超声图像的增强方法和超声设备技术

本申请公开了一种超声图像的增强方法和超声设备，用以克服相关技术中零相位算法存在累积误差、非线阵图像中穿刺针不可见等缺陷。本申请通过得到过去帧的回波超声图像中任一位置像素点处到当前帧的回波超声图像的横向位移，并在采用零相位算法计算纵向位移过程中，采用横向位移对纵向位移进行横向补偿，能有效解决零相位算法存在累积误差的问题，并通过确定过去帧和当前帧对应的运动二值图像和能量差二值图像以及确定增强区域，能够去除声场变化等非运动因素或组织等非针体运动产生的累积误差，并通过增强参数对增强区域进行增强，使得超声图像中穿刺针显示清楚，克服了非线阵图像中穿刺针不可见的问题，进一步提高穿刺针增强算法的准确性。刺针增强算法的准确性。刺针增强算法的准确性。

【技术实现步骤摘要】
超声图像的增强方法和超声设备


[0001]本申请涉及超声成像
，特别涉及一种超声图像的增强方法和超声设备。

技术介绍

[0002]超声设备引导穿刺技术常用于肌肉注射、组织抽液等穿刺手术中，该技术用以辅助医生直观地判断穿刺针位置，从而防止对神经等关键部位造成伤害。但由于穿刺针表面光滑易发生镜面反射的特性，超声探头难以接收到来自穿刺针的回波信号，穿刺针在超声图像中的可见度较低，仍存在判断错误导致非必要损伤的风险。
[0003]相关超声图像穿刺针增强方法中存在的缺陷如下：采取零相位算法对穿刺针进行增强会存在累积误差，非线阵图像中穿刺针不可见，以及声场变化等非运动因素或组织等非针体运动产生的累积误差。
[0004]因此，相关技术中存在缺陷需要提供一种能够克服相关技术缺陷并增强超声图像穿刺针的方法。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供一种超声图像的增强方法、超声设备和存储介质，用以克服相关技术的缺陷。
[0006]第一方面，本申请提供一种超声图像的增强方法，所述方法包括：
[0007]获取当前帧及过去帧的回波超声图像；
[0008]采用基于相关性匹配度的块匹配方法，计算从所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点处到所述当前帧的回波超声图像的横向位移；
[0009]基于所述横向位移，采用零相位算法计算从所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点处到所述当前帧的回波超声图像的纵向位移；
[0010]基于过去帧的回波超声图像的第一能量图像和当前帧的回波超声图像的第二能量图像，确定过去帧和当前帧对应的运动二值图像和能量差二值图像；
[0011]基于所述运动二值图像和所述能量差二值图像，确定增强区域；
[0012]基于所述纵向位移和所述运动二值图像确定增强参数，并采用所述增强参数对所述增强区域进行增强，所述增强参数用于对所述增强区域进行增强。
[0013]在一种可能的实施方式中，所述采用基于相关性匹配度的块匹配方法，计算从所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点处到所述当前帧的回波超声图像的横向位移，具体包括：
[0014]取所述过去帧的回波超声图像中和当前帧的回波超声图像中任一相同位置的像素点作为中心像素点，将所述过去帧的回波超声图像的中心像素点的搜索邻域作为第一搜索窗口，将所述当前帧的回波超声图像的中心像素点的搜索邻域作为第二搜索窗口；
[0015]将所述第一搜索窗口中任一位置像素点的匹配邻域作为第一匹配窗口，将所述第二搜索窗口中任一位置像素点的匹配邻域作为第二匹配窗口，计算所述第一匹配窗口内各
像素点和所述第二匹配窗口内各像素点的相关性；所述匹配领域小于所述搜索领域；
[0016]将相关性最大的所述当前帧的回波超声图像中对应位置的像素点，作为所述过去帧的回波超声图像中所述任一位置像素点在所述当前帧的回波超声图像的匹配像素点，采用以下横向位移公式计算所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点处到所述当前帧的回波超声图像的横向位移Δx(i,j)：
[0017]Δx(i,j)＝j
m
‑
j
[0018]其中，j
m
表示所述当前帧的回波超声图像的匹配像素点的横坐标，j表示所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点的横坐标。
[0019]在一种可能的实施方式中，所述将所述第一搜索窗口中任一位置像素点的匹配邻域作为第一匹配窗口，将所述第二搜索窗口中任一位置像素点的匹配邻域作为第二匹配窗口，计算所述第一匹配窗口内各像素点和所述第二匹配窗口内各像素点的相关性，具体包括：
[0020]采用以下相关性计算公式确定所述第一匹配窗口内各像素点和所述第二匹配窗口内各像素点的相关性：
[0021][0022]其中，R表示相关性，A表示所述过去帧的回波超声图像，B表示所述当前帧的回波超声图像，∑表示在Δi∈[
‑
h,h]和Δj∈[
‑
w,w]范围内求和，i表示所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点的纵坐标，j表示所述过去帧的回波超声图像中任一像素点的横坐标，i
′
表示所述当前帧的回波超声图像中任一位置像素点的纵坐标，j
′
表示所述当前帧的回波超声图像中任一位置像素点的横坐标，Δi表示纵坐标变化范围，Δj表示纵坐标变化范围，“||”表示复数求模。
[0023]在一种可能的实施方式中，基于所述横向位移，采用零相位算法计算从所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点位置处到所述当前帧的回波超声图像的纵向位移，具体包括：
[0024]基于所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点，和所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点处到所述当前帧的回波超声图像的横向位移，找到所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点在所述当前帧的回波超声图像的对应像素点；
[0025]对所述任一位置像素点和所述对应像素点取尺寸相同的相关邻域，计算两幅图像在所述相关领域内的相关函数；
[0026]基于所述相关函数和所述任一位置像素点上方像素点位置处的纵向位移，得到所述过去帧和所述当前帧在所述相关领域内的互相关函数；
[0027]基于所述互相关函数和所述任一位置像素点上方像素点位置处的纵向位移，得到所述任一位置像素点处的纵向位移。
[0028]在一种可能的实施方式中，所述基于所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点，和所述过去帧的回波超声图像中任一像素点位置处到所述当前帧的回波超声图像的横向位移，找到所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点在所述当前帧的回波超声图像的对应像素点，具体包括：
[0029]采用以下位置确定公式确定所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点在所述当前帧的回波超声图像的对应像素点：
[0030]j
B
＝j
A
+Δx(i
A
,j
A
)
[0031]i
B
＝i
A
‑
Δy(i
A
‑
1,j
B
)
[0032]其中，i
A
表示所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点的纵坐标，j
A
表示所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点的横坐标，i
B
表示所述对应像素点的纵坐标，j
B
表示所述对应像素点的横坐标，Δx(i
A
,j
A
)表示所述过去帧的回波超声图像中(i
A
,j
A
)处到所述当前帧的回波超声图像的横向位移，Δy(i
A
‑
1,j
B
)表示所述任一位置像素点上方像素点位置处的纵向位移。
[0033]在一种可能的实施方式中，所述对所述任一位置像素点和所述对应像素点取尺寸相同的相关邻域，计算所述过去帧和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声图像的增强方法，其特征在于，所述方法包括：获取当前帧及过去帧的回波超声图像；采用基于相关性匹配度的块匹配方法，计算从所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点处到所述当前帧的回波超声图像的横向位移；基于所述横向位移，采用零相位算法计算从所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点处到所述当前帧的回波超声图像的纵向位移；基于过去帧的回波超声图像的第一能量图像和当前帧的回波超声图像的第二能量图像，确定过去帧和当前帧对应的运动二值图像和能量差二值图像；基于所述运动二值图像和所述能量差二值图像，确定增强区域；基于所述纵向位移和所述运动二值图像确定增强参数，并采用所述增强参数对所述增强区域进行增强，所述增强参数用于对所述增强区域进行增强。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用基于相关性匹配度的块匹配方法，计算从所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点处到所述当前帧的回波超声图像的横向位移，具体包括：取所述过去帧的回波超声图像中和当前帧的回波超声图像中任一相同位置的像素点作为中心像素点，将所述过去帧的回波超声图像的中心像素点的搜索邻域作为第一搜索窗口，将所述当前帧的回波超声图像的中心像素点的搜索邻域作为第二搜索窗口；将所述第一搜索窗口中任一位置像素点的匹配邻域作为第一匹配窗口，将所述第二搜索窗口中任一位置像素点的匹配邻域作为第二匹配窗口，计算所述第一匹配窗口内各像素点和所述第二匹配窗口内各像素点的相关性；所述匹配领域小于所述搜索领域；将相关性最大的所述当前帧的回波超声图像中对应位置的像素点，作为所述过去帧的回波超声图像中所述任一位置像素点在所述当前帧的回波超声图像的匹配像素点，采用以下横向位移公式计算所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点处到所述当前帧的回波超声图像的横向位移Δx(i,j)：Δx(i,j)＝j
m
‑
j其中，j
m
表示所述当前帧的回波超声图像的匹配像素点的横坐标，j表示所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点的横坐标。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述第一搜索窗口中任一位置像素点的匹配邻域作为第一匹配窗口，将所述第二搜索窗口中任一位置像素点的匹配邻域作为第二匹配窗口，计算所述第一匹配窗口内各像素点和所述第二匹配窗口内各像素点的相关性，具体包括：采用以下相关性计算公式确定所述第一匹配窗口内各像素点和所述第二匹配窗口内各像素点的相关性：其中，R表示相关性，A表示所述过去帧的回波超声图像，B表示所述当前帧的回波超声图像，∑表示在Δi∈[
‑
h,h]和Δj∈[
‑
w,w]范围内求和，i表示所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点的纵坐标，j表示所述过去帧的回波超声图像中任一像素点的横坐标，i
′
表示所述当前帧的回波超声图像中任一位置像素点的纵坐标，j
′
表示所述当前帧的回波超声图像中任一位置像素点的横坐标，Δi表示纵坐标变化范围，Δj表示纵坐标变化范围，“||”表示复数求模。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述横向位移，采用零相位算法计算从所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点位置处到所述当前帧的回波超声图像的纵向位移，具体包括：基于所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点，和所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点处到所述当前帧的回波超声图像的横向位移，找到所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点在所述当前帧的回波超声图像的对应像素点；对所述任一位置像素点和所述对应像素点取尺寸相同的相关邻域，计算所述过去帧和所述当前帧在所述相关领域内的相关函数；基于所述相关函数和所述任一位置像素点上方像素点位置处的纵向位移，得到所述过去帧和所述当前帧在所述相关领域内的互相关函数；基于所述互相关函数和所述任一位置像素点上方像素点位置处的纵向位移，得到所述任一位置像素点处的纵向位移。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点，和所述过去帧的回波超声图像中任一像素点位置处到所述当前帧的回波超声图像的横向位移，找到所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点在所述当前帧的回波超声图像的对应像素点，具体包括：采用以下位置确定公式确定所述过去帧的回波超声图像中任一位置像素点在所述当前帧的回波超声图像的对应像素点：j
B
＝j
A
+Δx(i
A
,j
A
)i
B
＝i
A
‑
Δy(i
A
‑
1,j

【专利技术属性】
技术研发人员：杨曜恺，付传卿，王琦，
申请(专利权)人：青岛海信医疗设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：