选择性增强图像中感兴趣区域的系统和方法技术方案

本申请涉及系统和方法，其用于接收对应于具有主动态范围的超声图像的超声图像数据，并在电子显示器上显示超声图像的全局色阶映射。超声图像内的感兴趣区域（ROI）可以被区域色阶映射，以提供增强的、优化的、和/或其他改进的ROI图像。区域色阶映射可以允许同一ROI内的特征，相比ROI内的全局色阶映射不能或不容易辨别出的特征，而更够容易地辨别出。

System and method for selectively enhancing a region of interest in an image

The invention relates to a system and method for ultrasonic image data corresponding to the received ultrasound image is the main dynamic range, and displays the global tone mapping of ultrasound images in electronic display. Ultrasound image within a region of interest (ROI) can be regional tone mapping, to provide enhanced and optimized, and / or other improved ROI image. Regional tone mapping allows features in the same ROI, the characteristics of global tone mapping cannot ROI or not easy to identify more than enough to easily identify.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及一种用于查看和增强超声图像的系统和方法，尤其涉及用于增强超声中感兴趣区域的系统和方法。
技术实现思路
在各种实施例中，接收到的超声图像可以具有相对高的动态范围。电子显示器可以具有较低的动态范围。因此，生成主超声图像的可用灰度级与可显示于电子显示器的灰度级的数量的映射，可能是有用的。这种灰度级的色阶映射或编码可以线性或非线性地进行。在各种实施例中，灰度分辨率的损失可使得用户难以区分超声图像的各种特征。本文描述的系统和方法的各种实施例允许用户选择主超声图像的一部分即感兴趣区域（ROI）以用于区域色阶映射。ROI可以显示为置于已全局色阶映射后的图像上的覆盖图像，或者显示为已全局色阶映射后的图像的替换图像，或者显示为独立的图像。在一些实施例中，可以稍微扩展（放大）和/或突出（例如围绕区域加粗边框等）该覆盖图像。在各种实施例中，ROI的区域色阶映射可以包括将主超声图像的ROI色阶映射到更大数量的灰度级，该灰度级的数量比相同区域的全局色阶映射中使用的还要多。在一些实施例中，通过使用不同的线性映射函数、伽马压缩算法、梯度域高动态范围压缩算法、伽马算法、对数算法、直方图均衡算法、区域色阶映射算法、图像分解、图像梯度、逆色阶映射算法、逆线性化算法和/或图像色貌模型（iCAM）等，ROI的区域色阶映射可以不同于相同区域的全局色阶映射。因此，本申请描述的系统和方法可以包括：经由处理器接收对应于具有主动态范围的超声图像的超声图像数据；生成超声图像数据到可显示动态范围的全局色阶映射，该可显示动态范围小于超声图像的主动态范围；经由电子输入装置接收信息以确定用于区域色阶映射的超声图像的选定区域；以及生成与选定区域相对应的一部分超声图像数据到可显示动态范围的区域色阶映射，其中超声图像的选定区域的区域色阶映射不同于超声图像的选定区域的全局色阶映射。前面仅是说明性地描述
技术实现思路
，并不旨在以任何方式对其进行限制。除了上述的说明性方面、实施例和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，其他方面、其他实施例和特征将变得显而易见。附图说明图1是用于显示所选感兴趣区域（ROI）的增强或区域色阶映射的计算机系统的框图。图2示出了用于生成具有区域色阶映射的ROI的方法的一实施例。图3是用于重映射来自主图像的灰度或亮度值以生成所选ROI的区域色阶映射的各种可能状态和/或方法的一组图形表示。图4示出了覆盖于所显示的超声图像上的增强后的ROI的一实施例。图5示出了可选地覆盖于所显示的超声图像上或显示于第二单独窗口中的增强ROI的实施例。图6A和图6C分别示出了用户显示屏的屏幕截图和屏幕截图的代表图，该用户显示屏显示了包括位于肝脏内的物质的超声图像。图6B和图6D分别示出了具有用户显示屏的屏幕截图和屏幕截图的代表图，该用户显示屏显示了在肝脏超声图像上的增强ROI。图7A和图7C分别示出了具有用户显示屏的屏幕截图和屏幕截图的代表图，该用户显示屏显示了睾丸超声图像。图7B和图7D分别示出了具有用户显示屏的屏幕截图和屏幕截图的代表图，该用户显示屏显示了在睾丸超声图像上的增强ROI。图8示出了具有宽动态范围的主超声图像到电子显示器的可显示的动态范围的一种典型的全局映射。图9示出了ROI区域映射的一实施例，其中高于阈值的灰度或亮度值全部映射到单个灰度值。图10示出了ROI区域映射的一实施例，其中高于一阈值以及低于另一阈值的灰度或亮度值被组合。图11示出了ROI区域映射的一种实施例，其中低于阈值的灰度或亮度值全部映射到单个灰度值。图12示出了对于较暗阴影具有较大分辨率的ROI非线性区域映射的一实施例。图13示出了对于较亮阴影具有较大分辨率的ROI非线性区域映射的一实施例。具体实施方式本申请包括用于增强超声图像的感兴趣区域（ROI）的系统和方法的各种实施例。应当理解的是，本申请的各种实施例可适用于其他的图像类型、图像系统和/或图像显示系统或方法。例如，本文描述的实施例可适用于x射线图像、计算机断层摄影（CT）图像以及其他模态的医学图像。此外，本文所使用的各种实施例涉及的是灰度图像以及灰度色阶映射。应当理解的是，许多这些实施例中可以替换为彩色图像和彩色色阶映射。超声成像是一种能够生成软组织结构的实时高分辨率和高动态范围图像的技术。遗憾的是，为了准确地表示图像，不得不做出许多局部妥协，这有可能减少了每幅图像内包含的诊断信息。在各种实施例中，系统（例如系统的处理器）可以接收具有相对高动态范围的超声图像数据。例如系统可以接收具有大约84-108分贝(84-100dB)的动态范围的超声图像，这一范围相当于大约为16,000至262,000个级别间的灰度级。通过使用每像素14-18位的数字成像设备可以采集到这样的图像。应当理解的是，本申请描述的实施例也可以适用于更高（或更低）的动态范围——无论是以dB、灰度级或每像素位数来测量或表示。虽然超声图像数据的动态范围可以相对较高，但是典型的8位电子显示器可能只能够准确地表示256个灰度级（约48dB）。此外，在理想的照明条件下，人类视觉系统或许能够辨别大约1024个灰度级的变化（60dB），但在普通的照明条件下，这一数量可能会减少到仅仅64个灰度级（约32dB）。因此，生成主超声图像的260,000+个灰度级到可显示于电子显示器的灰度级的数量（介于256和1024之间，或者介于8位显示器和10位显示器之间）的映射可能是有用的。在大多数情况下，电子显示器的动态范围小于主超声图像的动态范围。如上所述，超声图像的主动态范围可能超过电子显示器的可显示范围。因此，主动态范围频谱（例如，对于18位的图像而言是从0到262,143的灰度级的频谱）可以全局色阶映射到可显示的动态范围。根据主超声图像的动态范围和电子显示器的可显示动态范围，这种全局色阶映射可能或多或少地被压缩。此外，可以线性地或非线性地进行灰度级的色阶映射或编码。例如，通过将主超声图像的256个独特的灰度级线性映射到8位显示器的每个可显示灰度级，可以将16位超声图像（65,536个灰度级）全局色阶映射于8位显示器。主超声图像的动态范围压缩可能会导致细节上的明显缺失。例如，在将主超声图像全局色阶映射到可显示动态范围期间，主超声图像中灰度阴影相似（但可辨别不同）的对象可以被映射到相同（或不可辨别的不同）的灰度阴影。这种整个图像的全局映射可能会导致数量上不可接受的伪像。图像也可以非线性地进行色阶映射。例如，相对较暗的主超声图像可以使用用于主动态范围的更暗部分的较大数量的可显示灰度级进行全局色阶映射。类似地，相对较亮的主超声图像可以使用用于主动态范围的更亮部分的较大数量的可显示灰度级进行全局色阶映射。无论主图像是线性地还是非线性地映射，灰度分辨率的损失可能会使得用户（人类观察者、计算机观察器或其组合）难以区分超声图像（或如本文所提供的其他图像类型）的各种特征。本文描述的系统和方法的各种实施例允许用户选择主超声图像的一部分，这里称为ROI，用于区域色阶映射。本文描述的区域色阶映射系统和方法可用于ROI，以作为置于已全局色阶映射的图像上的覆盖图像，或者显示于独立窗口中。在一些实施例中，覆盖图像可以被稍微扩大（放大）和/或突出（例如围绕区域加粗边框等）。在各种实施例中，对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于增强超声图像区域的方法，所述方法包括：经由处理器接收对应于具有主动态范围的超声图像的超声图像数据；生成主超声图像到可显示动态范围的全局映射，所述可显示动态范围小于超声图像的主动态范围；经由电子输入设备接收信息，其确定用于增强色阶映射的超声图像的选定区域；生成对应于所选区域的一组超声图像数据到可显示动态范围的区域色阶映射；其中，超声图像的所选区域的区域色阶映射不同于超声图像的所选区域的全局色阶映射。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.30 US 14/2924771.一种用于增强超声图像区域的方法，所述方法包括：经由处理器接收对应于具有主动态范围的超声图像的超声图像数据；生成主超声图像到可显示动态范围的全局映射，所述可显示动态范围小于超声图像的主动态范围；经由电子输入设备接收信息，其确定用于增强色阶映射的超声图像的选定区域；生成对应于所选区域的一组超声图像数据到可显示动态范围的区域色阶映射；其中，超声图像的所选区域的区域色阶映射不同于超声图像的所选区域的全局色阶映射。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超声图像包括灰度图像，其中所述全局色阶映射包括全局灰度映射，其中所述区域色阶映射包括区域灰度映射。3.如权利要求1所述的方法，还包括：在电子显示器上显示可显示动态范围内的超声图像的全局色阶映射；在所述电子显示器上显示超声图像的所选区域的区域色阶映射。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述显示超声图像的所选区域的区域色阶映射包括将所述超声图像的所选区域的区域色阶映射显示为在所显示的所述超声图像的全局色阶映射上的覆盖图。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所选区域的覆盖区域色阶映射相对于所显示的所选区域的全局色阶映射被放大到所述电子显示器上。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，超声图像的所选区域的区域色阶映射的动态范围大于所选区域在全局色阶映射中的动态范围。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，区域色阶映射和全局色阶映射都包括超声图像数据的线性色阶映射；其中，对于超声图像数据的灰度频谱，所选区域的区域色阶映射相对于相同区域的全局色阶映射移动。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，生成超声图像的区域色阶映射包括以下一种或多种函数：线性映射函数、伽马压缩算法、梯度域高动态范围压缩算法、伽马算法、对数算法、直方图均衡算法、区域色阶映射算法、图像分解、图像梯度、逆色阶映射算法、逆线性化算法和/或图像色貌模型（iCAM）。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，生成超声图像的区域色阶映射包括忽略低于最小阈值的超声图像数据的亮度值以及高于最大阈值的超声图像数据的亮度值。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收用于确定所选区域的信息包括接收用户对显示于电子显示器上的超声图像的输入。11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收用于确定所选区域的信息包括接收用于确定可能与血管结构相关的区域的信息。12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收用于确定所选区域的信息包括接收用于确定可能与两个或多个不同组织的边界相关的区域的信息。13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，生成所...

【专利技术属性】
技术研发人员：格伦·W·马克劳林，路德温·斯蒂芬金，
申请(专利权)人：深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44