[发明专利]一种用于超声图像采集教学任务的辅助系统

说明书

本发明公开了一种用于超声图像采集教学任务的辅助系统，其包括特征提取模块、快速清晰度评估模块、像素级清晰度评估模块和像素清晰度可视化模块，其中特征提取模块用于提取超声图像的区域梯度特征，将图像建模成二维Ising点阵模型；快速清晰度评估模块用于将当前超声图像的清晰度进行快速量化；像素级清晰度评估模块用于计算当前超声图像每个像素的清晰度；像素清晰度可视化模块用于输出当前图像像素的清晰度值。本发明可以实时显示在超声图像中的某个位置，从而给医生提供实时参考；并且对于超声图像像素清晰度的可视化可以在进行采集超声图像教学任务时给老师和学生提供很大的帮助。

技术领域

本发明属于医学超声图像采集领域，涉及到超声图像清晰度的评估方法，具体是一种用于超声图像采集教学任务的辅助系统。

背景技术

一般来讲，培养一个可以独立执行医学超声图像采集任务的超声科医生需要3-5年时间，其主要原因为：1)医生需要学会识别各种器官对应的疾病；2)医生需要学会采集到满足一定清晰度需求的超声图像。在实际教学过程中，如何快速采集到清晰的超声图像不仅依赖于当前所使用的超声成像设备，同时更多的依赖于超声科医生的手法以及他们判断图像质量的经验。然而，判断图像质量需要医生花费大量时间来积累经验。同时，又由于影响图像质量的因素过多导致超声科医生在学习的初始阶段往往无法准确判断他每一步操作所得到的图像是否满足清晰度要求。因此，能够给超声科医生提供一种实时的图像质量评估方法可以有效提高学习效率，并帮助他们快速积累控制超声探头的经验。

综上，在培训超声医生的时需要依靠经验丰富的超声科医生不断的讲解来描述当前图像是满足质量标准的；同时，医生需要根据超声图像的清晰度来控制超声探头。因此，如果能给初学者提供实时的图像清晰度评估，则可以帮助他们快速积累控制超声探头的经验，从而提高教学效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于超声图像采集教学任务的辅助系统，本系统不同于其他超声辅助设备，其可以集成到原始的超声采集设备中，即可以根据实际需求只显示图像清晰度指标和可视化像素可信度，或者均不显示。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种用于超声图像采集教学任务的辅助系统，其包括如下模块：

特征提取模块，用于提取超声图像的区域梯度特征，将图像建模成二维Ising点阵模型；

快速清晰度评估模块，用于将当前超声图像的清晰度进行快速量化；

像素级清晰度评估模块，用于计算当前超声图像每个像素的清晰度；

像素清晰度可视化模块，用于输出当前图像像素的清晰度值。

进一步的，所述特征提取模块将图像分割成相同大尺寸的cell，然后计算每个cell内像素的梯度直方图，通过计算每个cell与标准cell之间的余弦距离实现初始化；所述快速清晰度评估模块基于图像梯度方向和Ising model建立图像清晰度快速评估模型，实现对图像清晰度的快速评估。

进一步的，将图像建模成二维Ising点阵模型，首先需要提取图像的梯度信息，即梯度方向和梯度幅值，并将其融合成一个数值作为判断该像素自旋状态的依据；图像的梯度信息提取方法如下：

将图像均匀的划分成N个尺寸为5*8的cell，每个cell内有40个像素，在该区域内计算每个像素的梯度方向和梯度幅值；同时，将梯度的方向合并到(0°，180°)之间，并均匀的将180度分成6个bin；然后将每个cell内的40个像素特征表示成一个1*6的特征向量。

更进一步的，图像梯度信息的提取通过如下方式计算。

G_x(x,y)＝I(x+1,y)-I(x-1,y)

G_y(x,y)＝I(x,y+1)-I(x,y-1)