本發(fā)明涉及超聲成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超聲圖像區(qū)域質(zhì)量增強(qiáng)裝置及方法。

背景技術(shù)：

超聲圖像質(zhì)量包含橫向分辨率，軸向分辨率，穿透，時(shí)間分辨率等若干方面。通常情況下，這幾個(gè)方面是相互制約的，例如為了得到較好的橫向分辨率要損失時(shí)間分辨率，為了得到較好的軸向分辨率要損失穿透能力。

當(dāng)醫(yī)生指定圖像上某個(gè)感興趣區(qū)域（ROI: Region of Interest）進(jìn)行圖像增強(qiáng)時(shí)，要么調(diào)整整幅圖像的成像參數(shù)，如頻率，線密度等，結(jié)果導(dǎo)致圖像質(zhì)量若干個(gè)方面提升，同時(shí)其它方面受到損失；要么對(duì)局部區(qū)域進(jìn)行放大顯示，圖像質(zhì)量改善的程度是有限的。

專利CN 103156636 B提出了一種方法，通過(guò)對(duì)ROI區(qū)域的若干參數(shù)調(diào)節(jié)，提高該區(qū)域的成像質(zhì)量，使得在該有限區(qū)域內(nèi)，圖像質(zhì)量的橫向分辨率，軸向分辨率，穿透，時(shí)間分辨率等方面均達(dá)到比較高的水平，同時(shí)凍結(jié)ROI區(qū)域之外的圖像。在該方案實(shí)施過(guò)程中，需要考慮的一個(gè)問(wèn)題是當(dāng)對(duì)ROI區(qū)域之外的圖像進(jìn)行凍結(jié)處理后，只有ROI區(qū)域保持在實(shí)時(shí)掃查狀態(tài)，醫(yī)生在移動(dòng)探頭過(guò)程中，由于缺乏參考，使得ROI區(qū)域一直保持在活動(dòng)顯示窗口內(nèi)變得較為困難，尤其是ROI區(qū)域設(shè)置較小的時(shí)候，這將導(dǎo)致醫(yī)生操作的復(fù)雜度提高，影響工作效率。另外一個(gè)需要考慮的問(wèn)題是，在該圖像區(qū)域增強(qiáng)的過(guò)程中，圖像的灰度及動(dòng)態(tài)范圍會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)監(jiān)測(cè)及控制圖像的灰度及動(dòng)態(tài)范圍變化提高該功能的使用友好性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述問(wèn)題，提供一種超聲圖像區(qū)域質(zhì)量的增強(qiáng)裝置及方法。

本發(fā)明提出了一種在指定區(qū)域增強(qiáng)超聲圖像質(zhì)量的方法。該方法在ROI區(qū)域圖像增強(qiáng)的同時(shí)，保持ROI之外區(qū)域的實(shí)時(shí)掃查，為醫(yī)生的掃查定位提供參考，同時(shí)ROI之外區(qū)域的圖像也可以提供一定的診斷信息。另外，對(duì)區(qū)域增強(qiáng)過(guò)程中灰度及動(dòng)態(tài)范圍變化實(shí)施監(jiān)測(cè)和控制，使得整個(gè)切換過(guò)程是平滑過(guò)渡的。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種超聲圖像區(qū)域質(zhì)量增強(qiáng)裝置，包括：

常規(guī)掃描及顯示處理模塊，用于包括發(fā)射、接收、波束成型、中處理、數(shù)字掃描變換、后處理及圖像顯示；

用戶界面組件，包括具有識(shí)別軌跡球、手寫筆、觸摸描跡及按壓等多種控制的用戶界面；

區(qū)域優(yōu)化處理模塊，優(yōu)化ROI區(qū)域的多種成像參數(shù)并對(duì)圖像進(jìn)行灰度及動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整；

背景處理模塊，區(qū)域增強(qiáng)時(shí)，優(yōu)化背景圖像的多種成像參數(shù)并對(duì)圖像進(jìn)行灰度及動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整。

一種超聲圖像區(qū)域質(zhì)量增強(qiáng)方法，具體包括以下步驟：

（1）確定區(qū)域：通過(guò)用戶界面組件獲得ROI區(qū)域的范圍；該范圍包括ROI區(qū)域的左右范圍和從左至右每條線的上下深度范圍；具體為通過(guò)軌跡球、手寫筆或觸摸描跡指定圖像上ROI區(qū)域，用戶界面組件獲得ROI區(qū)域的左右范圍和從左至右每條線的上下深度范圍，該區(qū)域的邊界高亮顯示；

（2）統(tǒng)計(jì)直方圖：對(duì)ROI區(qū)域內(nèi)的圖像及ROI之外區(qū)域的圖像分別統(tǒng)計(jì)灰度直方圖；

直方圖為hist0 =[a0,a1,…a255]對(duì)應(yīng)圖像中0-255每個(gè)灰度值出現(xiàn)的頻率；

（3）區(qū)域圖像增強(qiáng)：對(duì)ROI區(qū)域內(nèi)的圖像進(jìn)行增強(qiáng)；

（4）區(qū)域灰度調(diào)節(jié)：對(duì)ROI區(qū)域內(nèi)的圖像統(tǒng)計(jì)灰度直方圖，并對(duì)比步驟（2）中該區(qū)域的灰度直方圖進(jìn)行灰度調(diào)節(jié)；

直方圖為hist1 =[b0,b1,…b255]對(duì)應(yīng)圖像中0-255每個(gè)灰度值出現(xiàn)的頻率

對(duì)Y在指定的范圍內(nèi)求最小值，

假設(shè)原始圖像灰度為,灰度調(diào)整后，灰度

（5）區(qū)域外圖像調(diào)節(jié)：對(duì)ROI區(qū)域之外的圖像進(jìn)行調(diào)節(jié)成像；

（6）區(qū)域外圖像灰度調(diào)節(jié)：對(duì)ROI區(qū)域之外的圖像統(tǒng)計(jì)灰度直方圖，并對(duì)比步驟（2）中對(duì)應(yīng)的灰度直方圖進(jìn)行灰度調(diào)節(jié)；灰度調(diào)節(jié)如步驟（4）；

（7）圖像疊加：將步驟4得到的圖像與步驟6得到的圖像疊加后進(jìn)行顯示；可以根據(jù)約定的操作對(duì)ROI區(qū)域做放大顯示，例如當(dāng)醫(yī)生手指對(duì)該區(qū)域進(jìn)行按壓時(shí)，圖像放大，放大倍數(shù)與按壓力的大小相關(guān)；當(dāng)雙擊ROI區(qū)域時(shí)，圖像回到之前的正常掃描及顯示模式；

（8）返回正常成像模式。

優(yōu)選的，步驟（3）中具體包括調(diào)節(jié)該區(qū)域的發(fā)射焦點(diǎn)位置、發(fā)射波形、工作頻率及相關(guān)匹配參數(shù)、多波束數(shù)目及復(fù)合次數(shù)、合成孔徑、線密度和每條線的脈沖重復(fù)時(shí)間。

優(yōu)選的，步驟（5）具體步驟為：通過(guò)對(duì)整幅圖像成像得到的，包括調(diào)節(jié)該區(qū)域的發(fā)射波形，多波束數(shù)目及復(fù)合次數(shù)，合成孔徑，線密度。對(duì)該圖像的成像要求是較高的幀頻，較低的發(fā)射功率，從而使得總的幀頻提高，同時(shí)保持總功率不超出法規(guī)要求的前提下提高ROI區(qū)域的聲功率，改善ROI區(qū)域的信噪比。為提高幀頻可以提高多波束數(shù)目，降低復(fù)合次數(shù)，關(guān)閉合成孔徑，降低線密度；為降低發(fā)射功率，可以降低發(fā)射電壓，減少脈沖重復(fù)個(gè)數(shù)。

優(yōu)選的，步驟（5）具體步驟為：發(fā)射平面波，而后在波束合成時(shí)進(jìn)行聚焦。該方法可以保證得到很高的幀頻及很低的聲功率。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是：

該發(fā)明使得ROI區(qū)域圖像質(zhì)量得到增強(qiáng)，同時(shí)保留ROI區(qū)域之外的圖像作為參考和提供診斷信息，提高醫(yī)生的工作效率；同時(shí)使得圖像增強(qiáng)前后灰度及動(dòng)態(tài)范圍變化得到有效控制，避免圖像亮暗的強(qiáng)烈變化，提高該功能使用的友好性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的流程圖；

圖2是本發(fā)明的一種屏幕放大示意圖；

圖3是本發(fā)明的裝置的結(jié)構(gòu)是示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述說(shuō)明。

如果無(wú)特殊說(shuō)明，本發(fā)明的實(shí)施例中所采用的原料均為本領(lǐng)域常用的原料，實(shí)施例中所采用的方法，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。

實(shí)施例1：

一種超聲圖像區(qū)域質(zhì)量增強(qiáng)裝置，如圖3所示，包括：

常規(guī)掃描及顯示處理模塊，用于包括發(fā)射、接收、波束成型、中處理、數(shù)字掃描變換、后處理及圖像顯示；

用戶界面組件，包括具有識(shí)別軌跡球、手寫筆、觸摸描跡及按壓等多種控制的用戶界面；

區(qū)域優(yōu)化處理模塊，優(yōu)化ROI區(qū)域的多種成像參數(shù)并對(duì)圖像進(jìn)行灰度及動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整；

背景處理模塊，區(qū)域增強(qiáng)時(shí)，優(yōu)化背景圖像的多種成像參數(shù)并對(duì)圖像進(jìn)行灰度及動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整。

一種超聲圖像區(qū)域質(zhì)量增強(qiáng)方法，實(shí)際應(yīng)用具體包括以下步驟：

如圖1所示，醫(yī)生在超聲系統(tǒng)正常掃描及顯示模式下即在常規(guī)掃描及顯示處理模塊的看控制下：

首先（1）確定ROI區(qū)域：通過(guò)用戶界面組件獲得ROI區(qū)域的范圍；該范圍包括ROI區(qū)域的左右范圍和從左至右每條線的上下深度范圍；具體為通過(guò)軌跡球、手寫筆或觸摸描跡指定圖像上ROI區(qū)域，用戶界面組件獲得ROI區(qū)域的左右范圍和從左至右每條線的上下深度范圍，該區(qū)域的邊界高亮顯示；

然后，（2）統(tǒng)計(jì)直方圖：具體為對(duì)ROI區(qū)域內(nèi)的圖像及ROI之外區(qū)域的圖像分別統(tǒng)計(jì)灰度直方圖；

然后，（3）區(qū)域圖像增強(qiáng)：具體為對(duì)ROI區(qū)域內(nèi)的圖像進(jìn)行增強(qiáng)；具體包括調(diào)節(jié)該區(qū)域的發(fā)射焦點(diǎn)位置、發(fā)射波形、工作頻率及相關(guān)匹配參數(shù)、多波束數(shù)目及復(fù)合次數(shù)、合成孔徑、線密度和每條線的脈沖重復(fù)時(shí)間；

然后，（4）區(qū)域灰度調(diào)節(jié)：具體為ROI區(qū)域灰度調(diào)節(jié)，對(duì)ROI區(qū)域內(nèi)的圖像統(tǒng)計(jì)灰度直方圖，并對(duì)比步驟（2）中該區(qū)域的灰度直方圖進(jìn)行灰度調(diào)節(jié)；

然后，（5）區(qū)域外圖像調(diào)節(jié)：對(duì)ROI區(qū)域之外的圖像進(jìn)行調(diào)節(jié)成像；通過(guò)對(duì)整幅圖像成像得到的，包括調(diào)節(jié)該區(qū)域的發(fā)射波形，多波束數(shù)目及復(fù)合次數(shù)，合成孔徑，線密度。

然后，（6）區(qū)域外圖像灰度調(diào)節(jié)：對(duì)ROI區(qū)域之外的圖像統(tǒng)計(jì)灰度直方圖，并對(duì)比步驟（2）中對(duì)應(yīng)的灰度直方圖進(jìn)行灰度調(diào)節(jié)；

然后，（7）圖像疊加：將步驟4得到的圖像與步驟6得到的圖像疊加后進(jìn)行顯示；具體如圖2所示，ROI區(qū)域進(jìn)行了放大；可以根據(jù)約定的操作對(duì)ROI區(qū)域做放大顯示，例如當(dāng)醫(yī)生手指對(duì)該區(qū)域進(jìn)行按壓時(shí)，圖像放大，放大倍數(shù)與按壓力的大小相關(guān)；

最后，（8）返回正常成像模式，當(dāng)雙擊ROI區(qū)域時(shí)，圖像回到之前的正常掃描及顯示模式。

實(shí)施例2：

一種超聲圖像區(qū)域質(zhì)量增強(qiáng)裝置，如圖3所示，包括：

常規(guī)掃描及顯示處理模塊，用于包括發(fā)射、接收、波束成型、中處理、數(shù)字掃描變換、后處理及圖像顯示；

用戶界面組件，包括具有識(shí)別軌跡球、手寫筆、觸摸描跡及按壓等多種控制的用戶界面；

區(qū)域優(yōu)化處理模塊，優(yōu)化ROI區(qū)域的多種成像參數(shù)并對(duì)圖像進(jìn)行灰度及動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整；

背景處理模塊，區(qū)域增強(qiáng)時(shí)，優(yōu)化背景圖像的多種成像參數(shù)并對(duì)圖像進(jìn)行灰度及動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整。

一種超聲圖像區(qū)域質(zhì)量增強(qiáng)方法，實(shí)際應(yīng)用具體包括以下步驟：

如圖1所示，醫(yī)生在超聲系統(tǒng)正常掃描及顯示模式下即在常規(guī)掃描及顯示處理模塊的看控制下：

首先（1）確定ROI區(qū)域：通過(guò)用戶界面組件獲得ROI區(qū)域的范圍；該范圍包括ROI區(qū)域的左右范圍和從左至右每條線的上下深度范圍；具體為通過(guò)軌跡球、手寫筆或觸摸描跡指定圖像上ROI區(qū)域，用戶界面組件獲得ROI區(qū)域的左右范圍和從左至右每條線的上下深度范圍，該區(qū)域的邊界高亮顯示；

然后，（2）統(tǒng)計(jì)直方圖：具體為對(duì)ROI區(qū)域內(nèi)的圖像及ROI之外區(qū)域的圖像分別統(tǒng)計(jì)灰度直方圖；

然后，（3）區(qū)域圖像增強(qiáng)：具體為對(duì)ROI區(qū)域內(nèi)的圖像進(jìn)行增強(qiáng)；具體包括調(diào)節(jié)該區(qū)域的發(fā)射焦點(diǎn)位置、發(fā)射波形、工作頻率及相關(guān)匹配參數(shù)、多波束數(shù)目及復(fù)合次數(shù)、合成孔徑、線密度和每條線的脈沖重復(fù)時(shí)間；

然后，（4）區(qū)域灰度調(diào)節(jié)：具體為ROI區(qū)域灰度調(diào)節(jié)，對(duì)ROI區(qū)域內(nèi)的圖像統(tǒng)計(jì)灰度直方圖，并對(duì)比步驟（2）中該區(qū)域的灰度直方圖進(jìn)行灰度調(diào)節(jié)；

然后，（5）區(qū)域外圖像調(diào)節(jié)：對(duì)ROI區(qū)域之外的圖像進(jìn)行調(diào)節(jié)成像；發(fā)射平面波，而后在波束合成時(shí)進(jìn)行聚焦；

然后，（6）區(qū)域外圖像灰度調(diào)節(jié)：對(duì)ROI區(qū)域之外的圖像統(tǒng)計(jì)灰度直方圖，并對(duì)比步驟（2）中對(duì)應(yīng)的灰度直方圖進(jìn)行灰度調(diào)節(jié)；

然后，（7）圖像疊加：將步驟4得到的圖像與步驟6得到的圖像疊加后進(jìn)行顯示；具體如圖2所示，ROI區(qū)域進(jìn)行了放大；可以根據(jù)約定的操作對(duì)ROI區(qū)域做放大顯示，例如當(dāng)醫(yī)生手指對(duì)該區(qū)域進(jìn)行按壓時(shí)，圖像放大，放大倍數(shù)與按壓力的大小相關(guān)；

最后，（8）返回正常成像模式，當(dāng)雙擊ROI區(qū)域時(shí)，圖像回到之前的正常掃描及顯示模式。