一種超聲三維成像系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種超聲三維成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]圖像由于攜帶豐富的信息得到人們的青睞，而目前獲取圖像的方法有拍照，視屏截圖，利用計算機產(chǎn)生彩圖，激光掃描等等。從圖像中獲取景物的三維信息屬于一個多學科交叉的研究領(lǐng)域，它涉及到射影幾何學、數(shù)字圖像處理、計算機圖形學、計算機視覺等許多學科的理論，是目前研究的熱點之一。三維重建就是通過二維圖像中基元(如點、線、面)來恢復目標的三維空間信息，需要研究三維空間中點、線、面的三維坐標與二維圖像中對應點、線、面的二維坐標之間的關(guān)系，實現(xiàn)定量分析物體的大小和空間物體的相互位置關(guān)系。其主要過程是通過對圖像的特征提取、特征匹配、圖像關(guān)鍵特征的重建、三角化以及數(shù)據(jù)融合生成物體完整的三維結(jié)構(gòu)。這種三維信息或三維模型在虛擬植物可視化、數(shù)字娛樂、產(chǎn)品外觀設(shè)計、虛擬場景的模擬等諸多領(lǐng)域具有廣泛的應用價值。
[0003]傳統(tǒng)的三維圖像成像裝置所采用的主控制器性能相對較低，功能單一，無法介入實時超聲圖像的處理過程。另外，傳統(tǒng)的三維成像系統(tǒng)一般經(jīng)過圖像采集卡采集，模擬圖像數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，并且無法得到成像參數(shù)，無法對三維圖像進行計算測量，特別是幀與幀之間的時間差無法得到，形成的三維圖像往往是比例失調(diào)的，從效果上圖像質(zhì)量明顯下降，嚴重影響了三維圖像的質(zhì)量。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種超聲三維成像系統(tǒng)，本實用新型采用高性能微處理器(CPU)和高性能圖形處理器(GPU)作為三維圖像成像處理的核心器件，并經(jīng)過DSC處理后，超聲圖像進入計算機內(nèi)存，通過圖像增強、降低噪聲再送入圖形處理器(GPU)進行顯示。解決了傳統(tǒng)三維成像系統(tǒng)采集的圖像質(zhì)量不佳、無法得到圖像成像參數(shù)和成像時刻帶來的圖像失真，只能進行后處理等問題。其設(shè)計合理、操作簡單、性能優(yōu)異、穩(wěn)定性高、誤差較小、成像效果好，便于推廣使用。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種超聲三維成像系統(tǒng)，其特征在于:包括超聲探頭和與超聲探頭相連接的超聲發(fā)射/接收及波束形成模塊，所述超聲發(fā)射/接收及波束形成模塊輸出端與信號處理模塊相連，所述信號處理模塊輸出端與DSC模塊相連，所述DSC模塊輸出端與計算機系統(tǒng)內(nèi)存相連，所述超聲發(fā)射/接收及波束形成模塊、信號處理模塊和DSC模塊均通過超聲波系統(tǒng)總線與超聲前端控制器相連接，所述計算機系統(tǒng)內(nèi)存與三維軟件處理模塊相連接，所述計算機系統(tǒng)內(nèi)存、三維軟件處理模塊和超聲前端控制器均通過通用總線與主控制器以及圖形處理器相連接，所述圖形處理器輸出端與顯示器相連。
[0006]上述的一種超聲三維成像系統(tǒng)，其特征在于:所述超聲探頭型號為4DL40。
[0007]上述的一種超聲三維成像系統(tǒng)，其特征在于:所述超聲探頭包括傳動齒輪、探頭芯部和電機，所述電機通過傳動齒輪與探頭芯部相連接。
[0008]上述的一種超聲三維成像系統(tǒng)，其特征在于:所述三維軟件處理模塊為G840CPU或者其以上級別CPU。
[0009]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0010]本實用新型采用高性能微處理器(CPU)和高性能圖形處理器(GPU)作為三維圖像成像處理的核心器件，并經(jīng)過DSC處理后，超聲圖像進入計算機內(nèi)存，通過圖像增強、降低噪聲再送入圖形處理器(GPU)進行顯示。解決了傳統(tǒng)三維成像系統(tǒng)采集的圖像質(zhì)量不佳、無法得到圖像成像參數(shù)和成像時刻帶來的圖像失真，只能進行后處理等問題。其設(shè)計合理、操作簡單、性能優(yōu)異、穩(wěn)定性高、誤差較小、成像效果好，便于推廣使用。
[0011]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的超聲三維成像系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖2為本實用新型的超聲三維成像系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3為本實用新型的超聲三維成像系統(tǒng)超聲探頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4為本實用新型的超聲三維成像系統(tǒng)超聲探頭掃描動作示意圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，一種超聲三維成像系統(tǒng)，其特征在于:包括超聲探頭1和與超聲探頭1相連接的超聲發(fā)射/接收及波束形成模塊2，所述超聲發(fā)射/接收及波束形成模塊2輸出端與信號處理模塊3相連，所述信號處理模塊3輸出端與DSC模塊4相連，所述DSC模塊4輸出端與計算機系統(tǒng)內(nèi)存5相連，所述超聲發(fā)射/接收及波束形成模塊2、信號處理模塊3和DSC模塊4均通過超聲波系統(tǒng)總線與超聲前端控制器7相連接，所述計算機系統(tǒng)內(nèi)存5與三維軟件處理模塊6相連接，所述計算機系統(tǒng)內(nèi)存5、三維軟件處理模塊6和超聲前端控制器7均通過通用總線與主控制器8以及圖形處理器9相連接，所述圖形處理器9輸出端與顯示器10相連。
[0017]本實施例中，所述超聲探頭1型號為4DL40。
[0018]本實施例中，所述超聲探頭1包括傳動齒輪1-1、探頭芯部1-2和電機1-3，所述電機1-3通過傳動齒輪1-1與探頭芯部1-2相連接。
[0019]本實施例中，所述三維軟件處理模塊6為G840CPU或者其以上級別CPU。
[0020]如圖2所示，為本實施例的超聲三維成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。系統(tǒng)主機的核心部分是計算機模塊(含高性能CPU、GPU)和超聲模塊(含含探頭電機驅(qū)動電路)，超聲前端控制器和主控制器為四核處理器，可充裕應對各種系統(tǒng)控制和一部分圖像處理，對三維圖像的處理則采用三維處理軟件模塊(G840級別或者其以上級別CPU)，最后在顯示器上顯示三維圖像。
[0021]如圖3、4所示，為超聲探頭結(jié)構(gòu)示意圖，包括傳動齒輪、探頭芯部和電機，電機在驅(qū)動電路的驅(qū)動下來回勻速旋轉(zhuǎn)，傳動齒輪將其勻速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為來回擺動，使得探頭芯部勻速來回擺動掃描。
[0022]系統(tǒng)工作原理是:超聲探頭將掃描獲取的三維數(shù)據(jù)依次通過超聲波發(fā)射/接收及波束合成模塊、信號處理模塊，可以得到8位的二維灰度圖像，計算機模塊再通過DSC (高速采集卡)將二維灰度圖像傳給PC內(nèi)存，然后探頭移動到下一個位置繼續(xù)掃描，重復以上動作。PC內(nèi)存獲得的圖像數(shù)據(jù)就是若干二維幀數(shù)據(jù)拼湊起來的三維方體數(shù)據(jù)塊，然后再通過三維處理軟件模塊進行三維重建，超聲前端控制器和主控制器為四核處理器，可充裕應對各種系統(tǒng)控制和一部分圖像進行處理。最后再經(jīng)過圖像處理器的處理在顯示器上顯示，其整個過程就是還原探頭的聲場進而對被掃描的物體進行三維成像。
[0023]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種超聲三維成像系統(tǒng)，其特征在于:包括超聲探頭(1)和與超聲探頭(1)相連接的超聲發(fā)射/接收及波束形成模塊(2)，所述超聲發(fā)射/接收及波束形成模塊(2)輸出端與信號處理模塊(3)相連，所述信號處理模塊(3)輸出端與DSC模塊(4)相連，所述DSC模塊(4)輸出端與計算機系統(tǒng)內(nèi)存(5)相連，所述超聲發(fā)射/接收及波束形成模塊(2)、信號處理模塊(3)和DSC模塊(4)均通過超聲波系統(tǒng)總線與超聲前端控制器(7)相連接，所述計算機系統(tǒng)內(nèi)存(5)與三維軟件處理模塊(6)相連接，所述計算機系統(tǒng)內(nèi)存(5)、三維軟件處理模塊(6)和超聲前端控制器(7)均通過通用總線與主控制器⑶以及圖形處理器(9)相連接，所述圖形處理器(9)輸出端與顯示器(10)相連。2.按照權(quán)利要求1所述的一種超聲三維成像系統(tǒng)，其特征在于:所述超聲探頭(1)型號為4DL40。3.按照權(quán)利要求1所述的一種超聲三維成像系統(tǒng)，其特征在于:所述超聲探頭(1)包括傳動齒輪(1-1)、探頭芯部(1-2)和電機(1-3)，所述電機(1-3)通過傳動齒輪(1-1)與探頭芯部(1-2)相連接。4.按照權(quán)利要求1所述的一種超聲三維成像系統(tǒng)，其特征在于:所述三維軟件處理模塊(6)為G840CPU或者其以上級別CPU。
【專利摘要】本實用新型公開了一種超聲三維成像系統(tǒng)，其特征在于：包括超聲探頭和與超聲探頭相連接的超聲發(fā)射/接收及波束形成模塊，超聲發(fā)射/接收及波束形成模塊輸出端與信號處理模塊相連，信號處理模塊輸出端與DSC模塊相連，DSC模塊輸出端與計算機系統(tǒng)內(nèi)存相連，超聲發(fā)射/接收及波束形成模塊、信號處理模塊和DSC模塊均通過超聲波系統(tǒng)總線與超聲前端控制器相連接，計算機系統(tǒng)內(nèi)存與三維軟件處理模塊相連接，計算機系統(tǒng)內(nèi)存、三維軟件處理模塊和超聲前端控制器均通過通用總線與主控制器以及圖形處理器相連接，圖形處理器輸出端與顯示器相連。本實用新型設(shè)計合理、操作簡單、性能優(yōu)異、穩(wěn)定性高、誤差較小、成像效果好，便于推廣使用。
【IPC分類】A61B8/00
【公開號】CN205041435
【申請?zhí)枴緾N201520778208
【發(fā)明人】段萍萍
【申請人】段萍萍
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月9日