【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超声检测及超声成像，具体涉及基于可调香农熵的超声成像方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
1、超声成像以其安全、实时、低成本的特点而备受关注，但低对比度已成为软组织检查的局限性。此外，在某些组织结构内，会出现均匀的散射区域，导致b超图像中出散斑的散射。产生斑点的信号与底层的组织微结构有关，所以如果超声信号依赖于该微结构，那么对这些信号的表征可以提供有关组织微结构的信息。就这样，为了增强超声成像的对比度和特异性，定量超声(quantitative ultrasound,qus)技术应运而生。qus包含各种类别，包括基于光谱的超声信号参数化、通过多普勒的流量估计、组织弹性成像技术和包络统计等。传统的基于统计分布的参数成像方法一般要求散射体服从典型分布，且估计精度和空间分辨率受滑动窗口边长的限制。因此，熵被提出用于超声背散射信号分析，并证明了其对组织结构表征的有效性。
2、相关技术中，对于超声参数成像，当检查目标在不同深度、不同声反射强度成像时，不同方法的成像结果也会有所不同。在现有的参数成像方法中，很难找到一种适合于检查目标所有部位和声学特征的方法。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了基于可调香农熵的超声成像方法、装置、设备及存储介质，以解决很难找到一种适合于检查目标所有部位和声学特征的方法的问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种基于可调香农熵的超声成像方法，方法包括：
3、对成像目标进行超声成像，得到成像目标的原始射频
4、对原始射频数据进行解包络，得到超声回波信号矩阵；
5、构建滑动窗口，并利用滑动窗口遍历回波信号矩阵中的坐标点，依次计算每个坐标点对应的可调香农熵；
6、基于超声回波信号矩阵中每个坐标点对应的可调香农熵，构建成像目标的熵图像。
7、在本专利技术中，通过采集得到成像目标的原始射频数据，对原始射频数据进行解包络，利用滑动窗口遍历并计算每一像素的可调香农熵，构建成像目标对应的熵图像，考虑了直方图横轴分布对统计分布的影响，增强了香农熵对信息无序的敏感性，可以提高成像效果。通过基于可调节权值的香农熵进行成像，不仅可以提高超声诊断和检测的准确性，还可以通过调节权值，根据不同成像目标的声学特性和位置对图像进行调节，从而达到最优的成像效果。
8、在一种可选的实施方式中，对原始射频数据进行解包络，得到超声回波信号矩阵，包括：
9、对原始射频数据进行波束合成和希尔伯特变换，得到超声回波信号矩阵。
10、在该方式中，通过波束合成和希尔伯特变换，对原始射频数据进行解包络，对采集的超声信号解调，使回波信号按照最终图像的位置排列，并提高图像质量。
11、在一种可选的实施方式中，方法还包括：
12、滑动窗口的行数小于回波信号矩阵的行数；基于超声回波信号矩阵的波长倍数、采样频率、超声信号波长和超声信号声速，计算得到滑动窗口的行数；
13、滑动窗口的列数小于回波信号矩阵的列数；基于超声回波信号矩阵的波长倍数、超声信号波长、超声换能器阵元数目和超声图像宽度，计算得到滑动窗口的列数。
14、在该方式中，通过设置滑动窗口，便于后续对超声回波信号矩阵进行遍历，实现对超声回波信号矩阵每一坐标点的可调香农熵的计算。
15、在一种可选的实施方式中，利用滑动窗口遍历回波信号矩阵中的坐标点，依次计算每个坐标点对应的可调香农熵，包括：
16、基于当前滑动窗口内的所有信号，计算得到当前滑动窗口的中心坐标的可调香农熵；
17、设置步长，并基于步长，利用滑动窗口从左至右、从上至下遍历回波信号矩阵中的所有坐标点，得到每个坐标点对应的可调香农熵。
18、在该方式中，通过利用滑动窗口，遍历回波信号矩阵内每一坐标点，计算得到每一坐标点的可调香农熵，以实现对成像目标对应图像的可调香农熵计算，便于后续利用成像目标对应图像的每一像素点的可调香农熵进行成像。
19、在一种可选的实施方式中，基于当前滑动窗口内的所有信号，计算得到当前滑动窗口的中心坐标的可调香农熵，包括：
20、计算当前滑动窗口内所有坐标点的概率密度直方图；
21、对概率密度直方图沿水平方向进行归一化，得到概率密度直方图中每一条形的横坐标中点；
22、根据成像目标的声学特性和深度，确定梯度的取值范围；
23、基于梯度的取值范围以及概率密度直方图中每一条形的横坐标中点，计算得到当前滑动窗口的中心坐标的可调香农熵。
24、在该方式中，通过考虑了直方图横轴分布对统计分布的影响，增强了香农熵对信息无序的敏感性，可以提高成像效果。通过基于可调节权值的香农熵进行成像，不仅可以提高超声诊断和检测的准确性，还可以通过调节权值，根据不同成像目标的声学特性和位置对可调香农熵进行调节，进而可以达到最优的成像效果。
25、在一种可选的实施方式中，基于梯度的取值范围以及概率密度直方图中每一条形的横坐标中点，计算得到当前滑动窗口的中心坐标的可调香农熵，计算公式如下：
26、
27、其中，hhwa为当前滑动窗口的中心坐标的可调香农熵，y'为概率密度直方图中每一条形的横坐标中点，w(y')为概率密度直方图中每一条形的高度，n为梯度。
28、在该方式中，通过累加得到概率为1的对经过归一化处理后的滑动窗口内概率密度直方图中每一条形，保证了将滑动窗口内每一像素都会进行水平归一化权值可调香农熵计算。在对滑动窗口内每一像素进行水平归一化权值计算可调香农熵的基础上，通过对梯度n的调节，从而使图像可以达到更为适合成像目标特点的、更好的成像效果。
29、在一种可选的实施方式中，基于超声回波信号矩阵中每个坐标点对应的可调香农熵，构建成像目标的熵图像，包括：
30、将回波信号矩阵中每个坐标点对应的可调香农熵确定为该坐标点的像素值，得到成像目标的熵图像。
31、在该方式中，通过利用可调香农熵进行成像，生成的熵图像可以更好地对成像目标进行监测或诊断，提高了成像目标对应的图像对比度并抑制了背景噪声，更好地描绘了目标区域，进而提高了诊断准确率，或者为治疗提供实时、准确地监测，保障了治疗效果以及治疗过程中病人的安全。
32、第二方面，本专利技术提供了一种基于可调香农熵的超声成像装置，装置包括：
33、目标成像模块，用于对成像目标进行超声成像，得到成像目标的原始射频数据；
34、数据解包络模块，用于对原始射频数据进行解包络，得到超声回波信号矩阵；
35、可调香农熵计算模块，用于构建滑动窗口，并利用滑动窗口遍历回波信号矩阵中的坐标点，依次计算每个坐标点对应的可调香农熵；
36、图像构建模块，用于基于超声回波信号矩阵中每个坐标点对应的可调香农熵，构建成像目标的熵图像。
37、第三方面，本专利技术提供了一种计算机设备，包括：存本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于可调香农熵的超声成像方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述原始射频数据进行解包络，得到超声回波信号矩阵，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述滑动窗口遍历所述回波信号矩阵中的坐标点，依次计算每个坐标点对应的可调香农熵，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于当前滑动窗口内的所有信号，计算得到当前滑动窗口的中心坐标的可调香农熵，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述梯度的取值范围以及所述概率密度直方图中每一条形的横坐标中点，计算得到当前滑动窗口的中心坐标的可调香农熵，计算公式如下：
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述超声回波信号矩阵中每个坐标点对应的可调香农熵，构建所述成像目标的熵图像，包括：
8.一种基于可调香农熵的超声成像装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种计算机
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至7中任一项所述的基于可调香农熵的超声成像方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于可调香农熵的超声成像方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述原始射频数据进行解包络，得到超声回波信号矩阵，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述滑动窗口遍历所述回波信号矩阵中的坐标点，依次计算每个坐标点对应的可调香农熵，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于当前滑动窗口内的所有信号，计算得到当前滑动窗口的中心坐标的可调香农熵，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张馨予，董凤林，焦阳，李昕泽，崔崤峣，
申请(专利权)人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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