CN109754869B - 着色的超声图像对应的着色描述符的呈现方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种对呈现为具有相应着色的二维超声图像的描述符应用着色的方法和系统。该方法可以包括：通过处理器，将合成图的高度值映射到描述符的像素；通过该处理器，确定描述符的每个像素的高度值梯度；通过该处理器，基于着色参数和描述符的每个像素的高度值梯度，对描述符应用着色，以创建着色的描述符；以及，通过该处理器，在显示系统中以二维超声图像呈现该着色描述符，其中，二维超声图像具有与应用于着色描述符的着色相对应的着色。

Description

着色的超声图像对应的着色描述符的呈现方法和系统

技术领域

某些实施例涉及超声成像。更具体地说，某些实施例涉及用于呈现着色描述符(例如：颜色显示图描述符和图标描述符)的方法和系统，其中所述着色描述符与显示的具有着色的二维(2D)超声图像相对应。

背景技术

超声成像系统可用于获取患者的解剖图像。超声成像系统可以获取用于生成二维图像的数据集，供医疗专业人员查看并用于诊断患者。然而，该数据集可能包括二维标量数据(例如，强度值、功率分量值等)，产生可能更加难以解读的二维平面图像，从而增加了使用二维平面图像诊断患者的难度。例如，可能难以通过二维图像识别更复杂的人体结构。作为示例，不同人体结构的二维彩色多普勒图像可能特别难以用于诊断。

超声成像的最新发展已经为二维超声图像提供了着色处理来呈现三维(3D)效果，从而增强了二维图像的可视化。然而，用户在显示系统中查看该二维超声图像时，可能难以确定应用的着色色阶和/或是否启用着色特征。

通过将常规和传统的系统与本申请其余部分中参考附图所阐述的本公开的一些方面进行比较，这些方法的进一步局限性和缺点对于本领域技术人员将变得显而易见。

发明内容

提供一种对呈现为具有相应着色的二维超声图像的描述符应用着色的系统和/或方法，基本如结合至少一个附图所示和/或如权利要求中的更完整阐述。

通过以下描述和附图，将可以更全面地理解本公开的这些和其他优点、方面和新型特征，以及所示实施例的细节。

附图说明

图1是根据各实施例的示例性超声系统的框图，该超声系统是可操作的，以提供用于呈现着色二维超声图像的着色描述符。

图2示出了根据各实施例的通过颜色显示图描述符和合成高度图生成的示例性着色显示图描述符。

图3示出了根据各实施例的与不同着色色阶对应的示例性颜色图标描述符。

图4示出了根据各实施例的示例性屏幕截图，其具有呈现为着色二维超声图像的着色描述符。

图5是根据各实施例的说明示例性步骤的流程图，可用于对呈现为具有相应着色的二维超声图像的描述符应用着色。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在具有相应着色的二维超声图像的描述符应用着色的呈现方法和系统中，存在某些实施例。例如，各个方面具有为视觉反馈提供着色显示图描述符和/或图标描述符的技术效果，其中描述符表明对二维超声图像提供的着色色阶和/或是否启用着色特征。

结合附图阅读时，将更好地理解前述发明内容以及以下某些实施例的详细描述。附图示出各实施例的功能块的图表，功能块不一定表示硬件电路之间的分割。因此，例如，一个或多个功能块(例如，处理器或存储器)可在单个硬件(例如，通用信号处理器或随机存取存储器、硬盘等)或多个硬件中执行。类似地，程序可以是独立程序，可以作为子程序合并到操作系统中，可以是已安装的软件包中的功能，等等。应当理解，各实施例不限于附图中示出的布置和工具。还应当理解，在不脱离本公开各个实施例的范围的情况下，可对实施例进行组合，或者可以利用其他实施例并且可以做出结构、逻辑和电气上的改变。因此，下文的详细描述不应被认为具有限制意义。本公开的范围由随附的权利要求书及其等同物来限定。

如本文所使用的，以单数形式引述并且冠以词语“一”或“一个”的元件或步骤应当理解为不排除复数个所述元件或步骤，除非明确指出此类排除。此外，对“实施例”、“一个实施例”、“代表性实施例”、“示例实施例”、“各实施例”、“某些实施例”等的引用并非旨在解释为排除同样并入引用特征的附加实施例的存在。而且，除非明确说明与此相反，否则“包括”、“包含”或“具有”含特定属性的一个或多个元件的实施例可以包括不具有该属性的附加元件。

如本文中使用的，术语“图像”广泛地指可视图像和表示可视图像的数据。然而，许多实施例生成(或配置为生成)至少一个可视图像。另外，如本文中使用的，用语“图像”指超声模式，例如：B模式、CF模式和/或CF的子模式，如TVI、Angio、B-flow、BMI、BMI_Angio，以及在某些情况下指MM、CM、PW、TVD、CW，其中“图像”和/或“平面”包括单光束或多光束。

此外，如本文中使用的，术语“处理器”或“处理单元”指的是可以执行本公开所需的计算的任何类型的处理单元，例如单核或多核：CPU、图形板、DSP、FPGA、ASIC或它们的组合。

应当注意的是，本文描述的生成或形成图像的各实施例可以包括用于形成图像的处理，在一些实施例中包括波束形成，而在其他实施例中不包括波束形成。例如，图像可以在没有波束形成的情况下形成，例如：令解调数据矩阵乘以系数矩阵，得到的乘积为图像，并且其中该过程不形成任何“波束”。此外，可以使用来自多个发送事件的通道组合(例如：合成孔径技术)来形成图像。

在各实施例中，在软件、固件、硬件或其组合中执行超声处理以形成图像，例如，包括超声波束形成，如接收波束形成。图1示出了根据各实施例形成的具有软件波束形成器结构的超声系统的实现方式。

图1是根据各实施例的示例性超声系统100的框图。该超声系统是可用于呈现着色二维超声图像700的着色描述符400、500。参考图1，所示为超声系统100。超声系统100包括发射器102、超声探头104、发射波束形成器110、接收器118、接收波束形成器120、射频处理器124、RF/IQ缓冲器126、用户输入模块130、信号处理器132、图像缓冲器136、档案库138和显示系统134。

发射器102可包含适当的逻辑、电路、接口和/或代码，可操作用于驱动超声探头104。超声探头104可包括一个二维(2D)压电元件阵列。超声探头104可包括一组发射换能器元件106和一组接收换能器元件108，它们通常构成相同的元件。

发射波束形成器110可包含可用于控制发射器102的适当逻辑、电路、接口和/或代码。发射器102通过发射子孔径波束形成器114来驱动发射换能器元件106，从而向感兴趣区域(如：人类、动物、地下洞室、物理结构等)发出超声发射信号。发射的超声信号可以从感兴趣的目标结构(如血细胞或组织)反向散射，以产生回声。由接收换能器元件108接收该回声。

超声探头104中的接收换能器元件108可用于将接收到的回声转换为模拟信号，通过接收子孔径波束形成器116进行子孔径波束形成，然后传送到接收器118。接收器118可包含适当的逻辑、电路、接口和/或代码，可用于操作性地接收和解调来自接收子孔径波束形成器116的信号。解调模拟信号可以传送到多个模数(A/D)转换器122中的一个或多个。

多个A/D转换器122可包含适当的逻辑、电路、接口和/或代码，可用于将来自接收器118的解调模拟信号转换成相应的数字信号。该多个A/D转换器122布置在接收器118和接收波束形成器120之间。然而，本公开并不限于此。因此，在某些实施例中，多个A/D转换器122可以集成在接收器118范围内。

接收波束形成器120可包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，可用于执行数字波束形成处理，例如，对从多个A/D转换器122接收的延迟通道信号求和，并输出波束和信号。产生的处理信息可以转换回相应的射频信号。从接收波束形成器120输出的相应输出射频信号可传送至射频处理器124。根据某些实施例，接收器118、多个A/D转换器122和波束形成器120可以集成到数字式的单个波束形成器中。

射频处理器124可包含适当的逻辑、电路、接口和/或代码，可用于解调射频信号。根据某个实施例，射频处理器124可包括一个复合解调器(未示出)，该解调器可用于解调射频信号，以形成代表相应回声信号的I/Q数据对。然后，可以将RF或I/Q信号数据传送到RF/IQ缓冲器126。RF/IQ缓冲器126可包含适当的逻辑、电路、接口和/或代码，可用于临时存储由射频处理器124生成的RF或I/Q信号数据。

用户输入模块130可用于输入患者数据、手术器械数据、扫描参数、设置值、配置参数，更改扫描模式，选择色图，选择着色色阶等。例如，用户输入模块130可接收用于彩色多普勒成像的色图和/或应用于彩色多普勒成像数据的着色色阶的选择。在示例性实施例中，用户输入模块130可配置、管理和/或控制超声系统100中的一个或多个组件和/或模块的操作。在这方面，用户输入模块130可配置、管理和/或控制发射器102、超声探头104、发射波束形成器110、接收器118、接收波束形成器120、射频处理器124、RF/IQ缓冲器126、用户输入模块130、信号处理器132、图像缓冲器136、档案库138和/或显示系统134的操作。

信号处理器132可包含适当的逻辑、电路、接口和/或代码，可用于处理超声扫描数据(即：RF信号数据或IQ数据对)，以生成在显示系统134上呈现的跨平面二维超声图像。在各实施例中，可以通过超声探头104同时或连续获取跨平面图像数据，然后由信号处理器132处理。信号处理器132可根据多个可选择的超声模态可对获取的超声扫描数据执行一个或多个处理操作。在示例性实施例中，信号处理器132可执行复合、运动追踪和/或斑点追踪。当接收到回声信号时，可在扫描会话期间实时处理获取的超声扫描数据。作为补充或替代，超声扫描数据可在扫描会话期间临时存储在RF/IQ缓冲器126中，并在实时操作或离线操作中以低于实时的方式来处理。

超声系统100可适合于所述成像情况的帧速率连续获取超声扫描数据。典型的帧速率范围为20-70，也可能是更低或更高的数值。获取的超声扫描数据可以以与帧速率相同的或者减慢或加快的显示速率在显示系统134上显示。包括一个图像缓冲器136，用于存储不计划立即显示的已获取的超声扫描数据的处理帧。优选地，图像缓冲器136具有足够的容量，以存储至少几秒钟的超声扫描数据帧。存储超声扫描数据帧的方式应当便于根据其获取顺序或时间进行检索。图像缓冲器136可以是任何已知的数据存储介质。

信号处理器132可包括描述符着色模块140，其包含适当的逻辑、电路、接口和/或代码，可用于应用描述符400、500对410、520-540着色，以便在显示系统134中呈现具有相应着色710的二维超声图像700。描述符着色模块140可以根据选择的或默认的色图、选择的或默认的着色色阶以及合成的高度图300对描述符400、500应用着色。例如，描述符着色模块140可以从档案库138或任何合适的数据存储介质中检索颜色显示图描述符200和/或图标描述符，以响应经由用户输入模块130选择的色图或默认色图。

描述符着色模块140可以配置为将高度图300和着色模型应用于检索到的颜色显示图描述符200和/或图标描述符。着色模型可以是漫反射镜面着色模型、冯氏反射模型、布林-冯氏着色模型、镜面高光着色模型或任何合适的着色模型。在各实施例中，可以至少部分基于默认着色色阶或通过用户输入模块130选择的着色色阶来配置着色模型。例如，着色色阶可以包括多个无着色、低着色、中着色、高着色或任何合适的着色色阶。在示例性实施例中，每个着色色阶都可以具有一组相关的着色参数，以提供所需的着色色阶。着色参数可以包括镜面强度、漫反射强度和/或任何合适的着色参数。

在代表性实施例中，可以由信号处理器132应用选择的或默认的色图和/或着色色阶，以提供具有相应着色710的二维超声图像700。也就是说，由信号处理器132对二维超声图像700提供的着色710，可以基于描述符着色模块140对描述符400、500应用着色410、520-540所使用的同一个选择的或默认的色图和/或着色色阶。因此，在显示系统134中呈现二维超声图像700的颜色显示图描述符400和/或图标描述符500可以提供关于二维超声图像700中的着色710的色阶和/或二维超声图像700是否包括着色710的视觉信息。

在某些实施例中，至少部分基于利用关系式(例如，模型)，将诸如B模式图像的强度值或用于多普勒图像的功率值的标量图像值转换为高度值，信号处理器132可以对二维超声图像700应用着色710。在示例性实施例中，检索到的颜色显示图描述符200和/或图标描述符可包括多个像素，其中每个像素具有与所选择的或默认的色图对应的颜色值。例如，像素可以在具有x轴(水平)和y轴(垂直)的网格上显示，其中每个像素包括一个沿x轴的x单位和一个沿y轴的y单位。因此，每个像素都有一个x值和y值，用于定义其在网格上的位置。所述网格用于定义检索到的颜色显示图描述符200和/或图标描述符。与二维超声图像700不同，颜色显示图描述符200和/或图标描述符的像素可以不包含用于转换为高度值的图像值。因此，本公开的情况包括合成高度图300，其包括与检索到的颜色显示图描述符200和/或图标描述符的每个像素对应的预定义高度值。描述符着色模块140可以配置为：将合成高度图300的每个预定义高度值(h(x,y)、h(x+1,y)等)映射至检索到的颜色显示图描述符200和/或图标描述符的相应像素。描述符着色模块140可包含适当的逻辑、电路、接口和/或代码，可用于计算梯度，包括每个像素下的每个高度值h(x,y)的曲面法线。

用于计算梯度(包括曲面法线)的示例方程式如下所示：

上式中，n(x,y)是在单位长度的像素位置(x,y)处的曲面法线向量，

是梯度，h(x,y)是合成高度图300在(x,y)位置的标量高度值，并且r是定义产生的梯度场的粗糙度的常数。(x,y)位置的高度值h(x,y)的法线通过计算该位置的梯度的范数来计算。梯度由x和y方向上的偏导数定义。x分量以x向的中心差来计算。y分量以y向的中心差来计算。z分量是常数r。通过这种方式，确定每个高度值h(x,y)的梯度基于检索到的颜色显示图描述符200和/或图标描述符(例如，h(x-1,y)、h(x+1,y)、h(x,y-1)和h(x,y+1))中相邻像素的高度值的差值。

在计算梯度的范数(长度＝1)时，粗糙度常数的影响因梯度长度的不同而不同。例如，如果位置(x,y)处于同质区域(例如，相邻像素的高度值之间存在很小或不存在偏差的图像区域)，则梯度的x、y分量较小并且r是主导因素，从而产生大致指向z方向n＝(0,0,1)的法向矢量。在另一个示例中，如果位置(x,y)处于变化很大的区域(例如，相邻像素的高度值之间存在较大偏差的图像区域)，则梯度的x和/或y分量较大并且r的影响较小，从而产生朝着更改方向稍微向上的法线。作为一个示例，计算检索到的颜色显示图描述符200和/或图标描述符的梯度包括计算由高度值组成的高度场的曲面法线。

在各实施例中，描述符着色模块140可配置为：在计算每个高度值h(x,y)的梯度之后，在检索到的颜色显示图描述符200和/或图标描述符的每个像素位置(x,y)，使用曲面法线矢量n(x,y)对检索到的颜色显示图描述符200和/或图标描述符应用着色(例如：表面着色)。在使用梯度进行表面着色应用后，得到的颜色显示图描述符400和/或图标描述符500包括在每个颜色像素的着色410、520-540。在各实施例中，对于与二维超声图像700的非着色背景灰度B模式图像数据对应的颜色显示图描述符200、400的灰度部分220、420，不应用着色。描述符着色模块140应用的着色模型可以是一个或多个着色模型，例如：漫反射镜面着色模型、冯氏反射模型、布林-冯氏着色模型、镜面高光着色模型等。该着色模型基于多个着色色阶中的默认的或选择的色阶进行修改。每个着色色阶具有一组相关的着色参数，例如：镜面强度、漫反射强度和/或任何合适的着色参数。

在某些实施例中，描述符着色模块140可以基于默认的或选择的色图和着色色阶，从预先确定的颜色显示图描述符400和/或图标描述符500中选择一个，而不是如上文所述的对颜色显示图描述符200和/或图标描述符进行动态着色。例如，一组预先确定的颜色显示图描述符400可以存储在档案库138或任何合适的数据存储介质中。作为示例，如果有8个可用的色图和4个可用的着色色阶，则可以存储一组32个预先确定的颜色显示图描述符400，以便由描述符着色模块140进行检索，从而响应默认的或选择的色图和着色色阶。在各实施例中，动态着色可能是优选的，以便能够更改合成高度图和着色模型及算法，而无须生成预定颜色显示图描述符400和/或图标描述符500的新组。

图2示出了根据各实施例的通过颜色显示图描述符200和合成高度图300生成的示例性着色410颜色显示图描述符400。参考图2，颜色显示图描述符200可能包含无着色的灰度部分220和有颜色部分210。如果不启用着色功能，则颜色显示图描述符200可能在显示系统134中呈现为未着色的二维超声图像700。如果启用着色功能，则描述符着色模块140可以生成颜色显示图描述符400，其具有应用于描述符400的有颜色部分的着色410。在各实施例中，对于与二维超声图像700的非着色背景灰度B模式图像数据对应的颜色显示图描述符400的灰度部分420，不应用着色。通过将合成高度图300的高度值映射到颜色显示图描述符200的有颜色部分210的相应像素，描述符着色模块140可以生成具有着色410的颜色显示图描述符400。描述符着色模块140可以计算有颜色部分210的每个像素的每个高度值的梯度，包括曲面法线。描述符着色模块140可以配置为：使用颜色显示图描述符200的每个像素位置的曲面法线对检索到的颜色显示图描述符200应用着色，生成在每个颜色像素具有着色410的颜色显示图描述符400。描述符着色模块140应用的着色模型可以至少部分基于默认的或选择的着色色阶，该着色色阶具有一个或多个着色参数，如镜面强度、漫反射强度和/或任何合适的着色参数。

图3示出了根据各实施例的与不同着色色阶510-540对应的示例性颜色图标描述符500。参考图3，颜色图标描述符500可包括多个着色色阶510-540中的一个。如果不启用着色功能，则无着色510的颜色图标描述符500可能在显示系统134中呈现为未着色的二维超声图像700。如果启用着色功能，则描述符着色模块140可以生成具有低着色520、中着色530、高着色540或任何合适着色的颜色图标描述符500，用于在显示系统134中呈现为相应着色的710二维超声图像700。通过将类似形状的合成高度图的高度值映射到颜色图标描述符500的相应像素，描述符着色模块140可以生成具有着色520-540的颜色图标描述符500。描述符着色模块140可以计算颜色图标描述符500的每个像素的每个高度值的梯度，包括曲面法线。描述符着色模块140可使用颜色图标描述符的每个像素位置的曲面法线对检索到的颜色图标描述符应用着色，生成在每个颜色像素具有着色520-540的颜色图标描述符500。描述符着色模块140应用的着色模型可以至少部分基于默认的或选择的着色色阶，该着色色阶具有一个或多个着色参数，如镜面强度、漫反射强度和/或任何合适的着色参数。尽管图3示出了球形颜色图标描述符500，但是任何合适形状的颜色图标描述符500都考虑在内。

图4示出了根据各实施例的示例性屏幕截图600，其具有以着色的710二维超声图像700呈现的着色描述符400、500。参考图4，可以在超声系统100的显示系统134中显示屏幕截图600。屏幕截图600可以包括二维超声图像700和一个或多个描述符400、500。描述符400、500可以包括颜色显示图描述符400、颜色图标描述符500或任何合适的描述符500。描述符400、500可以示出用于二维超声图像700的默认或选择的色图。描述符400、500可以包括与用于向二维超声图像700提供着色710的着色色阶相对应的着色410、540。如果不启用着色特征，则描述符400、500可以无着色示出。因此，描述符400、500提供关于着色功能是否启用，以及应用于二维超声图像700的着色710的选定或默认色阶的视觉反馈。例如，用户可以选择橙色和蓝色色图以及高色阶的着色应用于二维超声图像。可以根据用户指令对二维超声图像700进行着色710，并且呈现为具有相同的选定橙色和蓝色色图以及高色阶着色410、540的颜色显示图描述符400和颜色图标描述符500中的一个或多个，以提供关于实施所选色图和着色色阶的视觉反馈。

图5是根据各实施例的说明示例性步骤802～812的流程图，可用于对呈现为具有相应着色的二维超声图像的描述符应用着色。参考图5，示出了包含示例步骤802～812的流程图800。某些实施例可能省略一个或多个步骤，和/或采用与列出的顺序不同的顺序执行步骤，和/或结合下面讨论的某些步骤。例如，某些步骤在某些实施例中可能不执行。作为进一步的示例，某些步骤可能采用与下面列出的时间顺序不同的顺序执行，包括同时执行。

在步骤802中，超声系统100的信号处理器132可以检索存储的颜色显示图描述符200和/或图标描述符，这些图标描述符的像素根据所选择的或默认的色图分配颜色值。例如，用户可以经由用户输入模块130提供色图选择。信号处理器132的描述符着色模块140可以从档案库138或任何合适的数据存储介质中检索与所选择的色图相关的颜色显示图描述符200和/或图标描述符，或者，如果未选择色图，则检索与默认色图相关的。检索到的颜色显示图描述符200和/或图标描述符可包括颜色值与选择的或默认的色图对应的像素。

在步骤804中，信号处理器132可以检索与选择的着色色阶对应的着色参数。例如，用户可以提供着色色阶的选择，如：无着色、低着色、中着色、高着色或任何适当的着色色阶选择。每个着色色阶可以与一个或多个着色参数相关联。着色参数可以包括例如镜面强度、漫反射强度或任何合适的着色参数。描述符着色模块140可以从档案库138或任何合适的数据存储介质中检索与选择的或默认的着色色阶相关的着色参数。

在步骤806中，信号处理器132可以检索高度值与颜色显示图描述符200和/或图标描述符的像素相对应的合成高度图。例如，描述符着色模块140可以从档案库138或任何合适的数据存储介质中检索合成高度图300。合成高度图300的形状通常与颜色显示图描述符200和/或图标描述符的形状对应。合成高度图300的高度值的数量通常与颜色显示图描述符200和/或图标描述符的像素数对应。合成高度图300的高度值可以映射到颜色显示图描述符200和/或图标描述符的像素。

在步骤808中，信号处理器132可以为每个像素确定高度值的梯度。例如，描述符着色模块140可以计算映射到颜色显示图描述符200和/或图标描述符的每个像素的每个高度值的梯度，包括曲面法线。在一个实施例中，描述符着色模块140可以使用该像素和相邻像素的高度值来计算像素的梯度。具体地，可以根据存储在成像系统100的信号处理器132的存储器中的关系式或梯度方程来确定每个像素的梯度，其中考虑所选像素的高度值以及所选像素的最邻近(例如，左侧和右侧)像素的高度值。计算梯度包括计算像素的曲面法线。通过这种方式，可以确定颜色显示图描述符200和/或图标描述符的每个像素的梯度曲面法线。

在步骤810中，信号处理器132可以基于着色参数和已确定梯度的曲面法线对检索到的颜色显示图描述符200和/或图标描述符应用着色。例如，基于选择的或默认的着色色阶的着色参数修改着色模型，根据该着色模型上的梯度曲面法线，描述符着色模块140可以计算显示图描述符200和/或图标描述符的像素的着色值。基于处理器存储器、档案库138或作为梯度曲面法线的函数的任何合适的数据存储介质中存储的着色模型，描述符着色模块140可以对每个像素的着色值进行逻辑确定。然后，描述符着色模块140可以将确定的着色值应用于像素，以形成具有着色410、520-540的颜色显示图描述符和/或图标描述符。如上所述，用于对描述符400、500应用着色410、520-540的着色模型可以是一个或多个着色模型，例如：漫反射镜面着色模型、冯氏反射模型、布林-冯氏着色模型、镜面高光着色模型等。该着色模型基于镜面强度、漫反射强度和/或任何合适的着色参数进行修改。在备选实施例中，着色模型可以是更复杂的模拟带阴影的光传播的全局模型等。

在步骤812中，信号处理器132可以在显示系统134中以超声图像700呈现着色的410、520-540颜色显示图描述符400和/或图标描述符500，其中该超声图像700具有基于选择的或默认的色图和所选着色色阶的着色参数应用的着色710。在各实施例中，显示的描述符400、500提供关于使用的色图、是否启用着色特征、以及应用于二维超声图像700的着色710色阶的视觉反馈。

本公开提供了一种对描述符400、500应用着色410、520-540的方法800，其中描述符400、500呈现为具有相应着色710的二维超声图像700。根据各实施例，方法800可以包括：通过处理器132、140，将合成图300的高度值映射806到描述符400、500的像素。方法800可以包括：通过处理器132、140，确定808描述符400、500的每个像素的高度值的梯度。方法800可以包括：通过处理器132、140，基于着色参数和描述符200的每个像素的高度值梯度，对描述符400、500应用810着色410、520-540，以创建着色的描述符400、500。方法800可以包括：通过处理器132、140，在显示系统134中以二维超声图像700呈现812着色的描述符400、500，其中，二维超声图像700具有与应用于着色描述符400、500的着色410、520-540相对应的着色710。

在代表性实施例中，合成图300的形状与描述符200、400、500的形状相对应。在某些实施例中，描述符200、400、500具有与合成图300的若干高度值对应的若干像素。在一个示例性实施例中，描述符200、400、500是颜色显示图描述符200、400和颜色图标描述符500中的一个或两个。在各实施例中，方法800可以包括：基于从多个色图中选择的或默认的色图，从存储器138中检索802描述符200、400、500。描述符200、400、500的像素可以是与所选择的或默认的色图对应的颜色像素。在代表性实施例中，方法800可以包括：基于从多个着色色阶中选择的或默认的着色色阶，从存储器138中检索804着色参数。在某些实施例中，着色参数对应从多个着色色阶中选择的一个着色色阶。着色参数可以包括镜面强度和漫反射强度中的一个或两个。

在示例性实施例中，使用确定的梯度对描述符400、500应用着色410、520-550包括基于着色模型对描述符400、500应用着色410、520-550，该着色模型是已确定梯度的曲面法线的函数，着色模型包括漫反射镜面着色模型、冯氏反射模型、布林-冯氏着色模型和镜面高光着色模型中的一个或多个。着色模型可以基于着色参数进行修改。在各实施例中，确定高度值的梯度包括为每个高度值确定单独的梯度。每个高度值的单独的梯度可以基于描述符200、400、500的相邻像素的高度值之间的差值。在代表性实施例中，每个高度值的每个单独的梯度用于计算曲面法线。对描述符400、500应用着色410、520-540可以包括：使用着色参数和描述符400、500的每个像素的曲面法线，对描述符400、500应用着色410、520-540。

各实施例提供了一种对描述符400、500应用着色410、520-540的系统100，其中描述符400、500呈现为具有相应着色710的二维超声图像700。系统100包括处理器132、140，其配置为将合成图300的高度值映射到描述符200、400、500的像素。处理器132、140可配置为确定描述符200、400、500的每个像素的高度值梯度。处理器132、140可以配置为：基于着色参数和描述符200的每个像素的高度值梯度，对描述符200应用着色410、520-540，以创建着色的描述符400、500。系统100包括显示系统134，配置为以二维超声图像700呈现着色的410、520–540描述符400、500，其中，二维超声图像700具有与应用于着色描述符400、500的着色410、520-540相对应的着色710。

在某些实施例中，描述符200、400、500是颜色显示图描述符200、400和颜色图标描述符500中的一个或两个。在示例性实施例中，处理器132、140配置为：根据从多个色图中选择的或默认的色图，从存储器138中检索描述符200、400、500。描述符200、400、500的像素可以是与所选择的或默认的色图对应的颜色像素。处理器132、140可配置为根据从多个着色色阶中选择的或默认的着色色阶，从存储器138中检索着色参数。在各实施例中，着色参数对应从多个着色色阶中选择的一个着色色阶。着色参数可以包括镜面强度和漫反射强度中的一个或两个。

在代表性实施例中，处理器132、140配置为：基于着色模型对描述符200、400、500应用着色410、520-540，其中，着色模型是所确定的梯度的曲面法线的函数。着色模型可包括漫反射镜面着色模型、冯氏反射模型、布林-冯氏着色模型和镜面高光着色模型中的一个或多个。着色模型可以基于着色参数进行修改。在某些实施例中，处理器132、140配置为对每个高度值确定单独的梯度，以确定描述符200、400、500的每个像素的高度值的梯度。每个高度值的单独的梯度可以基于描述符200、400、500的相邻像素的高度值之间的差值。在代表性实施例中，处理器132、140使用每个高度值的每个单独的梯度来计算曲面法线。处理器132、140可以配置为：使用着色参数和描述符200、400、500的每个像素的曲面法线，对描述符200、400、500应用着色410、520-540。

某些实施例提供一种非瞬态计算机可读介质，其上存储具有至少一个代码段的计算机程序。该至少一个代码段可由机器执行，从而使机器执行步骤。步骤800包括：将合成图300的高度值映射806到描述符200、400、500的像素。步骤800包括：确定808描述符200、400、500的每个像素的高度值的梯度。步骤800包括：基于着色参数和描述符200的每个像素的高度值的梯度，对描述符200应用810着色410、520-540，以创建着色的描述符400、500。步骤800包括：在显示系统134中以二维超声图像700呈现812所述着色的描述符400、500，其中，二维超声图像700具有与应用于着色描述符400、500的着色410、520-540相对应的着色710。

在各实施例中，步骤800包括：基于从多个色图中选择的或默认的色图，从存储器138中检索802描述符200、400、500。描述符200、400、500的像素是与所选择的或默认的色图对应的颜色像素。步骤800可以包括：基于从多个着色色阶中选择的或默认的着色色阶，从存储器138中检索着色参数。在代表性实施例中，着色参数与从多个着色色阶中选择的着色色阶对应。着色参数可以包括镜面强度和漫反射强度中的一个或两个。在某些实施例中，确定高度值的梯度包括为每个高度值确定单独的梯度。每个高度值的单独的梯度可以基于描述符200、400、500的相邻像素的高度值之间的差值。在示例性实施例中，每个高度值的每个单独的梯度用于计算曲面法线。对描述符200、400、500应用着色410、520-540包括：使用着色参数和描述符200、400、500的每个像素的曲面法线，对描述符200、400、500应用着色410、520-540。

如本文中使用的，术语“电路”指的是物理电子组件(即硬件)和可配置硬件、被硬件执行和/或以其他方式与硬件相关联的任何软件和/或固件(“代码”)。如本文中所使用的，例如，特定处理器和存储器在执行第一单行或多行代码时，可以包括第一“电路”；在执行第二单行或多行代码时，可以包括第二“电路”。如本文中使用的，“和/或”是指列表中的任何一个或多个由“和/或”连接的项目。作为示例，“x和/或y”指的是三元素集合{(x)，(y)，(x，y)}中的任何元素。作为又一示例，“x、y和/或z”指的是七元素集合{(x)，(y)，(z)，(x，y)，(x，z)，(y，z)，(x，y，z)}中的任何元素。如本文中所使用的，术语“示例性”指的是用作非限制性示例、实例或例证。如本文中所使用的，术语“比如”和“例如”给出一个或多个非限制性示例、实例或例证的列表。如本文中所使用的，每当电路包含执行一项功能所必需的硬件和代码(如果有必要)时，该电路“可操作”以执行该功能，无论该功能的执行是否被某一用户可配置的设定禁用或未被启用。

本公开的其他实施例可以提供计算机可读设备和/或非瞬态计算机可读介质，和/或机器可读设备和/或非瞬态机器可读介质，其上存储具有至少一个可由机器和/或计算机执行的代码段的机器代码和/或计算机程序，从而使机器和/或计算机按照本文所述的步骤对呈现为具有相应着色的二维超声图像的描述符应用着色。

因此，本公开可以用硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。本公开可以在至少一个计算机系统中以集中方式或以分布方式实现，其中，在分布方式中，不同的元件散布在若干相互连接的计算机系统。任何类型的适用于实施本文所述方法的计算机系统或其他设备都是合适的。

本公开还可以嵌入计算机程序产品中，该计算机程序产品包括使本文所述的方法能够实现的所有特征，并且在计算机系统中加载时，该计算机程序产品能够实施这些方法。本上下文中的计算机程序意指指令集合以任何语言、代码或符号表示的任何表达式，指令集合旨在使具有信息处理能力的系统直接或经过以下任一种或两个操作后执行特定功能：a)转换为另一种语言、代码或符号；b)以不同材料形式再现。

虽然已经参考某些实施例描述了本公开，但本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以做出各种改变，并且可以进行等效替换。此外，在不脱离本公开的范围的情况下，可做出许多修改以使特定的情形或材料适应于本公开的教导。因此，本公开不限于所公开的特定实施例，而是将包括在所附权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种超声成像方法，包括：

通过处理器，将合成图的高度值映射到描述符的像素，所述高度值由B模式图像的强度值或用于多普勒图像的功率值的标量图像值转换而得到；

通过所述处理器，确定所述描述符的每个像素的高度值的梯度；

通过所述处理器，基于着色参数和所述描述符的每个像素的高度值的梯度，对所述描述符应用着色，以创建着色的描述符；及

通过所述处理器，在显示系统中以二维超声图像呈现所述着色的描述符，其中，所述二维超声图像具有与应用于所述着色的描述符的着色相对应的着色。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，下述之一或两者：

所述合成图的形状对应所述描述符的形状，以及

所述描述符具有与所述合成图的数个高度值对应的数个像素。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述描述符是颜色显示图描述符和颜色图标描述符中的一者或两者。

4.根据权利要求1所述的方法，包括下述之一或两者：

基于从多个色图中选择的或默认的色图，从存储器中检索所述描述符，其中，所述描述符的像素是与所述选择的或默认的色图对应的颜色像素，以及

基于多个着色色阶中选择或默认的着色色阶，从存储器中检索着色参数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述着色参数与从多个着色色阶中选择的着色色阶相对应，所述着色参数包括镜面强度和漫射强度中的一者或两者。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用确定的梯度对所述描述符应用着色包括基于着色模型对所述描述符应用着色，所述着色模型是所述确定的梯度的曲面法线的函数，所述着色模型包括漫反射镜面着色模型、冯氏反射模型、布林-冯氏着色模型和镜面高光着色模型中的一个或多个，并且其中，所述着色模型基于所述着色参数进行修改。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述高度值的梯度包括：为所述高度值的每个高度值确定单独的梯度，并且其中，每个高度值的单独的梯度基于所述描述符的相邻像素的高度值之间的差值。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，每个高度值的每个单独的梯度用于计算曲面法线，并且其中，对所述描述符应用着色包括：使用所述着色参数和所述描述符的每个像素的曲面法线对所述描述符应用着色。

9.一种超声成像系统，包括：

处理器，用于：

将合成图的高度值映射到描述符的像素，所述高度值由B模式图像的强度值或用于多普勒图像的功率值的标量图像值转换而得到；

确定所述描述符的每个像素的高度值的梯度；以及

基于着色参数和所述描述符的每个像素的高度值的梯度，对所述描述符应用着色，以创建着色的描述符；和

显示系统，用于以二维超声图像呈现所述着色的描述符，其中，所述二维超声图像具有与应用于所述着色的描述符的着色相对应的着色。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述描述符是颜色显示图描述符和颜色图标描述符中的一者或两者。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述处理器配置成以下中的一者或两者：

基于从多个色图中选择的或默认的色图，从存储器中检索所述描述符，其中，所述描述符的像素是与所述选择的或默认的色图对应的颜色像素，以及

基于多个着色色阶中选择或默认的着色色阶，从存储器中检索着色参数。

12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述着色参数与从多个着色色阶中选择的着色色阶相对应，所述着色参数包括镜面强度和漫射强度中的一者或两者。

13.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述处理器基于着色模型对所述描述符应用着色，所述着色模型是所述确定的梯度的曲面法线的函数，所述着色模型包括漫反射镜面着色模型、冯氏反射模型、布林-冯氏着色模型和镜面高光着色模型中的一个或多个，并且其中，所述着色模型基于所述着色参数进行修改。

14.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述处理器用于确定所述高度值中的每个高度值的单独的梯度，从而确定所述描述符的每个像素的高度值的梯度，并且其中，每个高度值的单独的梯度基于所述描述符的相邻像素的高度值之间的差值。

15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述处理器使用每个高度值的每个单独的梯度来计算曲面法线，并且其中，所述处理器配置用于使用所述着色参数和所述描述符的每个像素的曲面法线对所述描述符应用着色。

16.一种非瞬态计算机可读介质，其上存储具有至少一个代码段的计算机程序，所述至少一个代码段可由机器执行，用于使所述机器执行步骤，所述步骤包括：

将合成图的高度值映射到描述符的像素，所述高度值由B模式图像的强度值或用于多普勒图像的功率值的标量图像值转换而得到；

确定所述描述符的每个像素的高度值的梯度；

基于着色参数和所述描述符的每个像素的高度值的梯度，对所述描述符应用着色，以创建着色的描述符；以及

在显示系统中以二维超声图像呈现所述着色的描述符，其中，所述二维超声图像具有与应用于所述着色的描述符的着色相对应的着色。

17.根据权利要求16所述的非瞬态计算机可读介质，包括下述之一或两者：

基于从多个色图中选择的或默认的色图，从存储器中检索所述描述符，其中，所述描述符的像素是与所述选择的或默认的色图对应的颜色像素，以及

基于多个着色色阶中选择或默认的着色色阶，从存储器中检索着色参数。

18.根据权利要求16所述的非瞬态计算机可读介质，其特征在于，所述着色参数与从多个着色色阶中选择的着色色阶相对应，所述着色参数包括镜面强度和漫射强度中的一者或两者。

19.根据权利要求16所述的非瞬态计算机可读介质，其特征在于，确定所述高度值的梯度包括：为所述高度值中的每个高度值确定单独的梯度，并且其中，每个高度值的单独的梯度基于所述描述符的相邻像素的高度值之间的差值。

20.根据权利要求19所述的非瞬态计算机可读介质，其特征在于，每个高度值的每个单独的梯度用于计算曲面法线，并且其中，对所述描述符应用着色包括：使用所述着色参数和所述描述符的每个像素的曲面法线对所述描述符应用着色。

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