CN108961148B - 超声图像的数据处理方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声图像数据处理方法及其系统，所述方法包括以下步骤：初始化内存，配置预设缓存区；获取超声扫查的前端数据串{x0,x1,...xn}，并将所述前端数据串{x0,x1,...xn}存入所述预设缓存区内；设置采样指针，依次对所述前端数据串{x0,x1,...xn}内的前端数据进行降采样算法获得指针数据串{xa0,xa1,...xam}，其中，0≤a0＜a1＜...＜am≤n；依次对所述指针数据串{xa0,xa1,...xam}内的指针数据采用流式多级后处理算法进行计算并得到对应的输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}；将所述输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}存储至输出队列。本发明提出的超声图像数据处理方法及其系统，提升了图像处理的运算速度和计算结构的准确性，保证了超声成像实时显示的流畅性的同时也保留了前端数据串的完整性，并且也减少内存的分配和维护压力。
Description
技术领域
本发明属于图像处理领域，尤其是涉及一种超声图像的数据处理方法。
背景技术
在现有的超声设备中，前端硬件比如探头的扫查数据一般需要经过后端的图像处理模块进行转化和优化处理，才能得到清晰优质的超声图像，同时，后端处理模块在进行数据处理时，还要尽可能的完成实时成像的功能。由于后处理算法的复杂性和多样性，上述后处理工作一般在超声设备后端的计算机系统软件内实现，前端硬件扫查的数据在计算机系统内存中处理完毕后再提交显示设备进行显示。
由于超声图像处理算法设计的数据吞吐量大、时效性要求高，并且需要维护图像与前端硬件扫查参数、用户输入参数等数据之间的有效性和一致性，进一步提升了算法实现的复杂性。进而导致了大量的数据分配和回收操作，给系统带来了巨大的压力，同时也造成了系统的不稳定性，影响系统有效运行。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种超声图像数据处理方法，所述方法包括以下步骤：
初始化内存，配置预设缓存区；
获取超声扫查的前端数据串{x0,x1,...xn}，并将所述前端数据串{x0,x1,...xn}存入所述预设缓存区内；
设置采样指针，依次对所述前端数据串{x0,x1,...xn}内的前端数据进行降采样算法获得指针数据串{xa0,xa1,...xam}，其中，0≤a0＜a1＜...＜am≤n；
依次对所述指针数据串{xa0,xa1,...xam}内的指针数据采用流式多级后处理算法进行计算并得到对应的输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}；
将所述输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}存储至输出队列。
作为本发明的进一步改进，所述步骤“初始化内存，并配置预设缓存区”具体包括：
根据超声扫查的扫查参数和系统实际内存来配置所述预设缓存区，并在所述预设缓存区内分配至少一个用于储存数据的环形队列。
作为本发明的进一步改进，所述步骤“设置采样指针，依次对所述前端数据串{x0,x1,...xn}内的前端数据进行降采样算法获得指针数据串{xa0,xa1,...xam}，其中，0≤a0＜a1＜...＜am≤n”还包括：
保留所述前端数据串{x0,x1,...xn}中未被采样的前端数据。
作为本发明的进一步改进，所述步骤“将所述输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}存储至输出队列”具体包括：
所述输出队列设置为内存大小可动态调节的单向队列。
作为本发明的进一步改进，所述方法还包括步骤：
将所述输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}显示为超声图像。
作为本发明的进一步改进，所述方法还包括步骤：
选择性地选取所述输出队列中的至少部分输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}并按图像储存格式编码进行储存。
本发明还提出了一种超声图像数据处理系统，所述数据处理系统包括：
初始化模块，用于初始化内存，配置预设缓存区；
数据缓存模块，用于获取超声扫查的前端数据串{x0,x1,...xn}，并将所述前端数据串{x0,x1,...xn}存入所述预设缓存区内；
指针采样模块，用于依次对所述前端数据串{x0,x1,...xn}内的前端数据进行降采样算法获得指针数据串{xa0,xa1,...xam}，其中，0≤a0＜a1＜...＜am≤n；
数据处理模块，用于依次对所述指针数据串{xa0,xa1,...xam}内的指针数据采用流式多级后处理算法进行计算并得到对应的输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}；
数据输出模块，用于将所述输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}存储至输出队列。
作为本发明的进一步改进，所述初始化模块具体用于：
根据超声扫查的扫查参数和系统实际内存来配置所述预设缓存区，并在所述预设缓存区内分配至少一个用于储存数据的环形队列。
作为本发明的进一步改进，所述数据处理系统还包括：
显示模块，用于将所述输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}显示为超声图像。
作为本发明的进一步改进，所述数据处理系统还包括：
数据存储模块，用于选取所述输出队列中的至少部分输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}并按图像储存格式编码进行储存。
本发明的技术效果：本发明提出的超声图像数据处理系统，预先配置预设缓存区，减少了对内存的重复分配和回收，通过采样算法获得指针数据串并进行流式多级后处理算法计算，提升了图像处理的运算速度和计算结构的准确性，保证了超声成像实时显示的流畅性的同时也保留了前端数据串的完整性，并且也减少内存的分配和维护压力。
附图说明
图1是本发明超声图像数据处理方法一实施例中的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
以下详细描述本发明技术方案的具体实施例：
参图1所示，本发明提供了一种超声图像数据处理方法，具体的，数据处理方法方法包括以下步骤：
S1、初始化内存，配置预设缓存区；具体的，为了能够更加高效的接收和存储，本发明一实施例中具体配置预设缓存区的方法为：根据超声扫查的扫查参数和系统实际内存来配置预设缓存区，并在预设缓存区内分配至少一个用于储存数据的环形队列；
由于环形队列只需要维护队首和队尾两个内存指针，不需要对内存做重复分配和回收，当队列满时，旧数据被覆盖，大大减少了内存计算带来的压力，提升存储效率，进而也加快了数据运算和处理的速度，进而为超声图像显示流畅提供了基础保障。
S2、获取超声扫查的前端数据串{x0,x1,...xn}，并将前端数据串{x0,x1,...xn}存入预设缓存区内的环形队列中。
S3、设置采样指针，依次对前端数据串{x0,x1,...xn}内的前端数据进行降采样算法获得指针数据串{xa0,xa1,...xam}，其中，0≤a0＜a1＜...＜am≤n；
具体的，由于在实际数据处理中，软件的运算处理速度与硬件数据采集速度可能不匹配，容易产生数据误差，进而导致超声图像在显示过程中出现延迟甚至卡顿的现象；在本实施例中，在后处理的速度低于硬件采集速度的情况下，使用降采样的方式仅处理当前最新的数据，选择性地跳过部分数据，仅对采集的指针数据串{xa0,xa1,...xam}进行处理，在保证图像显示完整的前提下避免了显示图像产生延迟。
同时，在采集指针数据串时，保留前端数据串{x0,x1,...xn}中未被采样的前端数据，使得在系统冻结或数据回放时，若用户选择逐帧浏览，后处理算法可以处理所有前端数据串{x0,x1,...xn}中的数据，并且可以获得比扫查时的实时显示的图像更为优质和清晰的图像。
S4、依次对指针数据串{xa0,xa1,...xam}内的指针数据采用流式多级后处理算法进行计算并得到对应的输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}；
S5、将输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}存储至输出队列。
需要说明的是，本实施例中采用流式多级后处理算法，具体体现为：第一级算法为从指针数据串{xa0,xa1,...xam}中逐一复制指针数据并处理后交付给下一级算法，其后的每一级算法直接修改上一级算法的输入数据并产生输出数据，从而避免了内存区重复分配和数据重复复制，在最后一级的算法将其输出数据值传输至输出队列，避免在计算中出现耦合的情况，使计算结构更为专一和稳定。
进一步的，本实施例中的输出队列设置为内存大小动态调节的单向队列；单向队列可按照前端硬件扫查数据的具体据吞吐量、快速存储时间需求及当前可用内存等条件动态计算并设置队列长度；同时，输出队列仅保留上述计算时间段内后处理算法的输出图像，当队列满时，图像从队列移除并回收其使用的内存，仅当重启扫查或输入参数改变导致输出图像无效时清空此队列。
S6、将输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}显示为超声图像。
S7、用户可以根据需要，选择性地选取输出队列中的至少部分输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}并按图像储存格式编码进行储存。
具体的，由于输出队列缓存了一段时间内的输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}，当系统需要将当前输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}全部数据或者其中一段数据存储为多媒体图像文件或DICOM文件时，用户只需按时间段截取输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}内的数据并按图像存储格式进行编码即可，直接对数据的处理代替了直接对图像的处理，避免了重复冗余的编码转换处理，有效加快转化速度。
同时，本发明还提出了一种超声图像数据处理系统，数据处理系统包括：
初始化模块，用于初始化内存，根据超声扫查的扫查参数和系统实际内存来配置预设缓存区，并在预设缓存区内分配至少一个用于储存数据的环形队列配置预设缓存区。
数据缓存模块，用于获取超声扫查的前端数据串{x0,x1,...xn}，并将前端数据串{x0,x1,...xn}存入所述预设缓存区内。
指针采样模块，用于依次对前端数据串{x0,x1,...xn}内的前端数据进行降采样算法获得指针数据串{xa0,xa1,...xam}，其中，0≤a0＜a1＜...＜am≤n；同时，在采集指针数据串时，保留前端数据串{x0,x1,...xn}中未被采样的前端数据。
数据处理模块，用于依次对所述指针数据串{xa0,xa1,...xam}内的指针数据采用流式多级后处理算法进行计算并得到对应的输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}
数据输出模块，用于将所述输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}存储至输出队列。
显示模块，用于将所述输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}显示为超声图像。
数据存储模块，用于选取所述输出队列中的至少部分输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}并按图像储存格式编码进行储存。
本发明提出的超声图像数据处理系统，预先配置预设缓存区，减少了对内存的重复分配和回收，通过采样算法获得指针数据串并进行流式多级后处理算法计算，提升了图像处理的运算速度和计算结构的准确性，保证了超声成像实时显示的流畅性的同时也保留了前端数据串的完整性，并且也减少内存的分配和维护压力。
应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施例。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种超声图像数据处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
初始化内存，配置预设缓存区；
获取超声扫查的前端数据串{x0,x1,...xn}，并将所述前端数据串{x0,x1,...xn}存入所述预设缓存区内；
设置采样指针，依次对所述前端数据串{x0,x1,...xn}内的前端数据进行降采样算法获得指针数据串{xa0,xa1,...xam}，其中，0≤a0＜a1＜...＜am≤n；
依次对所述指针数据串{xa0,xa1,...xam}内的指针数据采用流式多级后处理算法进行计算并得到对应的输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}；
将所述输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}存储至输出队列。
2.根据权利要求1所述的超声图像数据处理方法，其特征在于，所述步骤“初始化内存，并配置预设缓存区”具体包括：
根据超声扫查的扫查参数和系统实际内存来配置所述预设缓存区，并在所述预设缓存区内分配至少一个用于储存数据的环形队列。
3.根据权利要求1所述的超声图像数据处理方法，其特征在于，所述步骤“设置采样指针，依次对所述前端数据串{x0,x1,...xn}内的前端数据进行降采样算法获得指针数据串{xa0,xa1,...xam}，其中，0≤a0＜a1＜...＜am≤n”还包括：
保留所述前端数据串{x0,x1,...xn}中未被采样的前端数据。
4.根据权利要求1所述的超声图像数据处理方法，其特征在于，所述步骤“将所述输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}存储至输出队列”具体包括：
所述输出队列设置为内存大小可动态调节的单向队列。
5.根据权利要求1所述的超声图像数据处理方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：
将所述输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}显示为超声图像。
6.根据权利要求1所述的超声图像数据处理方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：
选择性地选取所述输出队列中的至少部分输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}并按图像储存格式编码进行储存。
7.一种超声图像数据处理系统，其特征在于，所述数据处理系统包括：
初始化模块，用于初始化内存，配置预设缓存区；
数据缓存模块，用于获取超声扫查的前端数据串{x0,x1,...xn}，并将所述前端数据串{x0,x1,...xn}存入所述预设缓存区内；
指针采样模块，用于依次对所述前端数据串{x0,x1,...xn}内的前端数据进行降采样算法获得指针数据串{xa0,xa1,...xam}，其中，0≤a0＜a1＜...＜am≤n；
数据处理模块，用于依次对所述指针数据串{xa0,xa1,...xam}内的指针数据采用流式多级后处理算法进行计算并得到对应的输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}；
数据输出模块，用于将所述输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}存储至输出队列。
8.根据权利要求7所述的超声图像数据处理系统，其特征在于，所述初始化模块具体用于：
根据超声扫查的扫查参数和系统实际内存来配置所述预设缓存区，并在所述预设缓存区内分配至少一个用于储存数据的环形队列。
9.根据权利要求7所述的超声图像数据处理系统，其特征在于，所述数据处理系统还包括：
显示模块，用于将所述输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}显示为超声图像。
10.根据权利要求7所述的超声图像数据处理系统，其特征在于，所述数据处理系统还包括：
数据存储模块，用于选取所述输出队列中的至少部分输出数据串{y0,ya0,ya1,...yam}并按图像储存格式编码进行储存。
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