-1缓存超声图像；对1帧所述当前超声图像和N-1帧所述缓存超声图像进行配准校正，获取N帧校正超声图像；对每一所述校正超声图像进行结构张量分析，获取每一所述校正超声图像对应的目标结构张量矩阵；利用所述当前超声图像，对每一所述校正超声图像进行可靠性分析，获取每一所述校正超声图像对应的可靠性权重；依据N帧所述校正超声图像中同一像素位置对应的目标结构张量矩阵和可靠性权重，对像素位置对应的极坐标索引对应的像素灰度值进行复合，获取目标超声图像。一种超分辨率扫描变换装置，包括：坐标查找模块，用于基于实际物理位置关系进行几何查找，确定显示屏上的图像显示区域中每一像素位置对应的极坐标索引；待处理超声图像获取模块，用于获取基于极坐标系形成的N帧待处理超声图像，所述待处理超声图像包括1帧当前超声图像和N-1缓存超声图像；校正超声图像获取模块，用于对1帧所述当前超声图像和N-1帧所述缓存超声图像进行配准校正，获取N帧校正超声图像；目标结构张量矩阵获取模块，用于对每一所述校正超声图像进行结构张量分析，获取每一所述校正超声图像对应的目标结构张量矩阵；可靠性权重获取模块，用于利用所述当前超声图像，对每一所述校正超声图像进行可靠性分析，获取每一所述校正超声图像对应的可靠性权重；目标超声图像获取模块，用于依据N帧所述校正超声图像中同一像素位置对应的目标结构张量矩阵和可靠性权重，对像素位置对应的极坐标索引对应的像素灰度值进行复合，获取目标超声图像。一种超声设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述超分辨率扫描变换方法。一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述超分辨率扫描变换方法。上述超分辨率扫描变换方法、装置、超声设备及存储介质，超声探头所在的极坐标系与显示屏对应的直角坐标系之间的实际物理位置关系进行几何查找，只准确确定图像显示区域中每一像素位置对应的极坐标索引。基于极坐标系形成的1帧当前超声图像和N-1帧缓存超声图像进行配准，从而保障N帧待处理超声图像的对齐，进而保障后续图像处理过程的准确性，进而保障目标超声图像的图像分辨率。通过对每一校正超声图像进行结构张量分析，确定其目标结构张量矩阵，该目标结构张量矩阵可准确反映校正超声图像在物理空间维度的空间信息。再利用当前超声图像，对每一帧校正超声图像进行可靠性分析，以确定校正超声图像与当前超声图像的接近程度，从而准确反映校正超声图像在校正过程中的可靠性。最后，利用N帧校正超声图像对应的目标结构张量矩阵和可靠性权重，对N帧校正超声图像在同一像素位置对应的像素灰度值进行复合，以实现利用N帧校正超声图像对应的差异信息进行复合，保障获取到的目标超声图像的图像分辨率，使得目标超声图像在后续放大处理过程中仍能有效保持图像的清晰度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一实施例中超声设备的一示意图；图2是本专利技术一实施例中超分辨率扫描变换方法的一流程图；图3是本专利技术一实施例中超分辨率扫描变换方法的另一流程图；图4是本专利技术一实施例中超分辨率扫描变换方法的另一流程图；图5是本专利技术一实施例中超分辨率扫描变换方法的另一流程图；图6是本专利技术一实施例中超分辨率扫描变换方法的另一流程图；图7是本专利技术一实施例中超分辨率扫描变换装置的一示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供的超分辨率扫描变换方法，该超分辨率扫描变换方法可应用如图1所示的超声设备中，超声设备包括主控制器和与主控制器相连的超声探头、波束合成处理器、图像处理器和显示屏。主控制器为超声设备的控制器，主控制器与超声设备中的其他功能模块相连，包括但不限于超声探头、波束合成处理器、图像处理器和显示屏等功能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超分辨率扫描变换方法，其特征在于，包括：/n基于实际物理位置关系进行几何查找，确定显示屏上的图像显示区域中每一像素位置对应的极坐标索引；/n获取基于极坐标系形成的N帧待处理超声图像，所述待处理超声图像包括1帧当前超声图像和N-1缓存超声图像；/n对1帧所述当前超声图像和N-1帧所述缓存超声图像进行配准校正，获取N帧校正超声图像；/n对每一所述校正超声图像进行结构张量分析，获取每一所述校正超声图像对应的目标结构张量矩阵；/n利用所述当前超声图像，对每一所述校正超声图像进行可靠性分析，获取每一所述校正超声图像对应的可靠性权重；/n依据N帧所述校正超声图像中同一像素位置对应的目标结构张量矩阵和可靠性权重，对像素位置对应的极坐标索引对应的像素灰度值进行复合，获取目标超声图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种超分辨率扫描变换方法，其特征在于，包括：
基于实际物理位置关系进行几何查找，确定显示屏上的图像显示区域中每一像素位置对应的极坐标索引；
获取基于极坐标系形成的N帧待处理超声图像，所述待处理超声图像包括1帧当前超声图像和N-1缓存超声图像；
对1帧所述当前超声图像和N-1帧所述缓存超声图像进行配准校正，获取N帧校正超声图像；
对每一所述校正超声图像进行结构张量分析，获取每一所述校正超声图像对应的目标结构张量矩阵；
利用所述当前超声图像，对每一所述校正超声图像进行可靠性分析，获取每一所述校正超声图像对应的可靠性权重；
依据N帧所述校正超声图像中同一像素位置对应的目标结构张量矩阵和可靠性权重，对像素位置对应的极坐标索引对应的像素灰度值进行复合，获取目标超声图像。


2.如权利要求1所述的超分辨率扫描变换方法，其特征在于，所述对1帧所述当前超声图像和N-1帧所述缓存超声图像进行配准校正，获取N帧校正超声图像，包括：
将所述当前超声图像确定为基准超声图像；
对所述基准超声图像和所述待处理超声图像进行亚像素级配准，获取每一所述像素位置对应的目标位移矢量；
基于每一所述像素位置对应的目标位移矢量，对N帧所述待处理超声图像中同一所述像素位置进行校正，获取N帧校正超声图像。


3.如权利要求1所述的超分辨率扫描变换方法，其特征在于，所述对每一所述校正超声图像进行结构张量分析，获取每一所述校正超声图像对应的目标结构张量矩阵，包括：
对所述校正超声图像进行结构张量分析，获取所述校正超声图像中每一像素位置对应的原始结构张量矩阵；
对所述校正超声图像中每一像素位置对应的原始结构张量矩阵进行本征分解，获取每一像素位置对应的原始局域特征向量、原始梯度特征值和原始取向特征值；
对所述校正超声图像中每一像素位置对应的所述原始梯度特征值和所述原始取向特征值进行优化处理，获取每一像素位置对应的目标梯度特征值和目标取向特征值；
基于所述校正超声图像中每一像素位置对应的原始局域特征向量、目标梯度特征值和目标取向特征值进行结构张量重构，获取目标结构张量矩阵。


4.如权利要求1所述的超分辨率扫描变换方法，其特征在于，所述利用所述当前超声图像，对每一所述校正超声图像进行可靠性分析，获取每一所述校正超声图像对应的可靠性权重，包括：
对所述当前超声图像进行局域统计，获取所述当前超声图像中每一像素位置对应的当前局域均值和当前局域标准差；
对每一所述校正超声图像进行局域统计，获取所述校正超声图像中每一像素位置对应的校正局域均值和校正局域标准差；
基于同一所述像素位置对应的当前局域均值、当前局域标准差、校正局域均值和校正局域标准差，获取每一所述校正超声图像在同一所述像素位置对应的局域均值差值绝对值和局域标准差差值绝对值；
基于同一所述像素位置对应的当前局域均值、当前局域标准差、局域均值差值绝对值和局域标准差差值绝对值，获取每一所述校正超声图像在同一所述像素位置对应的可靠性权重。


5.如权利要求1所述的超分辨率扫描变换方法，其特征在于，所述依据N帧所述校正超声图像中同一像素位置对应的目标结构张量矩阵和可靠性权重，对像素位置对应的极坐标索引对应的像素灰度值进行复合，获取目标超声图像，包括：
依据N帧所述校正超声图像中同一像素位置对应的目标结构张量矩阵和可靠性权重，获取像素位置对应的极坐标索引对应的目标复合权重；
基于同一像素位置对应的极坐标索引对应的目标复合权重，对同一像素位置对应的极坐标索引对应的像素灰度值进行复合，获取目标超声图像。


6.一种超分辨率扫描变换装置，其特征在于，包括：
坐标查找模块，用于基于实际物理位置关系进行几何查找，确定显示屏上的图像显示区域中每一像素位置对应的极坐标索引；
待处理超声图像获取模块，用于获取基于极坐标系形成的N帧待处理超声图像，所述待处理超声图像包括1帧...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄灿，
申请(专利权)人：深圳华声医疗技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44