CN105590315A - 一种超声彩色多普勒图像后处理方法 - Google Patents

一种超声彩色多普勒图像后处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种超声彩色多普勒图像后处理方法,按照如下步骤进行:1)在超声彩色多普勒成像系统中设置血流参数估计模块;2)所述血流信号处理模块对应接收血流方差和血流速度信号;3)在超声彩色多普勒成像系统中设置参数预处理模块;4)所述参数预处理模块用于比对信号是否为血流信号;5)设置空间处理模块用于对图像进行处理;该处理方法可以最大程度降低异常点的产生。

Description

一种超声彩色多普勒图像后处理方法
技术领域
本发明涉及一种图像处理方法,具体来讲是一种超声彩色多普勒图像后处理方法,属于超声图像处理技术领域。
背景技术
超声波诊断设备作为一种无创、实时的检测方法,越来越被医生和患者所接受。彩色多普勒成像对于超声波诊断设备有着里程碑的意义。在黑白图像上叠加彩色血流,既具有二维超声结构图像,又提供了血流的动力学信息,对于血管疾病的诊断有着很大的作用。
多普勒信号经过解调、壁滤波处理,送入血流参数估计器,将估计的速度、能量或方差三个参数或部分送入数字扫描变换器(digitalscanconverter,DSC),最后进行伪彩色编码就得到了超色彩色多普勒图像。由于斑点噪声的存在、多普勒信号回波强度低、加上参与估计的数据点数较少,使得估计的血流参数值会存在一定的误差,使得在组织的地方出现闪烁的彩色孤立点、或血管内部会出现空洞,血管边缘不平滑。因此,在血流参数估计后必须对这些参数进行后处理来使得血管边缘光滑,减小血管内部的缝隙,另外在伪彩色编码前,要判断哪些信号是血流信号,哪些是组织信号,哪些是噪声,因此要通过优先编码处理,使得组织的地方不会出现彩色异常点,血管边缘溢出。
常用的后处理方法主要分为空间滤波法和时间滤波法,空间滤波法是在径向或横向一维或二维方向上进行平均,对血管内部较小的缝隙和血管边缘不平滑有很好的效果。而时间滤波法对较大的缝隙有较好的效果。但是参与平均的血流参数本身就存在着异常,其处理结果的可信度就会较差。针对这一问题,美国专利US5,897,502在进行时间平均前,对速度的方向和大小进行判断,减少了杂波和系统噪声所引起的速度异常点。迈瑞专利CN200510100147.9中对连续帧的速度方向进行存储和处理,结合血流能量方差门限对输出速度的方向进行校正,减少了血管内部的空洞和组织处的彩色孤立点,能量门限的确定与探头类型、发射信号长度、及人体部位有关,系统需要根据不同的参数设置选取不同的门限,不仅工作量大,而且占用空间多,此外速度方向的存储会占用较多的存储资源。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷,提供一种降低异常点的超声彩色多普勒图像后处理方法。
为实现以上的技术目的,本发明将采取以下的技术方案:一种超声彩色多普勒图像后处理方法,按照如下步骤进行:1)在超声彩色多普勒成像系统中设置血流参数估计模块;2)所述血流信号处理模块对应接收血流方差和血流速度信号;3)在超声彩色多普勒成像系统中设置参数预处理模块;4)所述参数预处理模块用于比对信号是否为血流信号;5)设置空间处理模块用于对图像进行处理;其中,步骤1)中,血流参数估计模块可以放在DSC处理前或处理后,接收来自血流参数估计模块或DSC后的血流方差和血流速度信号;步骤3)中,参数预处理模块采用步骤2)获得的数据计算能量比,将计算得到的能量比与设定的能量比阈值比较,若大于该阈值则认为是血流信号,保留对应的能量比、速度和方差值;反之则认为是组织,将对应的值置为0;所述步骤5)中的空间平均处理模块第一种处理方法为:将第l条扫描线上第n像素点纵向与前后相邻点做三点平均,vn,l=(vn-1,l+vn,l+vn+1,l)/3,n为正整数。
本发明进一步限定的技术方案为:
进一步的,能量比计算的第一种算法为:Aafter/Abefore,其中Aafter为壁滤波后的血流信号能量,Abefore为壁滤波前的血流信号能量;能量比第二种计算方法为:lg(Aafter/Abefore),lg表示以10为底的对数,还可用ln(Aafter/Abefore),ln表示自然对数,能量比预处理,将对应的能量比与能量比门限进行比较,若低于该门限,将该能量比置为0,对应的速度、方差值也置为0,零值作为是否参与后面空间平均处理的标志。
进一步的,步骤5)中的空间平均处理模块第二种处理方法为:对包括第n像素点的第l条扫描线横向与左右相邻扫描线做三点平均,vn,l=(vn,l-1+vn,l+vn,l+1)/3,n为正整数;步骤5)中的空间平均处理模块第三种处理方法为:空间平均处理模块,还可以是第l条扫描线的第n个像素点与相邻八个像素点做九点平均,
vn,l=(vn,l-1+vn,l+vn,l+1+vn-1,l-1+vn-1,l+vn-1,l+1+vn+1,l-1+vn+1,l+vn+1,l+1)/9,n为正整数。
进一步的,步骤5)中的平均处理中,仅对像素点的速度或方差值不为0的点进行平均。
进一步的,上述方案步骤5)之后进行时间均值处理。
进一步的,超声彩色多普勒成像模式处理具体为:接收到的回波信号首先进行正交解调,根据信号模式分别进入黑白信号处理模块和彩色信号处理模块;所述彩色信号处理模块包括壁滤波器、血流参数估计器输出能量、方差、血流等信号,所述黑白信号处理模块包括包络检测、包络信号后处理模块生成图像灰阶信号,最后将二者的输出信号一起送入伪彩色编码和融合显示模块;伪彩色编码和融合显示模块包括对所选的血流参数进行相应的RGB编码和DSC图像融合,两个模式DSC的处理过程分开进行。
进一步的,彩色图像处理模块,壁滤波前后分别计算出信号的能量,送入能量比计算模块,再用能量比及其门限对血流参数估计后的速度和方差进行预处理,然后将处理的各参数送入后处理模块。
进一步的,空间平均处理采用相邻奇数个点平均,对于边界点用原值代替,或者将现有的点进行平均,所述的空间平均处理仅对当前速度像素点的相邻点中速度非零点做平均处理,可以减少参与空间平均的速度或方差的异常点,简单有效地消除了彩色图像中血管内的空洞和组织中的孤立点。空间平均处理之后,还可以进行时间平均处理。
本发明由于采取以上技术方案,具有如下优点:a.采用能量比值作为判断条件,可以最大程度地消除异常点,同时能量比值阈值不受增益、能量等参数调节的影响,只与壁滤波器的设置有关。b.参数预处理可以为空间平均提供更可信的速度和方差值。
附图说明
图1是本发明整体实施方案的作业流程图。
图2为彩色图像模块的作业流程图。
具体实施方式
附图非限制性地公开了本发明所涉及优选实施例的流程示意图;以下将结合附图详细地说明本发明的技术方案。
基本的超声彩色多普勒成像模式处理,见图1,接收到的回波信号1,首先进行正交解调2(也可采用hilbert解调),根据信号模式分别进入黑白信号处理模块3和彩色信号处理模块4。所述彩色信号处理模块包括壁滤波器、血流参数估计器输出能量、方差、血流等信号,所述黑白信号处理模块包括包络检测、包络信号后处理模块生成图像灰阶信号,最后将二者的输出信号一起送入伪彩色编码和融合显示模块5。伪彩色编码和融合显示模块包括对所选的血流参数进行相应的RGB编码和DSC图像融合,两个模式DSC的处理过程分开进行,也可在融合时同时进行。
本发明的彩色图像处理模块如图2,图中壁滤波前后分别计算出信号的能量,送入能量比计算模块,再用能量比及其门限对血流参数估计后的速度和方差进行预处理,然后将处理的各参数送入后处理模块。
能量比计算模块可以采用如下算法:Aafter/Abefore,其中Aafter为壁滤波后的血流信号能量,Abefore为壁滤波前的血流信号能量;能量比计算模块还可以采用如下算法:lg(Aafter/Abefore),lg表示以10为底的对数,还可用ln(Aafter/Abefore),ln表示自然对数;能量比预处理,将对应的能量比与能量比门限进行比较,若低于该门限,将该能量比置为0,对应的速度、方差值也置为0,零值作为是否参与后面空间平均处理的标志。
空间平均处理模块,可以将第l条扫描线上第n像素点纵向与前后相邻点做三点平均,vn,l=(vn-1,l+vn,l+vn+1,l)/3。空间平均处理模块,还包括第n像素点的第l条扫描线横向与左右相邻扫描线做三点平均,vn,l=(vn,l-1+vn,l+vn,l+1)/3。空间平均处理模块,还可以是第l条扫描线的第n个像素点与相邻八个像素点做九点平均,vn,l=(vn,l-1+vn,l+vn,l+1+vn-1,l-1+vn-1,l+vn-1,l+1+vn+1,l-1+vn+1,l+vn+1,l+1)/9。
空间平均处理采用相邻三点平均,还可以采用5点,或更多点,但均为奇数。对于边界点可以用原值代替,或者将现有的点进行平均即可。空间平均处理仅对当前速度像素点的相邻点中速度非零点做平均处理,可以减少参与空间平均的速度或方差的异常点,简单有效地消除了彩色图像中血管内的空洞和组织中的孤立点。空间平均处理之后,还可以进行时间平均处理,效果更佳。

Claims (8)

1.一种超声彩色多普勒图像后处理方法,其特征在于,按照如下步骤进行:
1)在超声彩色多普勒成像系统中设置血流参数估计模块;
2)所述血流信号处理模块对应接收血流方差和血流速度信号;
3)在超声彩色多普勒成像系统中设置参数预处理模块;
4)所述参数预处理模块用于比对信号是否为血流信号;
5)设置空间处理模块用于对图像进行处理;
其中,步骤1)中,血流参数估计模块可以放在DSC处理前或处理后,接收来自血流参数估计模块或DSC后的血流方差和血流速度信号;步骤3)中,参数预处理模块采用步骤2)获得的数据计算能量比,将计算得到的能量比与设定的能量比阈值比较,若大于该阈值则认为是血流信号,保留对应的能量比、速度和方差值;反之则认为是组织,将对应的值置为0;所述步骤5)中的空间平均处理模块第一种处理方法为:将第l条扫描线上第n像素点纵向与前后相邻点做三点平均,vn,l=(vn-1,l+vn,l+vn+1,l)/3,,n为正整数。
2.根据权利要求1所述的超声彩色多普勒图像后处理方法,其特征在于,所述能量比计算的第一种算法为:Aafter/Abefore,其中Aafter为壁滤波后的血流信号能量,Abefore为壁滤波前的血流信号能量;所述的能量比第二种计算方法为:lg(Aafter/Abefore),lg表示以10为底的对数,还可用ln(Aafter/Abefore),ln表示自然对数,能量比预处理,将对应的能量比与能量比门限进行比较,若低于该门限,将该能量比置为0,对应的速度、方差值也置为0,零值作为是否参与后面空间平均处理的标志。
3.根据权利要求2所述的超声彩色多普勒图像后处理方法,其特征在于,所述步骤5)中的空间平均处理模块第二种处理方法为:对包括第n像素点的第l条扫描线横向与左右相邻扫描线做三点平均,vn,l=(vn-1,l+vn,l+vn+1,l)/3,n为正整数;
所述步骤5)中的空间平均处理模块第三种处理方法为:所述的空间平均处理模块,还可以是第l条扫描线的第n个像素点与相邻八个像素点做九点平均,
vn,l=(vn,l-1+vn,l+vn,l+1+vn-1,l-1+vn-1,l+vn-1,l+1+vn+1,l-1+vn+1,l+vn+1,l+1)/9,n为正整数。
4.根据权利要求2或3所述的超声彩色多普勒图像后处理方法,其特征在于,所述步骤5)中的平均处理中,仅对像素点的速度或方差值不为0的点进行平均。
5.根据权利要求1所述的超声彩色多普勒图像后处理方法,其特征在于,上述方案步骤5)之后进行时间均值处理。
6.根据权利要求1所述的超声彩色多普勒图像后处理方法,其特征在于,超声彩色多普勒成像模式处理具体为:接收到的回波信号首先进行正交解调,根据信号模式分别进入黑白信号处理模块和彩色信号处理模块;所述彩色信号处理模块包括壁滤波器、血流参数估计器输出能量、方差、血流等信号,所述黑白信号处理模块包括包络检测、包络信号后处理模块生成图像灰阶信号,最后将二者的输出信号一起送入伪彩色编码和融合显示模块;伪彩色编码和融合显示模块包括对所选的血流参数进行相应的RGB编码和DSC图像融合,两个模式DSC的处理过程分开进行。
7.根据权利要求6所述的超声彩色多普勒图像后处理方法,其特征在于,彩色图像处理模块,壁滤波前后分别计算出信号的能量,送入能量比计算模块,再用能量比及其门限对血流参数估计后的速度和方差进行预处理,然后将处理的各参数送入后处理模块。
8.根据权利要求1所述的超声彩色多普勒图像后处理方法,其特征在于,所述的空间平均处理采用相邻奇数个点平均,对于边界点用原值代替,或者将现有的点进行平均,所述的空间平均处理仅对当前速度像素点的相邻点中速度非零点做平均处理,所述的空间平均处理之后,进行时间平均处理。
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