CN115813431B - 多深度超声探头标定的方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种多深度超声探头标定的方法、装置及系统，其特征在于，该方法可以包括以下步骤：响应于超声探头开始工作，通过超声探头在预设深度范围内获取第一预设数量的标定体模图像，该超声探头固定于标定体模，该标定体模为N字型标定体模；提取标定体模图像的特征点坐标；根据特征点坐标计算出对应的三维物理坐标。采用本申请实施例方法，可以利用不同深度条件下的标定体模图像调试优化模型，从而得到更加准确的超声标定结果，有助于医护人员更加精确地知道手指（或超声探头）与器官的相对位置关系。

Description

多深度超声探头标定的方法、装置及系统

技术领域

本申请涉及医疗器械领域，尤其涉及多深度超声探头标定的方法、装置及系统。

背景技术

在利用超声成像进行介入手术或者三维数据重建之前，必须有一种定位装置能和超声成像平面建立一种对应的变换关系。超声探头标定就是确定固定在超声探头上的位置传感器坐标系转换为二维超声成像平面坐标系变换关系的过程。现有技术通过改进标定体模的形状或造型来获取更清晰的特征点，从而能进行更加精确的标定求解。但是标定体模制作工艺的限制，使得标定结果始终存在一定的误差。

因此，如何提供一种区别于改进标定体模工艺的其他减小超声标定误差的方法，是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种多深度超声探头标定的方法，可以通过在多种深度条件下对超声系统进行超声标定，有助于使得超声系统有更加精确的标定效果，更有利于医护人员在进行超声操作时，准确地了解患者的身体信息，提高医疗操作的准确性和安全性。

第一方面，本申请实施例提供了一种多深度超声探头标定的方法，该方法可以包括以下步骤：

响应于超声探头开始工作，通过超声探头在预设深度范围内获取第一预设数量的标定体模图像，该超声探头固定于标定体模，该标定体模可以是N字型标定体模；

提取标定体模图像的特征点坐标；

根据特征点坐标计算出对应的三维物理坐标。

在一种可能的实施方式中，响应于超声探头开始工作，通过超声探头在预设深度范围内获取第一预设数量的标定体模图像，可以包括以下步骤：

在预设深度范围内，每隔第一预设深度通过超声探头获取第二预设数量的标定体模图像，该第二预设数量小于或等于第一预设数量。

在另一种可能的实施方式中，根据特征点坐标计算出对应的三维物理坐标，可以包括以下步骤：

将特征点坐标输入预设优化模型，该预设优化模型对于特征点坐标的输出结果为该特征点对应的三维物理坐标，该预设优化模型为

，其中，d表示深度，i表示在d深度下第i个特征点的序号，R表示旋转矩阵，t表示平移向量，s表示在d深度下的超声图像的尺度因子，（cx，cy）表示所述标定体模图像的中心坐标，/>

表示所述第i个特征点的像素坐标，/>

表示所述第i个特征点的三维物理坐标。

在另一种可能的实施方式中，在根据特征点坐标计算出对应的三维物理坐标之前，还可以包括以下步骤：

利用SVD分解算法计算各个深度下的第一参数，该第一参数可以包括旋转矩阵、平移向量以及尺度因子；

根据各个深度下的第一参数，计算出第二参数，该第二参数为第一参数的平均值；

根据第二参数和LM算法，计算出预设优化模型中的第三参数，该第三参数为预设优化模型中的R、t、s、cx以及cy。

在另一种可能的实施方式中，在根据特征点坐标计算出对应的三维物理坐标之后，还可以包括以下步骤：

在超声显示屏中标记显示特征点，和该特征点对应的三维物理坐标。

第二方面，本申请实施例提供了一种多深度超声探头标定的装置，该装置包括：获取模块和计算模块；

获取模块，可以用于在超声探头开始工作后，通过超声探头在预设深度范围内获取第一预设数量的标定体模图像，该超声探头固定于标定体模，该标定体模可以为N字型标定体模；

计算模块，可以用于提取标定体模图像的特征点坐标；

计算模块，还可以用于根据特征点坐标计算出对应的三维物理坐标。

第三方面，本申请实施例提供了一种多深度超声探头标定的装置，该装置可以包括以下部分：处理器、存储器和总线；

处理器和存储器通过总线连接，其中，存储器用于存储一组程序代码，处理器用于调用存储器中存储的程序代码，执行如第一方面所述的方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，包括：

计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，实现如第一方面所述的方法。

第五方面，本申请实施例提供了一种多深度超声探头标定的系统，该系统可以包括：标定体模、超声探头以及如第二至第三方面所述的多深度超声探头标定的装置；

标定体模，可以用于固定超声探头；

超声探头，可以用于在预设深度范围内获取第一预设数量的标定体模图像。

在一种可能的实施方式中，该系统还可以包括：

超声探头，还可以用于在预设深度范围内，每隔第一预设深度获取第二数量的标定体模图像，该第二预设数量小于或等于第一预设数量。

通过实施本申请实施例，可以利用不同深度下的超声环境，调整优化模型，进而得到更加准确的超声标定结果，能够有助于医护人员更加精准地了解到超声图像面在三维坐标系统下的相应位姿，有助于医护人员更加精确地知道手指（或超声探头）与器官的相对位置关系。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种多深度超声探头标定的系统的架构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种N字型尼龙绳在超声图像上的显影的场景示意图；

图3是本申请实施例提供的一种多深度超声探头标定的方法的流程示意图；

图4是本申请实施例提供的一种提取特征点的场景示意图；

图5是本申请实施例提供的一种进行超声标定后的超声探头和超声面的位置关系的场景示意图；

图6是本申请实施例提供的一种多深度超声探头标定的装置的组成示意图；

图7是本申请实施例提供的另一种多深度超声探头标定的装置的组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，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、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结果或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了更好地理解本申请实施例技术方案，先对本申请实施例提供的一种多深度超声探头标定的系统进行介绍。请参见图1，为本申请实施例提供的一种多深度超声探头标定的系统的架构示意图。该系统包括标定体模110、超声探头120以及多深度超声探头标定的装置130。

其中，本申请实施例涉及的标定体模110可以为N字型标定体模，N字型标定体模可以由一层或多层尼龙线组成N形目标，当超声平面切过这些N形目标时，每个N形靶线在图像上产生3个亮斑特征点。示例性的，图2为本申请实施例提供的一种N字型尼龙绳在超声图像上的显影的场景示意图。手动（或自动）识别和拾取三个亮斑的坐标后，通过左右2个亮斑到中间亮斑的距离之比，并结合模型的设计约束，可以求解出N形目标与成像平面交点在设计坐标系中的三维坐标值。本申请实施例涉及的标定体模110可以通过3D打印技术进行制作，有利于更加灵活地调整标定体模的构造，从而使得标定结果更加准确。更多地，在本申请实施例中标定体模110可以用于固定超声探头120。

具体地，超声探头120的类型可以包括凸阵探头、线阵探头、高频线阵、腔体探头、心脏探头、相控阵探头、三维探头和四维容积探头等，本申请实施例不限定超声探头120的具体类型，可以由技术人员或医护人员根据实际情况进行设定。在本申请实施例中，超声探头120可以固定于标定体模110，并在标定体模110内移动，从而使得多深度超声探头标定的装置130获得不同深度条件下的超声图像（标定体模图像）。

更多地，多深度超声探头标定的装置130可以包括超声显示屏和计算主机。在本申请实施例中，多深度超声探头标定的装置130可以通过超声探头120在预设范围内获取第一预设数量的标定体模图像；还可以提取标定体模图像的特征点坐标；还可以根据特征点坐标计算出对应的三维物理坐标。可能地，多深度超声探头标定的装置130还可以在预设深度范围内，每隔第一预设深度通过超声探头120获取第二预设数量的标定体模图像，该第二预设数量小于或等于第一预设数量。

请参见图3，为本申请实施例提供的一种多深度超声探头标定的方法，该方法可以包括以下步骤：

S301，响应于超声探头开始工作，通过所述超声探头在预设深度范围内获取第一预设数量的标定体模图像。

需要说明的是，上述超声探头固定于标定体模，标定体模可以为N字型标定体模。

示例性的，若第一预设数量为15，则本申请实施例方法中的多深度超声探头标定的装置会通过超声探头在预设深度范围内获取15张标定体模图像。其中，预设深度范围与标定体模的形状/规格有关。更多地，预设深度范围的设置可以考虑到不同深度条件对于超声探头获取图像的影响，在尽量减小误差的情况下选择合理的预设深度范围。示例性的，若标定体模的高度（或深度）为4厘米，则可以将预设深度范围设置为1~3厘米（可以理解为，多深度超声探头标定的装置会在距离标定体模上方开口1~3厘米的深度范围内获取标定体模图像）。

在一种可能的实施方式中，响应于超声探头开始工作，通过超声探头在预设范围内获取第一预设数量的标定体模图像，可以包括以下步骤：

在预设深度范围内，每隔第一预设深度通过超声探头获取第二预设数量的标定体模图像。

其中，该第二预设数量小于或等于第一预设数量。

示例性的，设预设深度范围为1~3厘米、第一预设数量为15、需要每隔0.5厘米获取一批标定体模图像，则第二预设数量可以为3。具体地，多深度超声标定探头可以分别在距离标定体模上方开口1厘米、1.5厘米、2厘米、2.5厘米以及3厘米处获取3张标定体模图像。其中，在本申请实施例中，第二预设数量的总和等于第一预设数量。

可能的，医护人员可以根据实际情况对第一预设数量、第二预设数量、预设深度范围以及第一预设深度进行设置，有利于得到更加准确的标定结果，有利于医护人员更加准确地了解患者的相关信息。

需要说明的是，上述对于第一预设数量、第二预设数量、预设深度范围以及第一预设深度的举例只是为了更加详细地说明本申请实施方法，不应对本申请构成限定，具体的第一预设数量、第二预设数量、预设深度范围以及第一预设深度由技术人员根据实际情况进行设定。

S302，提取所述标定体模图像的特征点坐标。

示例性的，图4为本申请实施例提供的一种提取特征点的场景示意图，通过提取出标定体模图像中的特征点，有助于本申请实施例方法后续确定特征点的坐标以及进行优化模型（或预设优化模型）中参数的计算。

S303，根据所述特征点坐标计算出对应的三维物理坐标。

在一种可能的实施方式中，根据特征点坐标计算出对应的三维物理坐标，可以包括以下步骤：

将特征点坐标输入预设优化模型，该预设优化模型对于特征点坐标的输出结果为该特征点对应的三维物理坐标。

需要说明的是，预设优化模型为：

，

其中，d表示深度，i表示在d深度下第i个特征点的序号，R表示旋转矩阵，t表示平移向量，s表示在d深度下的超声图像的尺度因子，（cx，cy）表示标定体模图像的中心坐标，

表示第i个特征点的像素坐标，/>

表示第i个特征点的三维物理坐标。

在另一种可能的实施方式中，在根据特征点坐标计算出对应的三维物理坐标之前，还可以包括以下步骤：

利用SVD分解算法计算各个深度下的第一参数，该第一参数可以包括旋转矩阵、平移向量以及尺度因子；

根据各个深度下的第一参数，计算出第二参数，该第二参数可以为第一参数的平均值；

根据第二参数和LM算法，计算出预设优化模型中的第三参数，该第三参数可以为预设优化模型中的R、t、s、cx以及cy。

具体地，可以通过SVD分解（奇异值分解，Singular Value Decomposition）算法计算各深度下的参数

、/>

以及/>

（即各深度对应的旋转矩阵、平移向量以及尺度因子，也为上文所述的第一参数）；然后根据各深度的/>

和/>

（即各深度对应的旋转矩阵和平移向量）计算出平均的/>

和/>

（即旋转矩阵和平移向量的平均值，也为上文所述的第二参数）。

更多地，深度d和对应的尺度因子

可以通过线性模型进行换算：/>

。其中，a和b可以利用最小二乘法计算得到。然后将参数

、/>

、/>

、/>

、/>

和/>

（即R、t、s、cx、cy的平均值，也可以理解为上文所述的第二参数）作为初始值。最后，利用LM（Levenberg-Marquarelt）算法计算出应用于上述预设优化模型的相关参数，如上述的R、t、s、cx以及cy（也可以理解为上文所述的第三参数）。

在另一种可能的实施方式中，在根据特征点坐标计算出对 应的三维物理坐标之后，还可以包括以下步骤：

在超声显示屏中标记显示特征点，和特征点对应的三维物理坐标。

如图5所示，为本申请实施例提供的一种进行超声标定后的超声探头和超声面的位置关系的场景示意图，进行超声标定后，超声探头与超声面能够很好的保持在一个平面，有助于医护人员获取更加精确的超声信息，从而保证获取到更加准确的患者信息。

可以看出，本申请实施例的方法会通过分析多深度条件下的多个标定体模图像，进而得到更加准确地相关参数（如上文所述的第三参数）或优化模型，使得标定结果更加准确，这种进行超声标定的方式也更加符合超声成像的原理，且标定的鲁棒性更高。更多地，对于没有获取标定图像的其他深度，也可以利用相关参数（如上文所述的第三参数）或优化模型得到准确的标定结果。

下面结合附图介绍本申请实施例涉及的装置。

请参见图6，为本申请实施例提供的一种多深度超声探头标定的装置的组成示意图，该装置可以包括：获取模块610和计算模块620；

获取模块610，可以用于在超声探头开始工作后，通过该超声探头在预设深度范围内获取第一预设数量的标定体模图像，该超声探头固定于标定体模，该标定体模为N字型标定体模；

计算模块620，可以用于提取标定体模图像的特征点坐标；

计算模块620，可以用于根据特征点坐标计算出对应的三维物理坐标。

在一种可能的实施方式中，该装置还可以包括：

获取模块610，还可以用于在预设深度范围内，每隔第一预设深度通过超声探头获取第二预设数量的标定体模图像，该第二预设数量小于或等于第一预设数量。

在另一种可能的实施方式中，该装置还可以包括：

计算模块620，还可以用于将特征点坐标输入预设优化模型，该预设优化模型对于特征点坐标的输出结果为特征点对应的三维物理坐标，该预设优化模型为

，其中，d表示深度，i表示在d深度下第i个特征点的序号，R表示旋转矩阵，t表示平移向量，s表示在d深度下的超声图像的尺度因子，（cx，cy）表示标定体模图像的中心坐标，/>

表示第i个特征点的像素坐标，

表示第i个特征点的三维物理坐标。

在另一种可能的实施方式中，该装置还可以包括：

计算模块620，还可以用于利用SVD分解算法计算各个深度下的第一参数，该第一参数可以包括旋转矩阵、平移向量以及尺度因子；

计算模块620，还可以用于根据各个深度下的第一参数，计算出第二参数，该第二参数可以为第一参数的平均值；

根据第二参数和LM算法，计算出预设优化模型中的第三参数，该第三参数可以为预设优化模型中的R、t、s、cx以及cy。

在另一种可能的实施方式中，该装置还可包括：显示模块630；

显示模块630，可以用于标记显示特征点，和该特征点对应的三维物理坐标。

请参见图7，为本申请实施例提供的另一种多深度超声探头标定的装置的组成示意图，该装置可包括：

处理器710、存储器720和I/O接口730。处理器710、存储器720和I/O接口730间可实现通信地连接，该存储器720用于存储指令，该处理器710用于执行该存储器720存储的指令，以实现如上图3对应的方法步骤。

处理器710用于执行该存储器720存储的指令，以控制I/O接口730接收和发送信号，完成上述方法中的步骤。其中，所述存储器720可以集成在所述处理器710中，也可以与所述处理器710分开设置。

存储器720中还可以包括存储系统721、高速缓存722和RAM723。其中高速缓存722是存在于RAM723与CPU之间的一级存储器，由静态存储芯片(SRAM)组成，容量比较小但速度比主存高得多，接近于CPU的速度；RAM723是与CPU直接交换数据的内部存储器，可以随时读写（刷新时除外），而且速度很快，通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储介质。三者结合实现存储器720功能。

作为一种实现方式，I/O接口730的功能可以考虑通过收发电路或者收发的专用芯片实现。处理器710可以考虑通过专用处理芯片、处理电路、处理器或者通用芯片实现。

作为另一种实现方式，可以考虑使用通用计算机的方式来实现本申请实施例提供的装置。即将实现处理器710，I/O接口730功能的程序代码存储在存储器720中，通用处理器通过执行存储器720中的代码来实现处理器710，I/O接口730的功能。

该装置所涉及的与本申请实施例提供的技术方案相关的概念，解释和详细说明及其他步骤请参见前述方法或其他实施例中关于装置执行的方法步骤的内容的描述，此处不做赘述。

作为本实施例的另一种实现方式，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，该指令被执行时执行上述方法实施例中的方法。

作为本实施例的另一种实现方式，提供一种包含指令的计算机程序产品，该指令被执行时执行上述方法实施例中的方法。

本领域技术人员可以理解，为了便于说明，图7中仅示出了一个存储器和处理器。在实际的终端或服务器中，可以存在多个处理器和存储器。存储器也可以称为存储介质或者存储设备等，本申请实施例对此不做限制。

应理解，在本申请实施例中，处理器可以是中央处理单元（Central ProcessingUnit，简称CPU），该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器（Digital SignalProcessing ，简称DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC）、现成可编程门阵列（Field－Progracmable Gate Array，简称FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。

还应理解，本申请实施例中提及的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器（Read-Only Memory，简称ROM）、可编程只读存储器（Progracmable ROM，简称PROM）、可擦除可编程只读存储器（Erasable PROM，简称EPROM）、电可擦除可编程只读存储器（Electrically EPROM，简称EEPROM）或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器（RandomAccess Memory，简称RAM），其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器（Static RAM，简称SRAM）、动态随机存取存储器（Dynamic RAM，简称DRAM）、同步动态随机存取存储器（Synchronous DRAM，简称SDRAM）、双倍数据速率同步动态随机存取存储器（Double Data Rate SDRAM，简称DDR SDRAM）、增强型同步动态随机存取存储器（Enhanced SDRAM，简称ESDRAM）、同步连接动态随机存取存储器（Synchlink DRAM，简称SLDRAM）和直接内存总线随机存取存储器（Direct Rambus RAM，简称DR RAM）。

需要说明的是，当处理器为通用处理器、DSP、ASIC、FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件时，存储器（存储模块）集成在处理器中。

应注意，本文描述的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

该总线除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线。

还应理解，本文中涉及的第一、第二、第三、第四以及各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的范围。

应理解，本文中术语“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，A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。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本申请实施例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。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。

在本申请的各种实施例中，上述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，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各种说明性逻辑块（illustrative logical block，简称ILB）和步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线（例如同轴电缆、光纤、数字用户线）或无线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质（例如固态硬盘）等。

本申请实施例还提供一种计算机存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如上述方法实施例中记载的任何一种多深度超声探头标定的方法的部分或全部步骤。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，所述计算机程序可操作来使计算机执行如上述方法实施例中记载的任何一种多深度超声探头标定的方法的部分或全部步骤。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种多深度超声探头标定的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

响应于超声探头开始工作，通过所述超声探头在预设深度范围内获取第一预设数量的标定体模图像，所述超声探头固定于标定体模，所述标定体模为N字型标定体模；

提取所述标定体模图像的特征点坐标；

根据所述特征点坐标计算出对应的三维物理坐标；

所述根据所述特征点坐标计算出对应的三维物理坐标，包括以下步骤：

将所述特征点坐标输入预设优化模型，所述预设优化模型对于所述特征点坐标的输出结果为所述特征点对应的三维物理坐标，所述预设优化模型为

，其中，d表示深度，i表示在d深度下第i个特征点的序号，R表示旋转矩阵，t表示平移向量，s表示在d深度下的超声图像的尺度因子，（cx，cy）表示所述标定体模图像的中心坐标，/>

表示所述第i个特征点的像素坐标，

表示所述第i个特征点的三维物理坐标；

在所述根据所述特征点坐标计算出对应的三维物理坐标之前，还包括以下步骤：

利用SVD分解算法计算各个深度下的第一参数，所述第一参数包括旋转矩阵、平移向量以及尺度因子；

根据所述各个深度下的第一参数，计算出第二参数，所述第二参数为所述第一参数的平均值；

根据所述第二参数和LM算法，计算出所述预设优化模型中的第三参数，所述第三参数为所述预设优化模型中的R、t、s、cx以及cy；

在所述根据所述特征点坐标计算出对应的三维物理坐标之后，还包括以下步骤：

在超声显示屏中标记显示所述特征点，和所述特征点对应的所述三维物理坐标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述响应于超声探头开始工作，通过所述超声探头在预设深度范围内获取第一预设数量的标定体模图像，包括以下步骤：

在所述预设深度范围内，每隔第一预设深度通过所述超声探头获取第二预设数量的标定体模图像，所述第二预设数量小于所述第一预设数量。

3.一种多深度超声探头标定的装置，其特征在于，所述装置包括：获取模块和计算模块；

所述获取模块，用于在超声探头开始工作后，通过所述超声探头在预设深度范围内获取第一预设数量的标定体模图像，所述超声探头固定于标定体模，所述标定体模为N字型标定体模；

所述计算模块，用于提取所述标定体模图像的特征点坐标；

所述计算模块，还用于根据所述特征点坐标计算出对应的三维物理坐标。

4.一种多深度超声探头标定的装置，其特征在于，所述装置包括：

处理器、存储器和总线，所述处理器和所述存储器通过所述总线连接，其中，所述存储器用于存储一组程序代码，所述处理器用于调用所述存储器中存储的所述程序代码，执行如权利要求1-2任一项所述的方法。

5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括：

所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，实现如权利要求1-2任一项所述的方法。

6.一种多深度超声探头标定的系统，其特征在于，所述系统包括：标定体模、超声探头和如权利要求3-4任一项所述的多深度超声探头标定的装置；

所述标定体模，用于固定超声探头；

所述超声探头，用于在预设深度范围内获取第一预设数量的标定体模图像。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统包括：

所述超声探头，还用于在所述预设深度范围内，每隔第一预设深度获取第二预设数量的标定体模图像，所述第二预设数量小于所述第一预设数量。

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