換、同相位疊加處 理；
[0032] 所述步驟S30中，通過(guò)B模式圖像處理模塊對(duì)步驟S20得到的線數(shù)據(jù)具體進(jìn)行降 噪、濾波、提高信噪比處理。
[0033] 進(jìn)一步地，所述步驟S50中，含重復(fù)計(jì)算的子步驟的參數(shù)信息是指：構(gòu)建圖像金字 塔、中心梯度計(jì)算、計(jì)算目標(biāo)圖像及其導(dǎo)數(shù)的形變、估計(jì)雙變量、估計(jì)位移這些計(jì)算的參數(shù) 信息。
[0034] 進(jìn)一步地，所述步驟SlOO中，低通濾波器的核如下列公式所示：
[0036] 該濾波核的大小為N行*1列，N為正奇數(shù)，其中，M = (N-I)/2, k為大于0且不 大于M的整數(shù)，I < k < M，y代表濾波核不同位置的值。
[0037] 更進(jìn)一步地，濾波核的N取值不大于31。
[0038] 進(jìn)一步地，所述步驟SllO具體為：首先將由軸向應(yīng)變場(chǎng)構(gòu)成的灰度圖像經(jīng)波段合 成轉(zhuǎn)換成彩色圖像，再將該彩色圖像映射到自然顏色系統(tǒng)、孟塞爾顏色系統(tǒng)、PANTONE色卡 顏色系統(tǒng)、TILO管理顏色系統(tǒng)，或者自定義的顏色系統(tǒng)的至少一種，形成彩色化的生物組織 彈性圖像。
[0039] 進(jìn)一步地，步驟SllO之后還包括步驟S120,對(duì)ROI區(qū)域中的對(duì)象區(qū)域進(jìn)行彈性分 級(jí)，當(dāng)生物組織彈性低于預(yù)設(shè)門(mén)限時(shí)顯示相應(yīng)等級(jí)的報(bào)警圖標(biāo)。
[0040] 步驟S120中的彈性分級(jí)具體包括：
[0041] 首先，提取出ROI區(qū)域中的對(duì)象區(qū)域；
[0042] 然后，統(tǒng)計(jì)對(duì)象區(qū)域所有像素值分別位于各彈性值區(qū)間的個(gè)數(shù)；各彈性值區(qū)間依 彈性值由低到高分布；
[0043] 再計(jì)算出每段彈性值區(qū)間的像素個(gè)數(shù)占該對(duì)象區(qū)域總像素的比例；
[0044] 將占對(duì)象區(qū)域總像素的比例最高的彈性值區(qū)間的彈性級(jí)別判為該對(duì)象區(qū)域生物 組織的彈性級(jí)別。
[0045] 本發(fā)明提出的一種實(shí)時(shí)超聲彈性成像系統(tǒng)，包括：
[0046] 換能器，用于對(duì)生物組織進(jìn)行緩速擠壓時(shí)對(duì)生物組織目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行超聲波掃查并 接收回波信號(hào)；
[0047] 波束合成模塊，用于對(duì)接收的回波電信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、同相位疊加處理，形成線 數(shù)據(jù)；
[0048] B模式圖像處理模塊，用于對(duì)上述線數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，形成生物組織受外力緩速擠壓 后產(chǎn)生形變的不同狀態(tài)下的B模式圖像；
[0049] 第一 CPU數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)生物組織受外力緩速擠壓后產(chǎn)生形變的不同狀態(tài) 下的兩幀B模式圖像的同一位置區(qū)域即ROI區(qū)域使用光流法求取位移場(chǎng)；并在計(jì)算過(guò)程中 將含重復(fù)計(jì)算的子步驟的參數(shù)信息傳輸至第一 GPU數(shù)據(jù)緩存模塊；
[0050] 第一 GPU數(shù)據(jù)緩存模塊，用于緩存接收到的含重復(fù)計(jì)算的子步驟的參數(shù)信息并傳 輸給各自的GPU數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；
[0051] -個(gè)或多個(gè)GPU數(shù)據(jù)處理模塊，用于將上述各子步驟的運(yùn)算分配給至少一個(gè)GPU 核工作單元，將至少一個(gè)GPU核工作單元組成GPU工作組，將每個(gè)GPU工作組計(jì)算需要的參 數(shù)信息映射到每個(gè)GPU工作組的顯存中，等待所有GPU工作組的參數(shù)信息映射完成，然后各 GPU工作組進(jìn)行光流法中含重復(fù)計(jì)算的各子步驟的運(yùn)算處理；
[0052] 第二GPU數(shù)據(jù)緩存模塊，用于緩存GPU數(shù)據(jù)處理模塊的運(yùn)算結(jié)果信息并傳輸至第 二CPU數(shù)據(jù)處理模塊；
[0053] 第二CPU數(shù)據(jù)處理模塊，用于讀出運(yùn)算結(jié)果信息并帶入光流法運(yùn)算過(guò)程，最終求 出ROI區(qū)域的位移場(chǎng)即光流場(chǎng)；使用低通濾波器對(duì)軸向光流場(chǎng)求取應(yīng)變，得到圖像ROI區(qū)域 的軸向應(yīng)變場(chǎng)；對(duì)經(jīng)過(guò)濾波得到的圖像ROI區(qū)域的軸向應(yīng)變場(chǎng)信息進(jìn)行降噪聲處理；
[0054] 彩色定量顯示模塊，用于對(duì)降噪后的ROI區(qū)域軸向應(yīng)變場(chǎng)信息進(jìn)行可視化、彩色 處理得到生物組織彩色彈性圖像；
[0055] 圖像輔助預(yù)診斷模塊，用于對(duì)ROI區(qū)域中的對(duì)象區(qū)域采用統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行彈性分 級(jí)，當(dāng)生物組織彈性低于預(yù)設(shè)門(mén)限時(shí)控制顯示單元顯示相應(yīng)等級(jí)的報(bào)警圖標(biāo)；
[0056] 顯示單元，用于顯示彩色化的生物組織彈性圖像，以及彈性等級(jí)對(duì)應(yīng)的報(bào)警圖標(biāo)。
[0057] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0058] 1.采用本發(fā)明的光流法求取的位移場(chǎng)精度高，能夠顯著提高圖像處理的精度。
[0059] 2.采用GPU加速的方法解決了光流法效率低下的問(wèn)題，因此本發(fā)明既能求得準(zhǔn)確 的生物組織彈性，又滿足了實(shí)際使用中彈性計(jì)算的實(shí)時(shí)性要求。
[0060] 3.使用對(duì)生物組織的彈性進(jìn)行分級(jí)的方法，相對(duì)于直接使用閾值判定法更科學(xué)合 理。
[0061] 4.采用GPU加速運(yùn)算大量重復(fù)子步驟信息，能夠提高系統(tǒng)的魯棒性，減少系統(tǒng)卡 頓的現(xiàn)象，提高系統(tǒng)的流暢性；同時(shí)降低了 CPU的工作負(fù)荷，有利于低配置的超聲診斷設(shè)備 進(jìn)行超聲彈性成像處理或版本的升級(jí)。
【附圖說(shuō)明】
[0062] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0063] 圖2為求取位移場(chǎng)的光流法的原理示意圖。
[0064] 圖3為本發(fā)明的濾波核示意圖。
[0065] 圖4為本發(fā)明的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0066] 下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0067] 本發(fā)明所提出的實(shí)時(shí)超聲彈性成像方法，由CPU與多核GPU (Graphic Processing Unit)聯(lián)合實(shí)現(xiàn)，該方法步驟如下：
[0068] S10.通過(guò)超聲換能器對(duì)生物組織進(jìn)行緩速擠壓時(shí)對(duì)生物組織目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行超聲 波掃查并接收回波信號(hào)；
[0069] S20.通過(guò)波束合成模塊對(duì)步驟SlO中的接收的回波電信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、同相位 疊加等處理，形成線數(shù)據(jù)；
[0070] S30.通過(guò)B模式圖像處理模塊對(duì)步驟S20得到的線數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪、濾波、提高信噪 比等處理，形成生物組織受外力緩速擠壓后產(chǎn)生形變的不同狀態(tài)下的B模式圖像；
[0071] S40.通過(guò)使用ROI框（感興趣區(qū)域）對(duì)生物組織受外力緩速擠壓后產(chǎn)生形變的不 同狀態(tài)下的兩幀B模式圖像選定兩個(gè)在不同幀圖像的同一位置區(qū)域；
[0072] ROI (Region Of Interest),即感興趣區(qū)域，在圖像處理中是指從待處理圖像中提 取出的要處理的區(qū)域。ROI的使用一方面可以突出框內(nèi)區(qū)域的特征，另一方面又可以提高圖 像處理的速度。本系統(tǒng)預(yù)設(shè)了一個(gè)ROI框，用戶可以調(diào)整ROI框的大小和位置以滿足不同 的要求。
[0073] S50.通過(guò)第一 CPU數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)該兩幀圖像的ROI區(qū)域使用光流法求取位移 場(chǎng)；并在計(jì)算過(guò)程中將需要加速運(yùn)算的含大量重復(fù)計(jì)算的子步驟的參數(shù)信息傳輸至第一 GPU數(shù)據(jù)緩存模塊，進(jìn)行緩存；其中需加速運(yùn)算的含大量重復(fù)計(jì)算的子步驟的參數(shù)信息是 指：構(gòu)建圖像金字塔、中心梯度計(jì)算、計(jì)算目標(biāo)圖像及其導(dǎo)數(shù)的形變、估計(jì)雙變量、估計(jì)位移 等計(jì)算的參數(shù)信息。
[0074] 光流法求取位移場(chǎng)公式如下：
[0075]
[0076] 其中小寫(xiě)的U和v分別表示每個(gè)像素沿x和y方向的位移；大寫(xiě)的U和V分別表 示由所有像素的u和V組成的位移場(chǎng)；t代表時(shí)間參數(shù)；λ代表一個(gè)常量，代表權(quán)重系數(shù)，
10 6為此函數(shù)的一個(gè)優(yōu)化系數(shù)。
[0077] S60.第一 GPU數(shù)據(jù)緩存模塊將接收到的需加速運(yùn)算的子步驟的參數(shù)信息傳輸給 各自的GPU數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，S50中需加速運(yùn)算的各子步驟的運(yùn)算分配給至少 一個(gè)GPU核工作單元，由至少一個(gè)GPU核工作單元組成GPU工作組。需加速運(yùn)算的含大量 重復(fù)計(jì)算的子步驟的參數(shù)信息是指：構(gòu)建圖像金字塔、中心梯度計(jì)算、計(jì)算目標(biāo)圖像及其導(dǎo) 數(shù)的形變、估計(jì)雙變量、估計(jì)位移這些計(jì)算的參數(shù)信息。例如：
[0078] 構(gòu)建圖像金字塔的參數(shù)信息，包括：上下文、上一層圖像的寬與高、下一層圖像的 寬與高、上一層圖像數(shù)據(jù)、下一層圖像數(shù)據(jù)、圖像通道數(shù)、圖像位深、圖像步長(zhǎng)等。
[0079] 中心梯