專利名稱：基于二維分析的b圖像均衡方法和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的超聲波檢測(cè)技術(shù)，特別是涉及B圖像的數(shù)據(jù)處理技術(shù)， 尤其涉及基于二維分析的B圖像均衡方法和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)在送用B型成像進(jìn)行超聲診斷時(shí)，診斷人員主要通過(guò)手動(dòng)調(diào)整TGC(時(shí) 間增益補(bǔ)償)或者使用系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整TGC參數(shù)，即使用自動(dòng)增益補(bǔ)償技術(shù)或者一鍵優(yōu)化， 使圖像整體亮度達(dá)到均衡。TGC是對(duì)圖像不同深度區(qū)域給予不同的增益，通過(guò)這種增益補(bǔ) 償使圖像中代表均勻組織的部分亮度基本均衡。這樣補(bǔ)償存在一個(gè)假設(shè)，就是在同一幀的 所有接收線對(duì)應(yīng)超聲回波沿深度方向的衰減是基本相同的。然而這種假設(shè)在很多時(shí)候并不 成立，例如檢查膀胱或者心臟，這些組織內(nèi)液體和肌肉組織共存，超聲在液體和肌肉組織 內(nèi)的衰減差異非常大，所以到一定深度同一幀不同超聲回波強(qiáng)度也大不一樣，這時(shí)候無(wú)論 怎樣調(diào)整TGC都無(wú)法使圖像中代表均勻組織的部分亮度基本均衡。和本發(fā)明比較接近的圖像自動(dòng)均衡技術(shù)，或者稱一鍵優(yōu)化，絕大多數(shù)圖像自動(dòng)均衡方 案都是基于分析圖像沿深度方向的灰度變化情況，以此為基礎(chǔ)計(jì)算合適的TGC曲線，例如 美國(guó)專利US6,743, 174B2以及US5，579, 768、 6,120,446、 6， 398, 733和US6， 102, 859 。分析 灰度變化的方法各不相同，但是都考慮了對(duì)噪聲的抑制，其中US6， 743，174B2還提供了一 個(gè)動(dòng)態(tài)范圍自動(dòng)優(yōu)化的方法.就目前查到的專利來(lái)看，未發(fā)現(xiàn)自動(dòng)從二維角度來(lái)考慮圖像 自動(dòng)均衡的技術(shù)。專利US6， 743,174B2、 5, 579, 768、 6, 120,446、 6， 398， 733和6,102， 859都是沿深度方 向分析TGC,無(wú)論分析結(jié)果如何，都無(wú)法解決圖像不同區(qū)域超聲回波沿深度方向衰減不一 帶來(lái)的圖像橫向不均勻的問(wèn)題。圖l為一超聲掃描中常遇到的掃描切面，陰影部分代表均勾組織，空白部分表示液性 區(qū)域，如膀胱。A， B， C為不同位置的三線，A， A， A為A， B， C線上相同深度對(duì)應(yīng)的三點(diǎn)。 掃描線A的傳播路徑始終在組織中，掃描線B則主要在液性區(qū)域中，掃描線C傳播路徑主要 在組織中，有部分是在液性區(qū)域。由于超聲波在組織中的衰減遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在液體中的衰減， 所以A, A， A三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的回波幅度差異會(huì)較大。用傳統(tǒng)的"數(shù)字時(shí)間增益補(bǔ)償Digital time gain compensation"即DTGC模塊對(duì)亮度進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償系數(shù)只和深度相關(guān)，由于A， A,A三點(diǎn)對(duì)應(yīng)深度相同，用以補(bǔ)償?shù)南禂?shù)也必然相同，他們本身的回波幅度有較大區(qū)別，所 以補(bǔ)償之后的結(jié)果幅度也有較大區(qū)別，無(wú)法達(dá)到通過(guò)補(bǔ)償使圖像亮度均衡的目的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而從二維的 角度考慮對(duì)圖像的不同區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)增益補(bǔ)償，提出一種基于二維分析的B圖像均衡方 法和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該方法是對(duì)掃描接收的每一線或者每相鄰幾線都各自用不同的TGCl^t進(jìn) 行補(bǔ)償，即對(duì)同一幀數(shù)據(jù)存在多個(gè)TGC曲線對(duì)不同區(qū)域的接收線進(jìn)行增益補(bǔ)償，這些TGC曲 線由系統(tǒng)在分析回波數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上自動(dòng)獲取。本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的提出一種基于二維分析 的B圖像均衡方法，是在全數(shù)字超聲成像系統(tǒng)中增設(shè)數(shù)據(jù)緩存區(qū)，用于貯存解調(diào)和降采樣 后的數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)寫入"數(shù)字時(shí)間增益補(bǔ)償"即DTGC參數(shù)產(chǎn)生模塊，由該DTGC參 數(shù)產(chǎn)生模塊輸出的DTGC參數(shù)接著被寫入DTGC模塊.所述DTGC模塊對(duì)每一或者每相鄰幾 條接收掃描線的數(shù)據(jù)用各不相同的DTGC參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，用公式表達(dá)為.[/]=[/] *尸DM[i] [j] ， i' = A: /血/tot_/ = 〃血/to/ 式中,U][7]是解調(diào)及降釆樣的輸出結(jié)果，ir代表圖像縱向的點(diǎn)序號(hào)，/代表接收掃描線 序號(hào)，cte/"l， rfe/"/表示每相鄰rfe/"7線的縱向每rfe/fai:點(diǎn)用同一數(shù)據(jù)"用于DTGC 模塊的參數(shù)"即？"M/]U]進(jìn)行補(bǔ)償；所述,/WU]U]是二維數(shù)組，對(duì)不同的接收掃描線， 取值各不相同。該 ZW[/] U]二維數(shù)組的自動(dòng)分析和計(jì)算包括步驟A. 分析噪聲水平；B. 分析整個(gè)DTGC模塊輸入數(shù)據(jù)幅度分布；C. 分析前兩步驟的結(jié)果得到,2W[/] u]值。同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明基于二維分析的B圖像均衡方法的有益效果在于用二 維DTGC參數(shù)彌補(bǔ)了只和深度相關(guān)的一維DTGC參數(shù)無(wú)法解決的圖像橫向難以均衡的缺陷，且 二維DTGC參數(shù)完全自動(dòng)分析，不需要用戶介入，簡(jiǎn)化用戶操作。本發(fā)明提出的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)， 可以實(shí)時(shí)分析每一幀圖像合適的二維DTGC參數(shù)并應(yīng)用，也可以只分析一幀，以后各幀使用 同樣的參數(shù)。以此同樣思路還可以把本發(fā)明方法擴(kuò)展應(yīng)用到三維或四維超聲成像中。P付圖i兌明

圖1是超聲掃描切面上同樣深度但回波幅度不一致的掃描示意圖； 圖2是常規(guī)B型超聲成像系統(tǒng)的原理框圖； 圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例應(yīng)用的B型超聲成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明方法分析DTGC模塊輸入數(shù)據(jù)，計(jì)算其幅度變化數(shù)組的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
首先說(shuō)明常規(guī)的DTGC計(jì)算方法。圖2是常規(guī)B型超聲成像系統(tǒng)的原理 框圖，其發(fā)射部分由于和本發(fā)明無(wú)太大關(guān)系，未予畫出。常規(guī)B型成像流程通常為探頭 發(fā)射出脈沖，參與接收的各陣元接收到回波，經(jīng)過(guò)放大，A/D轉(zhuǎn)換，在波東合成器以不同 的延時(shí)量相加得到射頻數(shù)據(jù)。射頻數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)檢包絡(luò)和降采樣，DTGC ，對(duì)數(shù)壓縮，動(dòng)態(tài)范 圍變化，同時(shí)進(jìn)入"數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換"即D.S.C ， D.S.C的結(jié)果顯示在屏幕上，即B型圖像。在絕大多數(shù)系統(tǒng)中，DTGC是指給輸入的數(shù)據(jù)沿深度方向，即按時(shí)間給予不同的增益， 目的是使顯示在屏幕上的圖像亮度比較均勻。 一般說(shuō)來(lái)是用戶根據(jù)顯示在屏幕上的圖像， 撥動(dòng)鍵盤上的電位器，通常有六到八個(gè)電位器，分別對(duì)應(yīng)不同深度的增益補(bǔ)償值，對(duì)圖像 不同深度的部位調(diào)亮或者變暗，或者旋轉(zhuǎn)鍵盤上的"增益"即Gain旋鈕使圖像整體變暗/ 亮。DTGC參數(shù)產(chǎn)生模塊，通常是系統(tǒng)的主控CPU,也可以是專用的模塊，它讀取這些電位 器和Gain旋鈕的狀態(tài)，換算成一般會(huì)經(jīng)過(guò)插值的對(duì)應(yīng)DTGC的參數(shù)值PDM ，并將該值寫到 DTGC模塊，DTGC模塊用寫入的DTGC參數(shù)值和解調(diào)后的結(jié)果相乘。也有一些系統(tǒng)不需要用戶 搡作DTGC電位器，而是分析圖像，自動(dòng)產(chǎn)生DTGC參數(shù)值PDM,例如美國(guó)專利US 6， 743， 174B2 以及US 5， 579， 768、 6, 120,446、 6, 398, 733和6, 102, 859 。不管PDM來(lái)源是什么，DTGC 模塊的工作方式均是近似的，此處舉例說(shuō)明如下令DTGC模塊的輸入，即解調(diào)和降采樣結(jié)果為7[i][/], 4代表圖像縱向的點(diǎn)序號(hào)，/代 表接收掃描線序號(hào)，假定輸出為。 DTGC模塊的工作原理由公式(1)表示[/] = x[ W [/] *尸Z)Af[i], i = [k/delta] (1)/^W為DTGC模塊的參數(shù)。式(l)中tfe/"表示每cte"a個(gè)輸入點(diǎn)和同一個(gè)值相乘。在常 規(guī)系統(tǒng)中，,"#是一個(gè)和深度相關(guān)的量，只隨深度變化，對(duì)每一條掃描線沒(méi)有任何區(qū)別?，F(xiàn)在描述本發(fā)明的DTGC方案及相關(guān)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如前所述，本發(fā)明的DTGC模塊對(duì)每一或 者每相鄰幾條接收掃描線用各自不同的DTGC參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，用公式表達(dá)即觀/二柳/]"ZW剛]，/ = A:/cfe/toifcj. = to/ (2)上式中,U][/]是解調(diào)及降采樣的輸出結(jié)果，i代表圖像縱向的點(diǎn)序號(hào)，/代表接收掃 描線序號(hào)，^e/"ir， cte/"7表示每相鄰tfe/fa7線的縱向每rfe〃air點(diǎn)用同一個(gè)數(shù)據(jù)戶/W[/] [_/] 進(jìn)行補(bǔ)償。公式(2)和公式(1)不同在于尸ZW是一個(gè)二維數(shù)組，即對(duì)不同的接收掃描線，戶/W 取值是不相同的。二維數(shù)組/^1/在本發(fā)明中需要自動(dòng)獲得，而如何獲取二維數(shù)組尸/W是本發(fā)明的關(guān)鍵 點(diǎn)。圖3是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)B型圖像二維自動(dòng)均衡的超聲成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理框圖，基于同樣理 由，發(fā)射部分未子畫出。和圖2不同之處在于，增加了一個(gè)數(shù)據(jù)緩存區(qū)，用于Jfc存解調(diào)和 降采樣后的數(shù)據(jù)， 一般要求保存一幀或者多幀圖像。DTGC參數(shù)產(chǎn)生模塊除了可以接收用戶調(diào)節(jié)DTGC電位器的信息，也可以從數(shù)據(jù)緩存區(qū)讀入數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，產(chǎn)生本發(fā)明所述的二維 DTGC參數(shù)。所述二維數(shù)組凡M/[/] [_/]的自動(dòng)分析和計(jì)算包括步驟A. 分析噪聲水平；B. 分析整個(gè)DTGC模塊輸入數(shù)據(jù)的幅度分布；C. 分析前兩步驟的結(jié)果得到P/WU] U]值。以下具體闡述怎樣實(shí)施這三個(gè)步驟分析噪聲水平首先需要得到噪聲數(shù)據(jù)，利用圖3所示的數(shù)據(jù)緩存區(qū)，只要關(guān)閉發(fā)射功 能，得到的即是噪聲數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在實(shí)施步驟A ，將采集到的一楨噪聲數(shù)據(jù)看成二維數(shù)組 Noiselmg[K][L]， K為縱向的點(diǎn)數(shù)，L為一幀數(shù)據(jù)的接收線數(shù)目；將所述二維數(shù)組 Noiselmg[K] [L]當(dāng)作一幅K化的噪聲圖像，所述分析噪聲水平的步驟如下a. 將噪聲圖像平均分成Ver—Num行，每行的數(shù)據(jù)量為K/Ver—Num化；Ver—Num的值 根據(jù)探頭、檢查模式不同而設(shè)成不同的值，常見(jiàn)取值范圍為20 - 30之間；b. 計(jì)算每一行所有數(shù)據(jù)的均值，得到噪聲水平曲線Noise[i], i=0~Ver—Num-l,代 表圖象顯示區(qū)域由淺到深的噪聲水平；噪聲水平曲線的計(jì)算公式為-.Noise [i]=Mean(NoiseImg|>K/Ver-Num: (i+l) *K/Ver-Num-1] [O:L-l]);c. 如果釆集了多幀噪聲圖像，則重復(fù)上述步驟a、 b ，然后將對(duì)應(yīng)于每一幀噪聲圖像 的噪聲水平曲線Noise[i]平均，得到最終的噪聲水平曲線Noise[i]。實(shí)施上述步驟的結(jié)果，將噪聲水平用一維數(shù)組Noise表示，它只和圖像顯示深度相關(guān)。對(duì)于絕大多數(shù)系統(tǒng)，噪聲水平確實(shí)只和深度相關(guān)，和不同的掃描線無(wú)關(guān)，所以用一維數(shù)組 Noise足以表示系統(tǒng)的噪聲情況。圖4為本發(fā)明方法分析DTGC模塊輸入數(shù)據(jù)，即分析解調(diào)和降采樣輸出數(shù)據(jù)，計(jì)算其幅 度變化數(shù)組的流程示意圖。按此流程實(shí)施上述步驟B ，將一楨解調(diào)和降釆樣輸出數(shù)據(jù)用二 維數(shù)組Image[K] [L]表示，K為縱向的點(diǎn)數(shù)，L為一幀數(shù)據(jù)的接收線數(shù)目；將所述二維數(shù)組 Image[K] [L]當(dāng)作一幅K化的圖像，所述分析整個(gè)DTGC模塊輸入數(shù)據(jù)的幅度分布之步驟如下a. 將圖像均勻劃分為Ver-Nun^Hor—Num個(gè)子區(qū)域，每個(gè)子區(qū)域?yàn)榇笮?K/Ver—Num) * (L/Hor-Num)的矩陣，并且此處的Ver—Num和分析噪聲水平的Ver-Num嚴(yán)格相同，而 Hor—Num —般取值范圍在15 ~ 20之間；b. 計(jì)算每個(gè)子區(qū)域?qū)?yīng)數(shù)據(jù)的均值，即平均幅度和標(biāo)準(zhǔn)差；均值用SubArr—Avg[i][j] 表示，標(biāo)準(zhǔn)差用SubArr—Std[i] [j]表示，i=0~Ver—Num-1， j=0~Hor_Num-1 ;c. 根據(jù)子區(qū)域的均值和標(biāo)準(zhǔn)差判斷子區(qū)域類型，并將所述子區(qū)域分為三類①均勻組織區(qū)域，作為分析幅度數(shù)組的主要依據(jù)；②噪聲區(qū)域，在DTGC'模塊中應(yīng)該針 對(duì)這些區(qū)域進(jìn)行抑制；③其它區(qū)域，包括組織邊緣一類結(jié)構(gòu)變化較大的區(qū)域； d.用二維數(shù)組^2^[/] U]來(lái)表示圖像的幅度，/ - 0 ~ Ker-yVi/zzrl,- 0 ~ #or—^m "1 ， 所述J邁;7每一元素和劃分原圖像得到的各子區(qū)域一一對(duì)應(yīng)；對(duì)^^[/] U]賦值的 方法為，如果該子區(qū)域類型為均勻組織，將上述步驟b和c計(jì)算得到的平均幅 度SubArr—Avg[i] [j]賦值給對(duì)應(yīng)/l邁p[/] U];如果該子區(qū)域類型為非均勻組織，把實(shí)施所述步驟c將所述子區(qū)域分為所述三類，包括如下步驟cl.如果均值大于同深度噪聲的A倍，此處A作為可調(diào)參數(shù)，隨探頭和檢查模式變 化，取值范圍為0.9~1. 3 ，比如可取值為l.l ,并且標(biāo)準(zhǔn)差小于某閾值Thre-S， 所述Thre—S是可調(diào)參數(shù)，隨檢查模式的不同取值差別會(huì)比較大，此時(shí)該子區(qū)域判 斷為均勻組織區(qū)域；c2.如果均值小于同深度噪聲的A倍，該子區(qū)域?yàn)樵肼晠^(qū)域；c3.如果均值大于同深度噪聲的A倍，并且標(biāo)準(zhǔn)差大于某闌值Thre-S，該子區(qū)域?yàn)槠?它區(qū)域。根據(jù)分析噪聲水平和分析整個(gè)DTGC模塊輸入數(shù)據(jù)幅度分布的結(jié)果，得到DTGC模塊的 參數(shù)PDM ，還須實(shí)施以下步驟a.計(jì)算每個(gè)子區(qū)域的補(bǔ)償系數(shù)/^M ，設(shè)代表均勻組織的區(qū)域輸出幅度為， 該^eaW邁/7作為可調(diào)參數(shù)，和探頭，檢查模式相關(guān)，相應(yīng)每個(gè)子區(qū)域須乘以的補(bǔ) 償系數(shù)為,/M[/] U] , / = 0~ kr-yVwzK, _/= 0-化r-yV"/B-l，從而有 戶i M[i] [_/]= MeanAmp/^z ; [/] ， /= 0~ kr—_/ = 0 ~ #or—yV"/z "l ; b.對(duì)噪聲子區(qū)域加以抑制，若對(duì)某區(qū)域判斷為噪聲子區(qū)域，用下式對(duì)戶"M進(jìn)行修正層[/〗L/卜層[/] U]/(i+s叩一,s)式中，Sup-K為一大于零的數(shù)，命名為灰度抑制系數(shù)，具體數(shù)值可以根據(jù)探頭和 檢查模式的不同設(shè)為不同值，Dis為噪聲子區(qū)域和最鄰近的非噪聲子區(qū)域相隔的子區(qū)域數(shù)目；c. 空間平濾處理，對(duì)所述戶"M[/] U]進(jìn)行平滑或者中值濾波，該平滑和中值濾波的窗的大小根據(jù)探頭和檢查模式的不同設(shè)為不同值；d. 線性插值，戶ZM和所述原圖像劃分相對(duì)應(yīng)，是一個(gè)^二yV"w船r—A咖的二維數(shù)據(jù)，如果/ 7^C模塊輸入圖像縱向?yàn)镵點(diǎn)，共L線，每相鄰rfe"a/線的縱向每c/e"air點(diǎn)用 同一個(gè)數(shù)據(jù)月WU] U]進(jìn)行補(bǔ)償，需要的二維數(shù)組PDM大小應(yīng)為 U7i/e/"i)*a/^/e"a7)，把大小為Key—vV〃"#"邁的戶ZM//伊線性插值，得到 大小為U7rfe"ai")，a/cte"a7)的"用于DTGC模塊的參數(shù)"即PDM ,此即DTGC模塊需要的參數(shù)。本發(fā)明基于二維分析進(jìn)行補(bǔ)償令B圖像均衡的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括辨頭、波東合成器、解 調(diào)和降采樣模塊、"數(shù)字時(shí)間增益補(bǔ)償"即DTGC參數(shù)產(chǎn)生模塊、用戶"時(shí)間增益補(bǔ)償"即TGC 控制、DTGC模塊、對(duì)數(shù)壓縮模塊、動(dòng)態(tài)范圍變化控制、"數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換"即D.S.C.和顯示裝 置，尤其是，還包括用于貯存解調(diào)和降釆樣后數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)緩存區(qū)，以及包括計(jì)算"用于DTGC 模塊的參數(shù)"即計(jì)算戶/WU]L/l的計(jì)算模塊，所述數(shù)據(jù)緩存區(qū)可以是系統(tǒng)存儲(chǔ)器內(nèi)的部分 存儲(chǔ)空間，也可以是外掛存儲(chǔ)器內(nèi)的存儲(chǔ)空間；所述計(jì)算模塊如果是微程序，則貯存于系 統(tǒng)存儲(chǔ)器內(nèi)或者貯存于外掛的存儲(chǔ)器內(nèi)。本發(fā)明針對(duì)圖像的不同特征，具體應(yīng)用方式可以不同。對(duì)肝，腎，子宮這類運(yùn)動(dòng)不顯 著的器官進(jìn)行檢查，由于幀與幀之間差異不大，應(yīng)用上一幀的二維PDM于本幀也不會(huì)有太 大問(wèn)題，分析二維PDM的計(jì)算可以只做一次；對(duì)于心臟這類運(yùn)動(dòng)劇烈的器官，幀和幀之間 圖像差異也可能比較大，可以每一楨分別分析最適合的DTGC模塊參數(shù)PDM。應(yīng)用圖3所示的 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以方便地實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)分析每一幀的PDM,或者只分析一次PDM,以后各幀用同樣 的PDM。圖3可以用主控CPU計(jì)算，也可以利用硬件邏輯電路計(jì)算。本發(fā)明用二維DTGC參數(shù)彌補(bǔ)了只和深度相關(guān)的一維DTGC參數(shù)無(wú)法解決的圖像橫向難 以均衡的缺陷，且二維DTGC參數(shù)完全自動(dòng)分析，不需要用戶介入，簡(jiǎn)化了用戶搡作。本發(fā) 明提出的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以實(shí)時(shí)分析每一幀都合適的二維DTGC參數(shù)并應(yīng)用，也可以只分析一 幀，以后各幀使用同樣的參數(shù)。本發(fā)明經(jīng)仿真驗(yàn)證，可以達(dá)到預(yù)期效果。
權(quán)利要求
1. 一種基于二維分析的B圖像均衡方法，其特征在于在全數(shù)字超聲成像系統(tǒng)中增設(shè)數(shù)據(jù)緩存區(qū)，用于貯存解調(diào)和降采樣后的數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)寫入數(shù)字時(shí)間增益補(bǔ)償參數(shù)產(chǎn)生模塊，由該數(shù)字時(shí)間增益補(bǔ)償參數(shù)產(chǎn)生模塊輸出的數(shù)字時(shí)間增益補(bǔ)償參數(shù)接著被寫入數(shù)字時(shí)間增益補(bǔ)償模塊；所述數(shù)字時(shí)間增益補(bǔ)償模塊對(duì)每一或者每相鄰幾條接收掃描線的數(shù)據(jù)用各不相同的數(shù)字時(shí)間增益補(bǔ)償參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，用公式表達(dá)為y[k][l]＝x[k][l]*PDM[i][j]，i＝k/deltak j＝l/deltal式中x[k][l]是解調(diào)及降采樣的輸出結(jié)果，k代表圖像縱向的點(diǎn)序號(hào)，l代表接收掃描線序號(hào)，deltak，deltal表示每相鄰deltal線的縱向每deltak點(diǎn)用同一數(shù)據(jù)“用于數(shù)字時(shí)間增益補(bǔ)償模塊的參數(shù)”即PDM[i][j]進(jìn)行補(bǔ)償；所述PDM[i][j]是二維數(shù)組，對(duì)不同的接收掃描線，取值各不相同。
2. 按照權(quán)利要求1所述的基于二維分析的B圖像均衡方法，其特征在于所述二維數(shù)組？/WU] U]的自動(dòng)分析和計(jì)算包括步驟A. 分析噪聲水平；B. 分析整個(gè)數(shù)字時(shí)間增益補(bǔ)償模塊輸入數(shù)據(jù)的幅度分布；C. 分析前兩步驟的結(jié)果得到月Wt/] U]值。
3. 按照權(quán)利要求2所述的基于二維分析的B圖像均衡方法，其特征在于實(shí)施步驟A ,將采集到的一幀噪聲數(shù)據(jù)看成二維數(shù)組NoiseI邁g[K][L], K為縱向 的點(diǎn)數(shù)，L為一幀數(shù)據(jù)的接收線數(shù)目；'將所述二維數(shù)組NoiseImg[K] [L]當(dāng)作一幅K化的噪聲圖像，所述分析噪聲水平的步驟如下a. 將噪聲圖像平均分成Ver-Num行，每行的數(shù)據(jù)量為K/Ver—N咖化；Ver—Num的值根據(jù)探頭、檢查模式不同而設(shè)成不同的值；b. 計(jì)算每一行所有數(shù)據(jù)的均值，得到噪聲水平曲線Noise[i]， i=0~Ver—Num-l，代表圖象顯示區(qū)域由淺到深的噪聲水平；噪聲水平曲線的計(jì)算公式為 Noise[i]=Mean(NoiseImg[i*K/Ver—N咖(i+l) *K/Ver—Num-1]
);c. 如果釆集了多幀噪聲圖像，則重復(fù)上述步驟a、 b ,然后將對(duì)應(yīng)于每一幀噪聲圖像 的噪聲水平曲線Noise[i]平均，得到最終的噪聲水平曲線Noise[i];實(shí)施上述步驟的結(jié)果，將噪聲水平用一維數(shù)組Noise表示，它只和圖像顯示深度相關(guān)。
4. 按照權(quán)利要求3所述的基于二維分析的B圖像均衡方法，其特征在于在實(shí)施所述步驟a時(shí)，所述Ver-Nura取值范圍為20~30之間。
5. 按照權(quán)利要求2所述的基于二維分析的B圖像均衡方法，其特征在于實(shí)施步驟B ,將一幀解調(diào)和降采樣輸出數(shù)據(jù)用二維數(shù)組Image[K][L]表示，K為縱 向的點(diǎn)數(shù)，L為一幀數(shù)據(jù)的接收線數(shù)目；將所述二維數(shù)組Image[K][L]當(dāng)作一幅K吐的圖 像，所述分析整個(gè)數(shù)字時(shí)間增益補(bǔ)償模塊輸入數(shù)據(jù)的幅度分布之步驟如下a. 將圖像均勻劃分為Ver—Nun^Hor-Num個(gè)子區(qū)域，每個(gè)子區(qū)域?yàn)榇笮?K/Ver—Num) * (L/Hor_Num)的矩陣，并且此處的Ver—Num和分析噪聲水平的Ver—Num嚴(yán)格相同；b. 計(jì)算每個(gè)子區(qū)域?qū)?yīng)數(shù)據(jù)的均值，即平均幅度和標(biāo)準(zhǔn)差；均值用SubArr-Avg[i][j] 表示，標(biāo)準(zhǔn)差用SubArr-Std[i] [j]表示，i=0 ~ Ver—Num-1， j=0 ~ Hor—Nura-l ;c. 根據(jù)子區(qū)域的均值和標(biāo)準(zhǔn)差判斷子區(qū)域類型，并將所述子區(qū)域分為三類①均勻 組織區(qū)域，作為分析幅度數(shù)組的主要依據(jù)；②噪聲區(qū)域，在數(shù)字時(shí)間增益補(bǔ)償模 塊中應(yīng)該針對(duì)這些區(qū)域進(jìn)行抑制；③其它區(qū)域，包括組織邊緣一類結(jié)構(gòu)變化較大 的區(qū)域；d. 用二維數(shù)組^ p[/] U]來(lái)表示圖像的幅度，/= 0~ Ker-M"zrl， _/= 0 ~ #or_yWyil， 所述每一元素和劃分原圖像得到的各子區(qū)域一一對(duì)應(yīng)；對(duì)J邊P[/] U]賦值的 方法為，如果該子區(qū)域類型為均勻組織，將上述步驟b和c計(jì)算得到的平均幅 度SubArr-Avg[i][j]賦值給對(duì)應(yīng)^7p[/]L/l;如果該子區(qū)域類型為非均勻組織，把 與其最鄰近的代表均勻組織的子區(qū)域平均幅度賦值給該子區(qū)域?qū)?yīng)^ P[/] [il。
6. 按照權(quán)利要求5所述的基于二維分析的B圖像均衡方法，其特征在于在實(shí)施所述步驟a時(shí)，所述Hor—Num的取值范圍在15-20之間。
7. 按照權(quán)利要求6所述的基于二維分析的B圖像均衡方法，其特征在于實(shí)施步驟c將所述子區(qū)域分為所述三類，包括如下步驟 cl.如果均值大于同深度噪聲的A倍，此處A作為可調(diào)參數(shù)，隨探頭和檢查模式變化，并且標(biāo)準(zhǔn)差小于某閾值Thre—S，該子區(qū)域?yàn)榫鶆蚪M織區(qū)域； c2.如果均值小于同深度噪聲的A倍，該子區(qū)域?yàn)樵肼晠^(qū)域；c3.如果均值大于同深度噪聲的A倍，并且標(biāo)準(zhǔn)差大于某閾值Thre—S，該子區(qū)域?yàn)槠?它區(qū)域。
8. 按照權(quán)利要求7所述的基于二維分析的B圖像均衡方法，其特征在于所述參數(shù)A取值范圍為0.9-1.3 。
9. 按照權(quán)利要求8所述的基于二維分析的B圖像均衡方法，其特征在于根據(jù)分析噪聲水平和分析整個(gè)數(shù)字時(shí)間增益補(bǔ)償模塊輸入數(shù)據(jù)幅度分布的結(jié)果， 得到數(shù)字時(shí)間增益補(bǔ)償模塊的參數(shù)PDM ,包括以下步驟a. 計(jì)算每個(gè)子區(qū)域的補(bǔ)償系數(shù)/YM ，設(shè)代表均勻組織的區(qū)域輸出幅度為/feM^//7, 該Vea/^邁;j作為可調(diào)參數(shù)，和探頭，檢查模式相關(guān)，相應(yīng)每個(gè)子區(qū)域須乘以的補(bǔ) 償系數(shù)為尸/M[/] [_/], / = 0~ kr—^/zrl， _/= 0 ~ ^or—#"zz/~l,從而有戶/M [7] MeanAmp/^z/; [/] M ， / = 0 ~ rerJ"/2K, _/ = 0 ~化r—Akzrl ;b. 對(duì)噪聲子區(qū)域加以抑制，若對(duì)某區(qū)域判斷為噪聲子區(qū)域，用下式對(duì)/^M進(jìn)行修正 尸iM[/〗[_;]=戶/M[/] [_/，/(l+Sup—K*Dis)式中，Sup-K為一大于零的數(shù)，命名為灰度抑制系數(shù)，具體數(shù)值可以根據(jù)探頭和檢 査模式的不同設(shè)為不同值，Dis為噪聲子區(qū)域和最鄰近的非噪聲子區(qū)域相隔的子區(qū) 域數(shù)目；c. 空間平濾處理，對(duì)所述p"M[y][ii進(jìn)行平滑或者中值濾波，該平滑和中值濾波的窗 的大小根據(jù)探頭和檢查模式的不同設(shè)為不同值；d. 線性插值，尸"M和所述原圖像劃分相對(duì)應(yīng)，是一個(gè)^L^y/^^^-yW皿的二維數(shù)據(jù)， 如果數(shù)字時(shí)間增益補(bǔ)償模塊輸入圖像縱向?yàn)镵點(diǎn)，共L線，每相鄰&"a/線的縱向 每rfe/"l點(diǎn)用同一個(gè)數(shù)據(jù)尸/W[/] M進(jìn)行補(bǔ)償，需要的二維數(shù)組PDM大小應(yīng)為 U7tfe/"i)*"/tfe//a/),把大小為Ker Ju,iyo二iV咖的尸/2W伊線性插值，得到 大小為U7rfe/"i^U/(/e7"/)的用于數(shù)字時(shí)間增益補(bǔ)償模塊的參數(shù)，此即數(shù)字時(shí) 間增益補(bǔ)償模塊需要的參數(shù)。
10. —種基于二維分析進(jìn)行補(bǔ)償令B圖像均衡的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括探頭、波束合成器、解調(diào) 和降采樣模塊、數(shù)字時(shí)間增益補(bǔ)償參數(shù)產(chǎn)生模塊、用戶時(shí)間增益補(bǔ)償控制、數(shù)字時(shí)間 增益補(bǔ)償模塊、對(duì)數(shù)壓縮模塊、動(dòng)態(tài)范圍變化控制、數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換和顯示裝置，其特 征在于還包括用于貯存解調(diào)和降采樣后數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)緩存區(qū)，以及包括計(jì)算"用于數(shù)字時(shí) 間增益補(bǔ)償模塊的參數(shù)"即計(jì)算/^M/]L/]的計(jì)算模塊，所述數(shù)據(jù)緩存區(qū)可以是系統(tǒng)存 儲(chǔ)器內(nèi)的部分存儲(chǔ)空間，也可以是外桂存儲(chǔ)器內(nèi)的存儲(chǔ)空間；所述計(jì)算模塊如果是微 程序，則貯存于系統(tǒng)存儲(chǔ)器內(nèi)或者貯存于外掛的存儲(chǔ)器內(nèi)。
全文摘要
基于二維分析的B圖像均衡方法和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，涉及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域超聲波B圖像的數(shù)據(jù)處理技術(shù)。在超聲成像系統(tǒng)中增設(shè)數(shù)據(jù)緩存區(qū)，貯存解調(diào)和降采樣后的數(shù)據(jù)，將其寫入“數(shù)字時(shí)間增益補(bǔ)償”即DTGC參數(shù)產(chǎn)生模塊，由該模塊輸出的DTGC參數(shù)接著被寫入DTGC模塊；DTGC模塊對(duì)每一或者每相鄰幾條接收掃描線的數(shù)據(jù)用各不相同的DTGC參數(shù)PDM[i][j]進(jìn)行補(bǔ)償。所述PDM[i][j]是二維數(shù)組，對(duì)不同的接收掃描線，取值各不相同。相比現(xiàn)有技術(shù)，所述方法和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有益效果在于，用二維DTGC參數(shù)彌補(bǔ)了只和深度相關(guān)的一維DTGC參數(shù)無(wú)法解決的圖像橫向難以均衡的缺陷，且二維DTGC參數(shù)完全自動(dòng)分析，不需要用戶介入，簡(jiǎn)化用戶操作。
文檔編號(hào)A61B8/14GK101219063SQ20071007295
公開(kāi)日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2007年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月12日
發(fā)明者勇 蔣 申請(qǐng)人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司