CN112926179B - 基于仿真确定腔内超声成像设备参数的方法及装置 - Google Patents

基于仿真确定腔内超声成像设备参数的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于仿真确定腔内超声成像设备参数的方法及装置，涉及成像领域，通过识别待成像物体的尺寸；根据尺寸和预设的孔径参数模板，获取换能器阵列的最佳孔径模式，预设的孔径参数模板包括有多个预设的孔径模式，每个预设的孔径模式是基于仿真模块针对不同尺寸的待成像物体确定的最佳孔径模式；接收所需的成像分辨率；根据成像分辨率和预设的频率参数模板，获取换能器阵列的最佳频率模式；根据最佳孔径模式和最佳频率模式调节换能器阵列的参数，可以直接迅速准确的调整超声成像设备参数，极大地缩短加工‑试错‑再设计的循环流程。

Description

基于仿真确定腔内超声成像设备参数的方法及装置
技术领域
本发明涉及成像技术，尤其涉及一种基于仿真确定腔内超声成像设备参数的方法及装置。
背景技术
在超声成像的诸多领域中，对待成像物体的三维实时成声成像具有重要的意义。对待成像物体快速与精准的成像有利于对待成像物体的精准分析，针对待成像物体制定有效的实施方案。
目前，为保证超声成像的结果与过程图像清晰、视野完全且成本低廉可控，需要合理的确定超声成像设备的参数，例如换能器阵列的孔径尺寸、阵元间距、阵元大小和工作频率参数。但由于超声设备的制作周期较长从而导致试错成本很高，且效率低下，因此如何迅速准确的确定超声成像设备参数，成为了亟需解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种基于仿真确定腔内超声成像设备参数的方法及装置，可以迅速准确的确定超声成像设备参数。
本发明实施例的第一方面，提供一种基于仿真确定腔内超声成像设备参数的方法，超声成像设备包括换能器阵列，包括：
识别待成像物体的尺寸；
根据所述尺寸和预设的孔径参数模板，获取换能器阵列的最佳孔径模式，其中，所述预设的孔径参数模板包括有多个预设的孔径模式，每个所述预设的孔径模式是基于仿真模块针对不同尺寸的待成像物体确定的最佳孔径模式；
接收所需的成像分辨率；
根据所述成像分辨率和预设的频率参数模板，获取换能器阵列的最佳频率模式，其中，所述预设的频率参数模板包括有多个预设的频率模式，每个所述预设的频率模式是基于仿真模块针对不同成像分辨率确定的最佳频率模式；
根据所述最佳孔径模式和所述最佳频率模式调节换能器阵列的参数。
可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述最佳孔径模式内的参数包括换能器阵列的阵元数量、阵元宽度和阵元间距。
可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述根据所述尺寸和预设的孔径参数模板，获取换能器阵列的最佳孔径模式，包括：
根据预设的第一映射表和待成像物体的尺寸确定多个预设的孔径模式中的一个最佳孔径模式，所述预设的第一映射表内包括待成像物体的尺寸范围与最佳孔径模式的一一对应关系；
将所述最佳孔径模式作为超声成像设备的最佳孔径模式。
可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述根据预设的第一映射表和待成像物体的尺寸确定多个预设的孔径模式中的一个最佳孔径模式，包括：
根据待成像物体的所述尺寸确定对应所述预设的第一映射表内的尺寸范围；
根据所述尺寸范围确定所述预设的第一映射表内的一个最佳孔径模式。
可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述最佳频率模式内的参数包括换能器阵列的阵元工作频率。
可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述根据所述成像分辨率和预设的频率参数模板，获取换能器阵列的最佳频率模式，包括：
根据预设的第二映射表和所述成像分辨率确定多个预设的频率模式中的一个最佳频率模式，所述预设的第二映射表内包括成像分辨率范围与最佳频率模式的一一对应关系；
将所述最佳频率模式作为超声成像设备的最佳频率模式。
可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述根据预设的第二映射表和所述成像分辨率确定多个预设的频率模式中的一个最佳频率模式，包括：
根据所述成像分辨率确定对应所述预设的第二映射表内的成像分辨率范围；
根据所述成像分辨率范围确定所述预设的第二映射表内的一个最佳频率模式。
可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述阵元数量范围为2-256个，所述阵元宽度范围为10-1000微米，所述阵元间距范围为2-100微米，所述阵元工作频率范围为1-20MHz。
本发明实施例的第二方面，提供一种基于仿真确定腔内超声成像设备参数的装置，超声成像设备包括换能器阵列，包括：
识别模块，用于识别待成像物体的尺寸；
孔径模块，用于根据所述尺寸和预设的孔径参数模板，获取换能器阵列的最佳孔径模式，其中，所述预设的孔径参数模板包括有多个预设的孔径模式，每个所述预设的孔径模式是基于仿真模块针对不同尺寸的待成像物体确定的最佳孔径模式；
分辨率模块，用于接收所需的成像分辨率；
频率模块，用于根据所述成像分辨率和预设的频率参数模板，获取换能器阵列的最佳频率模式，其中，所述预设的频率参数模板包括有多个预设的频率模式，每个所述预设的频率模式是基于仿真模块针对不同成像分辨率确定的最佳频率模式；
调节模块，用于根据所述最佳孔径模式和所述最佳频率模式调节换能器阵列的参数。
本发明实施例的第三方面，提供一种基于仿真确定腔内超声成像设备参数的设备，包括：存储器、处理器以及计算机程序，所述计算机程序存储在所述存储器中，所述处理器运行所述计算机程序执行本发明第一方面及第一方面各种可能涉及的所述方法。
本发明实施例的第四方面，提供一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现本发明第一方面及第一方面各种可能涉及的所述方法。
本发明提供的一种基于仿真确定腔内超声成像设备参数的方法及装置，通过待成像物体的尺寸和所需的成像分辨率，来确定预设好的对应的参数模式，这些参数模式里面的参数是基于仿真模块确定的，使得参数准确无误，且本方案根据确定的参数模式，可以直接迅速准确的调整超声成像设备参数，极大地缩短加工-试错-再设计的循环流程。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于仿真确定腔内超声成像设备参数的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种基于仿真确定腔内超声成像设备参数的装置；
图3是本发明实施例提供的一种基于仿真确定腔内超声成像设备参数的设备的硬件结构示意图。
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，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
应当理解，在本发明的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
应当理解，在本发明中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解，在本发明中，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含A、B和C”、“包含A、B、C”是指A、B、C三者都包含，“包含A、B或C”是指包含A、B、C三者之一，“包含A、B和/或C”是指包含A、B、C三者中任1个或任2个或3个。
应当理解，在本发明中，“与A对应的B”、“与A相对应的B”、“A与B相对应”或者“B与A相对应”，表示B与A相关联，根据A可以确定B。根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其他信息确定B。A与B的匹配，是A与B的相似度大于或等于预设的阈值。
取决于语境，如在此所使用的“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
参见图1，是本发明实施例提供的一种基于仿真确定腔内超声成像设备参数的流程示意图，图1所示方法的执行主体可以是软件和/或硬件装置。本申请的执行主体可以包括但不限于以下中的至少一个：用户设备、网络设备等。其中，用户设备可以包括但不限于计算机、智能手机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，简称：PDA)及上述提及的电子设备等。网络设备可以包括但不限于单个网络服务器、多个网络服务器组成的服务器组或基于云计算的由大量计算机或网络服务器构成的云，其中，云计算是分布式计算的一种，由一群松散耦合的计算机组成的一个超级虚拟计算机。本实施例对此不做限制。包括步骤S101至步骤S104，具体如下：
S101，识别待成像物体的尺寸。
具体地，为了保证待成像物体完全位于超声成像设备的范围内，首选需要确定待成像物体的尺寸，然后来调整超声成像设备的参数，使得超声成像设备的成像视野覆盖待成像物体。
S102，根据所述尺寸和预设的孔径参数模板，获取换能器阵列的最佳孔径模式，其中，所述预设的孔径参数模板包括有多个预设的孔径模式，每个所述预设的孔径模式是基于仿真模块针对不同尺寸的待成像物体确定的最佳孔径模式。
具体地，与超声成像设备视野相关的参数是换能器阵列的孔径，即，换能器阵列的孔径的大小可以影响超声成像设备覆盖的视野范围。
为了迅速准确的调整孔径，本方案预设有孔径参数模板，预设的孔径参数模板包括有多个预设的孔径模式，每个所述预设的孔径模式是基于仿真模块针对不同尺寸的待成像物体确定的最佳孔径模式，即，本方案设置有多个最佳孔径模式，每个最佳孔径模式对应一个尺寸。
示例性的，尺寸1对应最佳孔径模式1，尺寸2对应最佳孔径模式2，尺寸3对应最佳孔径模式3。
可以理解的是，在获取到待成像物体的尺寸后，与预设的孔径参数模板进行比对，获取到与该尺寸对应的最佳孔径模式。例如，待成像物体的尺寸为尺寸1，尺寸1对应最佳孔径模式1，则确定最佳孔径模式1为最佳的孔径。
其中，最佳孔径模式内的参数可以包括换能器阵列的阵元数量、阵元宽度和阵元间距，可以理解的是，与孔径相关的参数包括阵元数量、阵元宽度和阵元间距，即在调整与孔径相关的参数时，需要调整阵元数量、阵元宽度和阵元间距中的一个或多个。
在实际应用中，阵元数量范围为2-256个，阵元宽度范围为10-1000微米，阵元间距范围为2-100微米。可以理解的是，在调节孔径时，需要在相应的范围内调节。
S103，接收所需的成像分辨率。
具体地，为了保证待成像物体成像后的清晰度，需要确定所需要的成像分辨率，可以理解的是，所需的成像分辨率越高，清晰度越高，而与成像分辨率相关的参数为换能器阵列的阵元工作频率。
S104，根据所述成像分辨率和预设的频率参数模板，获取换能器阵列的最佳频率模式，其中，所述预设的频率参数模板包括有多个预设的频率模式，每个所述预设的频率模式是基于仿真模块针对不同成像分辨率确定的最佳频率模式。
具体地，为了迅速准确的调整换能器阵列的阵元工作频率，本方案预设有频率参数模板，预设的频率参数模板包括有多个预设的频率模式，每个所述预设的频率模式是基于仿真模块针对不同的成像分辨率确定的最佳频率模式，即，本方案设置有多个最佳频率模式，每个最佳频率模式对应一个成像分辨率。
示例性的，成像分辨率1对应最佳频率模式1，成像分辨率2对应最佳频率模式2，成像分辨率3对应最佳频率模式3。
可以理解的是，在获取到所需的成像分辨率后，与预设的频率参数模板进行比对，获取到与该成像分辨率对应的最佳频率模式。例如，所需的成像分辨率为成像分辨率1，成像分辨率1对应最佳频率模式1，则确定最佳频率模式1为最佳的频率。
其中，最佳频率模式内的参数可以包括换能器阵列的阵元工作频率。
在实际应用中，阵元工作频率范围为1-20MHz。可以理解的是，在调节阵元工作频率时，需要在相应的范围内调节。
S105，根据所述最佳孔径模式和所述最佳频率模式调节换能器阵列的参数。
具体地，在最佳孔径模式和最佳频率模式确定后，即可以根据对应的具体参数进行调节。
上述实施例提供的一种基于仿真确定腔内超声成像设备参数的方法，通过待成像物体的尺寸和所需的成像分辨率，来确定预设好的对应的参数模式，这些参数模式里面的参数是基于仿真模块确定的，使得参数准确无误，且本方案根据确定的参数模式，可以直接迅速准确的调整超声成像设备参数，极大地缩短加工-试错-再设计的循环流程。
在上述实施例的基础上步骤S102(所述根据所述尺寸和预设的孔径参数模板，获取换能器阵列的最佳孔径模式)的具体实现方式可以是：
根据预设的第一映射表和待成像物体的尺寸确定多个预设的孔径模式中的一个最佳孔径模式，所述预设的第一映射表内包括待成像物体的尺寸范围与最佳孔径模式的一一对应关系；将所述最佳孔径模式作为超声成像设备的最佳孔径模式。
其中，根据预设的第一映射表和待成像物体的尺寸确定多个预设的孔径模式中的一个最佳孔径模式，包括：
根据待成像物体的所述尺寸确定对应所述预设的第一映射表内的尺寸范围，根据所述尺寸范围确定所述预设的第一映射表内的一个最佳孔径模式。
可以理解的是，预设的第一映射表内的尺寸可以是尺寸范围，在识别到待成像物体的尺寸后，判断该尺寸在那个尺寸范围内，然后确定对应的最佳孔径模式即可。
在上述实施例的基础上步骤S104(根据所述成像分辨率和预设的频率参数模板，获取换能器阵列的最佳频率模式)的具体实现方式可以是：
根据预设的第二映射表和所述成像分辨率确定多个预设的频率模式中的一个最佳频率模式，所述预设的第二映射表内包括成像分辨率范围与最佳频率模式的一一对应关系；将所述最佳频率模式作为超声成像设备的最佳频率模式。
其中，根据预设的第二映射表和所述成像分辨率确定多个预设的频率模式中的一个最佳频率模式，包括：根据所述成像分辨率确定对应所述预设的第二映射表内的成像分辨率范围；根据所述成像分辨率范围确定所述预设的第二映射表内的一个最佳频率模式。
可以理解的是，预设的第二映射表内的成像分辨率可以是成像分辨率范围，在获取到成像分辨率后，判断该成像分辨率在哪个成像分辨率范围内，然后确定对应的最佳频率模式即可。
参见图2，是本发明实施例提供的一种基于仿真确定腔内超声成像设备参数的装置，超声成像设备包括换能器阵列，该基于仿真确定腔内超声成像设备参数的装置20，包括：
识别模块21，用于识别待成像物体的尺寸；
孔径模块22，用于根据所述尺寸和预设的孔径参数模板，获取换能器阵列的最佳孔径模式，其中，所述预设的孔径参数模板包括有多个预设的孔径模式，每个所述预设的孔径模式是基于仿真模块针对不同尺寸的待成像物体确定的最佳孔径模式；
分辨率模块23，用于接收所需的成像分辨率；
频率模块24，用于根据所述成像分辨率和预设的频率参数模板，获取换能器阵列的最佳频率模式，其中，所述预设的频率参数模板包括有多个预设的频率模式，每个所述预设的频率模式是基于仿真模块针对不同成像分辨率确定的最佳频率模式；
调节模块25，用于根据所述最佳孔径模式和所述最佳频率模式调节换能器阵列的参数。
图2所示实施例的装置对应地可用于执行图1所示方法实施例中的步骤，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
参见图3，是本发明实施例提供的一种基于仿真确定腔内超声成像设备参数的设备的硬件结构示意图，该基于仿真确定腔内超声成像设备参数的设备30包括：处理器31、存储器32和计算机程序；其中
存储器32，用于存储所述计算机程序，该存储器还可以是闪存(flash)。所述计算机程序例如是实现上述方法的应用程序、功能模块等。
处理器31，用于执行所述存储器存储的计算机程序，以实现上述方法中设备执行的各个步骤。具体可以参见前面方法实施例中的相关描述。
可选地，存储器32既可以是独立的，也可以跟处理器31集成在一起。
当所述存储器32是独立于处理器31之外的器件时，所述设备还可以包括：
总线33，用于连接所述存储器32和处理器31。
本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现上述的各种实施方式提供的方法。
其中，可读存储介质可以是计算机存储介质，也可以是通信介质。通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。计算机存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。例如，可读存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该可读存储介质读取信息，且可向该可读存储介质写入信息。当然，可读存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和可读存储介质可以位于专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits，简称：ASIC)中。另外，该ASIC可以位于用户设备中。当然，处理器和可读存储介质也可以作为分立组件存在于通信设备中。可读存储介质可以是只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
本发明还提供一种程序产品，该程序产品包括执行指令，该执行指令存储在可读存储介质中。设备的至少一个处理器可以从可读存储介质读取该执行指令，至少一个处理器执行该执行指令使得设备实施上述的各种实施方式提供的方法。
在上述设备的实施例中，应理解，处理器可以是中央处理单元(英文：CentralProcessing Unit，简称：CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：DigitalSignal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(英文：Application Specific IntegratedCircuit，简称：ASIC)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种基于仿真确定腔内超声成像设备参数的方法，超声成像设备包括换能器阵列，其特征在于，包括：
识别待成像物体的尺寸；
根据所述尺寸和预设的孔径参数模板，获取换能器阵列的最佳孔径模式，其中，所述预设的孔径参数模板包括有多个预设的孔径模式，每个所述预设的孔径模式是基于仿真模块针对不同尺寸的待成像物体确定的最佳孔径模式；
接收所需的成像分辨率；
根据所述成像分辨率和预设的频率参数模板，获取换能器阵列的最佳频率模式，其中，所述预设的频率参数模板包括有多个预设的频率模式，每个所述预设的频率模式是基于仿真模块针对不同成像分辨率确定的最佳频率模式；
根据所述最佳孔径模式和所述最佳频率模式调节换能器阵列的参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最佳孔径模式内的参数包括换能器阵列的阵元数量、阵元宽度和阵元间距。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述尺寸和预设的孔径参数模板，获取换能器阵列的最佳孔径模式，包括：
根据预设的第一映射表和待成像物体的尺寸确定多个预设的孔径模式中的一个最佳孔径模式，所述预设的第一映射表内包括待成像物体的尺寸范围与最佳孔径模式的一一对应关系；
将所述最佳孔径模式作为超声成像设备的最佳孔径模式。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据预设的第一映射表和待成像物体的尺寸确定多个预设的孔径模式中的一个最佳孔径模式，包括：
根据待成像物体的所述尺寸确定对应所述预设的第一映射表内的尺寸范围；
根据所述尺寸范围确定所述预设的第一映射表内的一个最佳孔径模式。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最佳频率模式内的参数包括换能器阵列的阵元工作频率。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述根据所述成像分辨率和预设的频率参数模板，获取换能器阵列的最佳频率模式，包括：
根据预设的第二映射表和所述成像分辨率确定多个预设的频率模式中的一个最佳频率模式，所述预设的第二映射表内包括成像分辨率范围与最佳频率模式的一一对应关系；
将所述最佳频率模式作为超声成像设备的最佳频率模式。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据预设的第二映射表和所述成像分辨率确定多个预设的频率模式中的一个最佳频率模式，包括：
根据所述成像分辨率确定对应所述预设的第二映射表内的成像分辨率范围；
根据所述成像分辨率范围确定所述预设的第二映射表内的一个最佳频率模式。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述阵元数量范围为2-256个，所述阵元宽度范围为10-1000微米，所述阵元间距范围为2-100微米，所述阵元工作频率范围为1-20MHz。
9.一种基于仿真确定腔内超声成像设备参数的装置，超声成像设备包括换能器阵列，其特征在于，包括：
识别模块，用于识别待成像物体的尺寸；
孔径模块，用于根据所述尺寸和预设的孔径参数模板，获取换能器阵列的最佳孔径模式，其中，所述预设的孔径参数模板包括有多个预设的孔径模式，每个所述预设的孔径模式是基于仿真模块针对不同尺寸的待成像物体确定的最佳孔径模式；
分辨率模块，用于接收所需的成像分辨率；
频率模块，用于根据所述成像分辨率和预设的频率参数模板，获取换能器阵列的最佳频率模式，其中，所述预设的频率参数模板包括有多个预设的频率模式，每个所述预设的频率模式是基于仿真模块针对不同成像分辨率确定的最佳频率模式；
调节模块，用于根据所述最佳孔径模式和所述最佳频率模式调节换能器阵列的参数。
10.一种基于仿真确定腔内超声成像设备参数的设备，其特征在于，包括：存储器、处理器以及计算机程序，所述计算机程序存储在所述存储器中，所述处理器运行所述计算机程序执行权利要求1至8任一所述的方法。
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