[发明专利]实时宽景超声成像装置及方法

摘要

本发明涉及一种实时宽景超声成像装置及方法，所述实时宽景超声成像方法包括图像采集、图像配准、图像融合及边缘优化等步骤。所述实时宽景超声成像装置包括宽景图像采集模块、宽景图像配准模块、宽景图像融合模块及宽景图像边缘优化模块。本发明直接从图像采集模块获取连续序列的超声图像信息，进行图像配准和图像融合，无需从静态的视频获取超声图像信息，再结合本发明高效地算法，做到了出图的实时性，对于使用者的操作和诊断有很大帮助。

主权项

1.实时宽景超声成像装置，其特征是，包括宽景图像采集模块、宽景图像配准模块、宽景图像融合模块及宽景图像边缘优化模块；所述宽景图像采集模块获取连续序列的超声图像信息，并选取连续序列中的前后两帧图像信息，设为d帧和d+1帧，传输至宽景图像配准模块；所述宽景图像配准模块将前一步获得的前后两帧的图像信息首先进行精确角点检测及确定，取两帧图像的多对角点；并使用光流法求得多对角点的各自位移；使用RANSAC算法，取出多对角点中最能代表前后两帧图像之间真实位移和角度变化的3对角点；通过所述3对角点的位移情况，计算出前后两帧图像的仿射变换矩阵；宽景图像配准模块将计算得到的前后两帧图像的变换矩阵信息传输至宽景图像融合模块；所述仿射变换矩阵两幅图像对应的点可借助该仿射变换矩阵转换：其中x、y分别代表前一帧图像任意一点的横坐标与纵坐标，x'、y'分别代表后一帧图像相对应点的横坐标与纵坐标，m₀₂、m₁₂分别代表后一帧图像的点相对于前一帧图像对应点的横向位移量与纵向位移量，即两帧图像的平移量(Δx,Δy)；所述宽景图像融合模块通过对宽景图像配准模块获得的变换矩阵Md‑(d+1)进行与预设的位移阈值mThreshold_x、mThreshold_y比较；若满足公式(1)：m02≥mThreshold_x||m12≥mThreshold_y       (1)则进行一次图像拼接；否则，选取顺序向下的一帧图像，将该帧图像与其前一帧作为一对，发送到宽景图像配准模块，得到d+2帧图像与d+1帧图像的仿射变换矩阵M(d+1)‑(d+2)，令Md‑(d+2)＝Md‑(d+1)×M(d+1)‑(d+2)，取出Md‑(d+2)中的m02、m12，即d+2帧图像的点相对于d帧图像对应点的横向位移量与纵向位移量，若满足公式(1)，则进行一次图像拼接，否则依照图像序列顺序重复以上步骤，依次求出Md‑k＝Md‑(k‑1)×M(k‑1)‑k，直至满足公式(1)；所述图像拼接方法为：选取出最先满足公式(1)的Md‑k中的m02、m12，取出k帧图像Pick，经过仿射变换处理Pick'＝Pick×Md‑k，得到与d帧图像Pic1相同的坐标系；取出与该帧相对于d帧移动方向相反的上下角点P0、P1，经过仿射变换得到P'0、P'1，这两点的连线即为拼接线；由两点坐标求出拼接线的直线方程x＝c×y+b；在与该拼接线垂直的方向往两边各取设定距离作为拉普拉斯融合区域进行d帧图像与k帧图像的拉普拉斯图像融合，得到图像Picnew；所述宽景图像配准模块和宽景图像融合模块循环执行，在找出第一个k帧后，将k帧作为新的d帧，依照图像序列顺序取k帧的后一帧作为新的d+1帧，重新寻找最先满足公式(1)的新k帧，并得到新的仿射变换矩阵；将新的仿射变换矩阵与前一次得到的仿射变换矩阵相乘作为累计的仿射变换矩阵，实现新k帧与初始d帧坐标体系的统一；新k帧进入宽景图像融合模块，与前一次的Picnew进行拉普拉斯图像融合，得到新的Picnew；如此循环，直至处理完所有图像，最终得到的Picnew为初步的宽景图像，发送到宽景图像边缘优化模块；所述宽景图像边缘优化模块对得到的整幅宽景图像Picnew进行边缘优化。