超声成像的空间平滑滤波方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种超声成像的空间平滑滤波方法及系统，其方法包括：设定横向平滑滤波器的阶数及中间系数；根据横向阶数、横向中间系数及图像纵横比计算轴向平滑滤波器的轴向阶数及轴向中间系数；计算横向平滑滤波器及轴向平滑滤波器的其余系数；运用横向平滑滤波器及轴向平滑滤波器对图像作横向滤波及轴向滤波的平滑处理。本发明专利技术提供的超声图像的空间平滑滤波方法及系统采用横向平滑滤波器、轴向平滑滤波器依次在二维图像的横向、轴向上的作滤波处理，以保证超声图像沿横向和轴向的平滑程度一致，且横向平滑滤波器或轴向平滑滤波器的阶数和系数均可根据用户设置、或ROI框的变化而自动进行调整，从而实现自适应的图像空间平滑滤波处理。

Spatial smoothing filtering method and system for ultrasonic imaging

The invention provides a system and spatial smoothing method of ultrasonic imaging, the method includes: order and the middle horizontal smoothing filter coefficient setting; according to the lateral order, the middle of the transverse coefficient and image aspect ratio axial order smoothing filter and calculation of axial axial coefficient between the coefficients; transverse and axial smoothing filter the use of smoothing filter; horizontal smoothing filter and smoothing filter for axial and axial transverse filter filter on the image. The present invention provides a system and method of ultrasonic image spatial smoothing filter using horizontal smoothing filter, smoothing filter in the axial transverse and axial in the two-dimensional image on the filter processing, to ensure the smooth and consistent degree of ultrasound image along the transverse and axial, order and coefficient can be smooth and transverse or axial smoothing filter based on filter change user settings, or ROI box and automatically adjust, in order to achieve the image spatial smoothing adaptive.

【技术实现步骤摘要】
超声成像的空间平滑滤波方法及系统
本专利技术涉及信号与图像处理领域，其应用于医疗器械行业的超声诊断仪器中，更具体的讲，本专利技术涉及一种超声成像的自适应空间平滑滤波方法及系统。
技术介绍
超声成像因其无创性、实时性、易操作、成本低等诸多优势，已成为临床上应用中最为广泛的诊断技术之一。超声成像最主要的两种功能模式分别是黑白(B)模式和彩色(CF)模式，其中，CF模式通过计算由于多普勒效应引起的超声信号频移，并通过频移得到血流速度并用不同的颜色(红、蓝)和深浅表示，从而得到实时的彩色血流图像。无论是上述黑白(B)模式还是彩色(CF)模式，为了保证图像的显示效果，一般都需要对图像信号进行空间平滑滤波后，再将图像信号发送到终端显示器上进行显示。空间平滑滤波通常是一种线性滤波器，其基本原理是对数字信号或数字图像中一点(通常为中心点)及其一个邻域中各点的数值以及对应的权重系数求加权平均，从而达到滤除图像噪声的目的。现有技术中，通常以一点及其邻域各点构成的二维区域为空间平滑滤波器的模板算子，然后给定各点的权重系数，再通过求加权平均的方法进行滤波。此方式的平滑滤波未考虑二维图像信号在横向和轴向上的非对称性(比如点与点之间的横向距离和轴向距离不相等)，致使其无法保持沿横向和轴向具有相同的平滑程度，如果某一方向上的平滑程度较高而另一方向上的平滑程度较低，则图像就会具有明显的“线条感”，进而导致超声图像的空间平滑滤波效果大打折扣。此外，在实际的超声成像应用中，医生会根据个体差异等因素，对成像深度及感兴趣区域(ROI框)的大小进行调节，这也会导致整个图像或感兴趣区域的横向和轴向上的点数、及点与点之间的距离发生变化，那么现有滤波方案中固定的滤波算子和滤波系数显然无法满足实际需要。
技术实现思路
本专利技术所需解决的技术问题在于提供一种超声成像的空间平滑滤波方法，对超声图像在横向、轴向上分别作滤波处理，以保证图像处理的效果。相应地，本专利技术还提供一种超声成像的空间平滑滤波系统。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案为：一种超声成像的空间平滑滤波方法，包括如下步骤：S1、根据图像的线密度，相应地设定横向平滑滤波器的横向阶数及横向中间系数；S2、根据当前ROI框中心点的位置计算图像的纵横比，并根据所述横向阶数及纵横比计算轴向平滑滤波器的轴向阶数，及根据所述横向阶数、横向中间系数及轴向阶数计算轴向平滑滤波器的轴向中间系数；S3、根据所述横向阶数及横向中间系数计算所述横向平滑滤波器的其余系数，根据所述轴向阶数及轴向中间系数计算所述轴向平滑滤波器的其余系数；S4、分别运用横向平滑滤波器及轴向平滑滤波器对图像作横向滤波处理及轴向滤波处理。在本方法优选的实施例中，所述轴向阶数的计算公式为：Atap＝2×round(0.5×(Ltap-1)/aspr)+1，其中，Atap表示轴向阶数，Ltap表示横向阶数，aspr表示图像纵横比，函数round()表示对括号中的数进行“四舍五入”并取整。在本方法更优选的实施例中，该方法还包括：预设横向阶数最大值Ltapmax、横向阶数最小值Ltapmin、轴向阶数最大值Atapmax、轴向阶数最小值Atapmin；若当前所设定的横向阶数Ltap>Ltapmax，则Ltap＝Ltapmax；若当前所设定的横向阶数Ltap<Ltapmin，则Ltap＝Ltapmin；若当前计算得出的轴向阶数Atap>Atapmax，则Atap＝Atapmax；若当前计算得出的轴向阶数Atap<Atapmin，则Atap＝Atapmin。在本方法优选的实施例中，所述轴向中间系数的计算公式为：其中，ACcoef表示轴向中间系数，LCcoef表示横向中间系数，Ltap表示横向阶数，Atap表示轴向阶数。在本方法更优选的实施例中，该方法还包括：若当前所述横向中间系数LCcoef>1，则将其设置为1，若当前所述横向中间系数LCcoef<1/tap，则将其设置为1/Ltap；若当前所述轴向中间系数ACcoef>1，则将其设置为1，若当前所述轴向中间系数ACcoef<1/Atap，则将其设置为1/Atap。在本方法优选的实施例中，计算横向平滑滤波器的其余系数的步骤具体包括：若当前横向阶数Ltap＝3，则所述横向中间系数左、右两侧的系数LLRcoef＝(1-LCcoef)/2，其中，LCcoef表示横向中间系数；若当前横向阶数Ltap>3，则计算离所述横向中间系数最近的左、右两侧的系数LLRcoef(1)＝(1-LCcoef)/4；其中，若LLRcoef(1)>LCcoef，则所述横向平滑滤波器的所有系数均为1/Ltap；若LLRcoef(1)≦LCcoef，则：左、右两侧的系数依次在前一系数的基础上减半，即：LLRcoef(i)＝LLRcoef(i-1)/2，其中，2≦i＜(Ltap-1)/2；直至最左侧和最右侧的两个系数取与前一系数相同的值，即：LLRcoef(i)＝LLRcoef(i-1)，其中，i＝(Ltap-1)/2；同样地，计算轴向平滑滤波器的其余系数的步骤具体包括：若当前轴向阶数Atap＝3，则所述轴向中间系数左、右两侧的系数ALRcoef＝(1-ACcoef)/2，其中，ACcoef表示轴向中间系数；若当前轴向阶数Atap>3，则计算离所述轴向中间系数最近的左、右两侧的系数ALRcoef(1)＝(1-ACcoef)/4；其中，若ALRcoef(1)>ACcoef，则所述轴向平滑滤波器的所有系数均为1/Atap；若ALRcoef(1)≦ACcoef，则：左、右两侧的系数依次在前一系数的基础上减半，即：ALRcoef(i)＝ALRcoef(i-1)/2，其中，2≦i＜(Atap-1)/2；直至最左侧和最右侧的两个系数取与前一系数相同的值，即：ALRcoef(i)＝ALRcoef(i-1)，其中，i＝(Atap-1)/2。此外，一种超声成像的空间平滑滤波系统，包括如下模块：横向滤波设定模块、用于根据图像的线密度，相应地设定横向平滑滤波器的横向阶数及横向中间系数；轴向滤波计算模块、用于根据当前ROI框中心点的位置计算图像的纵横比，并根据所述横向阶数及纵横比计算轴向平滑滤波器的轴向阶数，及根据所述横向阶数、横向中间系数及轴向阶数计算轴向平滑滤波器的轴向中间系数；其余系数获取模块、用于根据所述横向阶数及横向中间系数计算所述横向平滑滤波器的其余系数，根据所述轴向阶数及轴向中间系数计算所述轴向平滑滤波器的其余系数；双向滤波处理模块、用于运用横向平滑滤波器及轴向平滑滤波器对图像作横向滤波处理及轴向滤波处理。在本系统优选的实施例中，所述轴向阶数的计算公式为：Atap＝2×round(0.5×(Ltap-1)/aspr)+1，其中，Atap表示轴向阶数，Ltap表示横向阶数，aspr表示图像纵横比，函数round()表示对括号中的数进行“四舍五入”并取整。在本系统优选的实施例中，所述轴向中间系数的计算公式为：其中，ACcoef表示轴向中间系数，LCcoef表示横向中间系数，Ltap表示横向阶数，Atap表示轴向阶数。在本系统优选的实施例中，所述其余系数获取模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声成像的空间平滑滤波方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、根据图像的线密度，相应地设定横向平滑滤波器的横向阶数及横向中间系数；S2、根据当前ROI框中心点的位置计算图像的纵横比，并根据所述横向阶数及纵横比计算轴向平滑滤波器的轴向阶数，及根据所述横向阶数、横向中间系数及轴向阶数计算轴向平滑滤波器的轴向中间系数；S3、根据所述横向阶数及横向中间系数计算所述横向平滑滤波器的其余系数，根据所述轴向阶数及轴向中间系数计算所述轴向平滑滤波器的其余系数；S4、分别运用横向平滑滤波器及轴向平滑滤波器对图像作横向滤波处理及轴向滤波处理。

【技术特征摘要】
1.一种超声成像的空间平滑滤波方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、根据图像的线密度，相应地设定横向平滑滤波器的横向阶数及横向中间系数；S2、根据当前ROI框中心点的位置计算图像的纵横比，并根据所述横向阶数及纵横比计算轴向平滑滤波器的轴向阶数，及根据所述横向阶数、横向中间系数及轴向阶数计算轴向平滑滤波器的轴向中间系数；S3、根据所述横向阶数及横向中间系数计算所述横向平滑滤波器的其余系数，根据所述轴向阶数及轴向中间系数计算所述轴向平滑滤波器的其余系数；S4、分别运用横向平滑滤波器及轴向平滑滤波器对图像作横向滤波处理及轴向滤波处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轴向阶数的计算公式为：Atap＝2×round(0.5×(Ltap-1)/aspr)+1，其中，Atap表示轴向阶数，Ltap表示横向阶数，aspr表示图像纵横比，函数round()表示对括号中的数进行“四舍五入”并取整。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法还包括：预设横向阶数最大值Ltapmax、横向阶数最小值Ltapmin、轴向阶数最大值Atapmax、轴向阶数最小值Atapmin；若当前所设定的横向阶数Ltap>Ltapmax，则Ltap＝Ltapmax；若当前所设定的横向阶数Ltap<Ltapmin，则Ltap＝Ltapmin；若当前计算得出的轴向阶数Atap>Atapmax，则Atap＝Atapmax；若当前计算得出的轴向阶数Atap<Atapmin，则Atap＝Atapmin。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轴向中间系数的计算公式为：其中，ACcoef表示轴向中间系数，LCcoef表示横向中间系数，Ltap表示横向阶数，Atap表示轴向阶数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法还包括：若当前所述横向中间系数LCcoef>1，则将其设置为1，若当前所述横向中间系数LCcoef<1/Ltap，则将其设置为1/Ltap；若当前所述轴向中间系数ACcoef>1，则将其设置为1，若当前所述轴向中间系数ACcoef<1/Atap，则将其设置为1/Atap。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算横向平滑滤波器的其余系数的步骤具体包括：若当前横向阶数Ltap＝3，则所述横向中间系数左、右两侧的系数LLRcoef＝(1-LCcoef)/2，其中，LCcoef表示横向中间系数；若当前横向阶数Ltap>3，则计算离所述横向中间系数最近的左、右两侧的系数LLRcoef(1)＝(1-LCcoef)/4；其中，若LLRcoef(1)>LCcoef，则所述横向平滑滤波器的所有系数均为1/Ltap；若LLRcoef(1)≦LCcoef，则：左、右两侧的系数依次在前一系数的基础上减半，即：LLRcoef(i)＝LLRcoef(i-1)/2，其中，2≦i＜(Ltap-1)/2；直至最左侧和最右侧的两个系数取与前一系数相同的值，即：LLRcoef(i)＝LLRcoef(i-1)，其中，i＝(Ltap-1)/2；计算轴向平滑滤波器的其余系数的步骤具体包括：若当前轴向阶数Atap＝3，则所述轴向中间系数左、右两侧的系数ALRcoef＝(1-ACcoef)/2，其中，ACcoef表示轴向中间系数；若当前轴向阶数Atap>3，则计算离所述轴向中间系数最近的左、右两侧的系数ALRcoef(1)＝(1-ACcoef)/4；其中，若ALRcoef(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌涛，
申请(专利权)人：飞依诺科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32