一种用于超声图像的配准方法、超声设备及存储介质与流程

本发明涉及超声图像处理技术领域，尤其涉及一种用于超声图像的配准方法、一种超声设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

超声图像检测由于具有实时性强、安全性高、价格低、效率高等优点，在一些浅表层器官的检测中得到了广泛应用。

在实际应用场景中，由于探头尺寸较小，常常需要扫查多个图像子列并拼接才能复现扫查体特征。每列中探头运动的始末位置存在图像的疏密分布非均匀区域，该区域内断层图像的疏密分布与正常扫查区域差异较大，因此无法按照图像索引直接整体配准、拼接。

现有的配准方法大致可分为基于灰度、基于几何结构特征及同时基于灰度和几何结构特征三类方法。在实际应用中，基于灰度的配准方法计算量较大导致效率低下，影响用户使用体验；基于特征的配准方法多适用于分辨率较高的图像，而超声图像恰恰因存在较多噪声导致分辨力低，配准无法达到预期效果。因此，如何提供一种计算量小且不易受噪声影响的配准方法成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于超声图像的配准方法、一种超声设备及计算机可读存储介质，解决相关技术中存在的无法进行计算量小且不受噪声影响的配准方法的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种用于超声图像的配准方法，其中，在被检体的待扫查区域设置筛网，所述筛网与所述被检体的表面接触，所述筛网的面积大于或者等于所述待扫查区域的面积，所述筛网上位于所述待扫查区域内且距离所述待扫查区域的边界在预设范围内设置高声阻抗标识条，所述用于超声图像的配准方法包括：

获取所述待扫查区域的多排超声图像，其中每排超声图像均为通过超声探头沿垂直于所述高声阻抗标识条的方向连续扫查得到，每排超声图像均包括多帧超声图像；

分别计算每排超声图像的每一帧超声图像灰度值；

将每排超声图像中的灰度值最小的一帧超声图像作为该排超声图像的配准基准图像；

将配准基准图像进行拼接得到无效超声图像，并将每排中位于所述配准基准图像两侧的有效超声图像进行拼接，得到超声扫查图像。

进一步地，所述将配准基准图像进行拼接得到无效超声图像，并将每排中位于所述配准基准图像两侧的有效超声图像进行拼接，得到超声扫查图像，包括：

依次将相邻两排超声图像中的配准基准图像进行拼接，得到一幅无效超声图像；

将每排超声图像中位于配准基准图像的两侧的每一帧有效超声图像与相邻一排超声图像中同一位置的有效超声图像依次进行拼接，得到多幅超声扫查图像。

进一步地，所述依次将相邻两排超声图像中的配准基准图像进行拼接，得到一幅无效超声图像，包括：

将第一排超声图像中的配准基准图像与第二排超声图像中的配准基准图像进行拼接；

从第三排超声图像开始，将前排获得的拼接图像与当前排超声图像中的配准基准图像进行拼接，得到一幅无效超声图像。

进一步地，所述将每排超声图像中位于配准基准图像的两侧的每一帧有效超声图像与相邻一排超声图像中同一位置的有效超声图像依次进行拼接，得到多幅超声扫查图像，包括：

计算相邻两排超声图像中的配准基准图像的索引差；

相邻两排超声图像中的每一帧有效超声图像均根据所述索引差进行拼接，得到多幅超声扫查图像。

进一步地，所述相邻两排超声图像中的每一帧有效超声图像均根据所述索引差进行拼接，得到多幅超声扫查图像，包括：

第一排超声图像中的每一帧有效超声图像均根据第一索引差与第二排超声图像中对应位置有效超声图像进行拼接，所述第一索引差为所述第一排超声图像与第二排超声图像之间的索引差；

从第三排超声图像开始，将前排获得的拼接图像根据第二索引差与当前排超声图像中的有效超声图像进行拼接，得到多幅超声扫查图像，所述第二索引差为前排获得的拼接图像与当前排超声图像之间的索引差。

进一步地，在所述计算相邻两排超声图像中的配准基准图像的索引差的步骤之前还包括：

确定每排超声图像的索引升降顺序方向，且所有排超声图像的索引升降顺序方向均相同。

进一步地，当每排超声图像的索引升降顺序方向为沿远离所述高声阻抗标识条的方向升序排列时，每排超声图像中，位于所述配准基准图像的索引值逐渐升高的一侧的超声图像为该排超声图像的有效超声图像，位于所述配准基准图像的索引值逐渐升高的另一侧的超声图像中能够与相邻排按照索引差进行配准的图像为有效超声图像，位于所述配准基准图像的索引值逐渐降低的另一侧的超声图像中能够与相邻排按照索引差进行配准的图像为有效超声图像；

当每排超声图像的索引升降顺序方向为沿远离所述高声阻抗标识条的方向降序排列时，每排超声图像中，位于所述配准基准图像的索引值逐渐降低的一侧的超声图像为该排超声图像的有效超声图像。

进一步地，所述用于超声图像的配准方法还包括：

分别对所述无效超声图像以及每幅所述超声扫查图像的每个拼接处均进行加权平均和滤波处理。

作为本发明的另一个方面，提供一种超声设备，其中，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器通信连接，所述存储器用于存储计算机指令，所述处理器用于加载并执行所述计算机指令，以实现前文所述的用于超声图像的配准方法。

作为本发明的另一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行前文所述的用于超声图像的配准方法。

本发明提供的用于超声图像的配准方法，通过在筛网上设置高声阻抗标识条，并对超声探头在筛网上进行扫查得到的超声图像进行配准，这种用于超声图像的配准方法无需进行基于灰度的大量计算和基于几何结构特征的查找，从方法原理上避免其他方法效率低和无法适应低分辨率图像的缺陷，达到快速、准确的配准效果。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1为本发明提供的用于超声图像的配准方法的流程图。

图2为本发明提供的筛网设置示意图。

图3为本发明提供的多排超声图像的配准示意图。

图4a为本发明提供的未配准与配准的拼接一种比对示意图。

图4b为本发明提供的对于较大特征的拼接示意图。

图4c为本发明提供的尺寸不明显的拼接示意图。

图4d为本发明提供的未配准与配准的拼接另一种比对示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实施例中提供了一种用于超声图像的配准方法，图1是根据本发明实施例提供的用于超声图像的配准方法的流程图，图2为本发明实施例提供的筛网设置示意图，如图1和图2所示，在被检体的待扫查区域设置筛网100，所述筛网100与所述被检体的表面接触，所述筛网100的面积大于或者等于所述待扫查区域的面积，所述筛网100上位于所述待扫查区域内且距离所述待扫查区域的边界在预设范围内设置高声阻抗标识条200，所述用于超声图像的配准方法包括：

s110、获取所述待扫查区域的多排超声图像，其中每排超声图像均为通过超声探头沿垂直于所述高声阻抗标识条的方向连续扫查得到，每排超声图像均包括多帧超声图像；

需要说明的是，本发明实施例中的被检体的待扫查区域通常指的是乳腺、腹部等可扫查面积比较大的浅表层组织或器官。

还需要说明的是，本发明实施例中，高声阻抗标识条位于所述待扫查区域内，且设置在靠近所述待扫查区域的边界的位置，即在距离所述待扫查区域的边界位置的预设范围内，所述预设范围可以为10mm，即在距离所述待扫查区域的边界10mm左右的位置。

在一些实施方式中，所述筛网100可以由树脂纤维等制作成柔软度高、呈网格状的结构，这样在与被检体接触时不易引起被检体的不适。

在一些实施方式中，所述高声阻抗标识条200为能够满足高声阻抗的特性的材质均可，例如可以为木签，厚度大一些的纸条等等，本发明对此不做限定。

在本发明实施例中，以图2所示的方向为例，在筛网的左侧即靠近待扫查区域的左侧边界的位置放置高声阻抗标识条，超声探对待扫查区域进行扫查。

在一些实施方式中，以图2中的a点作为超声探头扫查的起始位置，同时该位置为第一排超声图像的帧图像起始生成位置。

需要说明的是，超声探头在待扫查区域进行扫查时，为沿垂直于所述高声阻抗标识条200的方向连续扫查，形成如图2所示的移动轨迹b。

还需要说明的是，图2所示的超声探头的移动轨迹形成了三排超声图像，每排超声图像均包括多帧超声图像。如图3所示，为与图2对应的三排超声图像，且每排超声图像包括5帧超声图像。

s120、分别计算每排超声图像的每一帧超声图像灰度值；

以图2和图3所示为例，分别计算垂直于所述高声阻抗标识条的三排超声图像中的每一帧超声图像的灰度值，并比较每一排超声图像中所有帧的超声图像的灰度值大小，选出该排超声图像中灰度值最小的一帧超声图像。

如图3所示，三排超声图像中，每排超声图像均包括5帧超声图像，分别计算第一排、第二排和第三排中的各5帧超声图像的灰度值，得到第一排超声图像中灰度值最下的一帧超声图像、第二排超声图像中灰度值最小的一帧超声图像以及第三排超声图像中灰度值最小的一帧超声图像。

s130、将每排超声图像中的灰度值最小的一帧超声图像作为该排超声图像的配准基准图像；

如图3所示，将第一排超声图像中由左到右数的第二帧图像为第一排超声图像中的灰度值最小的一帧超声图像，因此，该帧超声图像作为第一排超声图像的配准基准图像，同理，第二排超声图像中由左到右数的第四帧图像作为第二排超声图像的配准基准图像，第三排超声图像中由左到右数的第一帧图像作为第三排超声图像的配准基准图像。

s140、将配准基准图像进行拼接得到无效超声图像，并将每排中位于所述配准基准图像两侧的有效超声图像进行拼接，得到超声扫查图像。

将上述得到的每排的配准基准图像进行拼接，作为无效超声图像，然后将位于该无效超声图像两侧的有效超声图像（以图3所示为例）进行拼接，得到超声扫查图像。

需要说明的是，配准基准图像进行拼接后得到的是无效超声图像，该无效超声图像是需要被丢弃的，在所述配准基准图像两侧的能够与相邻一排进行拼接的图像为有效超声图像，无法进行位置匹配的图像则为无效超声图像，进行丢弃。

本发明实施例提供的用于超声图像的配准方法，通过在筛网上设置高声阻抗标识条，并对超声探头在筛网上进行扫查得到的超声图像进行配准，这种用于超声图像的配准方法无需进行基于灰度的大量计算和基于几何结构特征的查找，从方法原理上避免其他方法效率低和无法适应低分辨率图像的缺陷，达到快速、准确的配准效果。

具体地，所述将配准基准图像进行拼接得到无效超声图像，并将每排中位于所述配准基准图像两侧的有效超声图像进行拼接，得到超声扫查图像，包括：

依次将相邻两排超声图像中的配准基准图像进行拼接，得到一幅无效超声图像；

将每排超声图像中位于配准基准图像的两侧的每一帧有效超声图像与相邻一排超声图像中同一位置的有效超声图像依次进行拼接，得到多幅超声扫查图像。

进一步具体地，所述依次将相邻两排超声图像中的配准基准图像进行拼接，得到一幅无效超声图像，包括：

将第一排超声图像中的配准基准图像与第二排超声图像中的配准基准图像进行拼接；

从第三排超声图像开始，将前排获得的拼接图像与当前排超声图像中的配准基准图像进行拼接，得到一幅无效超声图像。

所述将每排超声图像中位于配准基准图像的两侧的每一帧有效超声图像与相邻一排超声图像中同一位置的有效超声图像依次进行拼接，得到多幅超声扫查图像，包括：

计算相邻两排超声图像中的配准基准图像的索引差；

相邻两排超声图像中的每一帧有效超声图像均根据所述索引差进行拼接，得到多幅超声扫查图像。

需要说明的是，以图3所示为例，第一排超声图像中从左到右数的第二帧配准图像与第二排超声图像中从左到右数的第四帧配准基准图像进行拼接，第一排与第二排拼接后的图像再去第三排进行拼接，依次类推，同样对于每排中的每一帧有效超声图像也是按照该方式进行拼接。

具体地，所述相邻两排超声图像中的每一帧有效超声图像均根据所述索引差进行拼接，得到多幅超声扫查图像，包括：

第一排超声图像中的每一帧有效超声图像均根据第一索引差与第二排超声图像中对应位置有效超声图像进行拼接，所述第一索引差为所述第一排超声图像与第二排超声图像之间的索引差；

从第三排超声图像开始，将前排获得的拼接图像根据第二索引差与当前排超声图像中的有效超声图像进行拼接，得到多幅超声扫查图像，所述第二索引差为前排获得的拼接图像与当前排超声图像之间的索引差。

应当理解的是，如图3所示，第一排的配准基准图像位于从左到右数第二帧，第二排的配准基准图像位于从左到右数第四帧图像，第一排的配准基准图像与第二排的配准基准图像的索引差为2。而根据前文所述，位于配准基准图像两侧的能够与相邻排进行配准的超声图像为有效超声图像，而无法进行配准的则为无效超声图像，因此，将第二排的配准基准图像的左侧丢弃两帧图像（这两帧图像无法实现与相邻排中的图像进行配准），这样第二排中的配准基准图像与第一排的配准基准图像均位于从左到右数的第二帧位置上，以该拼接结果（即配准基准图像位于从左到右数的第二帧位置）与第三排中的配准基准图像进行拼接。由于第三排中的配准基准图像位于从左到右数第一帧，则前排拼接结果中配准基准图像位于从左到右数的第二帧位置需要丢弃该位置左侧的一帧图像，这样拼接后得到的无效超声图像位于从左到右数的第一帧位置。

应当理解的是，若第三排中的配准基准图像位于第二帧位置，则第三排与前排都位于第二帧位置，可以直接拼接，无需进行丢弃，这样拼接后得到的无效超声图像位于从左到右数的第二帧位置。

还应当理解的是，在配准基准图像进行移动后，位于配准基准图像两侧的有效超声图像依次与对应位置的每帧超声图像进行拼接。

在最终拼接完成后，将无效超声图像丢弃。

需要说明的是，在所述计算相邻两排超声图像中的配准基准图像的索引差的步骤之前还包括：

确定每排超声图像的索引升降顺序方向，且所有排超声图像的索引升降顺序方向均相同。

具体地，统一设置每排断层图像索引的升降序方向，求出相邻排中灰度均值最低的两幅图像的索引差，相邻两排图像每两帧图像间均遵循索引差自动依序记录配准索引对，丢弃被降低灰度值的两幅图像（该处应理解的是，若一排超声图像中出现两帧相邻灰度值相同且为最低的灰度值的图像时，以图3所示方向为例需要丢弃靠近右侧的一帧灰度值低的超声图像），丢弃每列图像数量不同导致无法配准的图像

在进行索引差计算前，需要确定索引升降顺序方向，例如图3所示，以从左到右依次升序为索引，即第一排从左到右的索引顺序为1、2、3、4和5，同理第二排和第三排也是同样的索引顺序，则第一排和第二排的索引差即为4-2=2。

具体地，当每排超声图像的索引升降顺序方向为沿远离所述高声阻抗标识条的方向升序排列时，每排超声图像中，位于所述配准基准图像的索引值逐渐升高的一侧的超声图像为该排超声图像的有效超声图像，位于所述配准基准图像的索引值逐渐升高的另一侧的超声图像中能够与相邻排按照索引差进行配准的图像为有效超声图像，位于所述配准基准图像的索引值逐渐降低的另一侧的超声图像中能够与相邻排按照索引差进行配准的图像为有效超声图像；

当每排超声图像的索引升降顺序方向为沿远离所述高声阻抗标识条的方向降序排列时，每排超声图像中，位于所述配准基准图像的索引值逐渐降低的一侧的超声图像为该排超声图像的有效超声图像。

应当理解的是，可以根据每排超声图像的索引升降顺序判断有效超声图像，这样在进行配准拼接时可以更加快速有效的丢弃非有效超声图像。

具体地，所述用于超声图像的配准方法还包括：

分别对所述无效超声图像以及每幅所述超声扫查图像的每个拼接处均进行加权平均和滤波处理。

需要说明的是，对于安装索引差方式拼接得到的图像，两帧超声图像的重叠部分使用两帧图像中灰度均值较大者，并在接缝处使用3×3内核大小的中值滤波器处理，迭代直至符合要求的图像全部完成配准。

通过本发明实施例提供的配准方法的效果图如图4a至图4d所示，其中图4a的右侧为被标记的相邻两排断层图像进行了配准拼接的效果，左侧为未进行配准直接进行拼接的效果，很明显图4a的左侧出现了错配现象。

从图4b可以看出，对于较大的特征，通过本发明实施例提供的配准方法，拼接后的效果有很明显提高；从图4c可以看出，对于尺寸不明显的特征，也能得到较好的拼接效果；从图4d可以看出，图4d右侧为通过配准拼接后的效果示意图，图4d左侧与实际情况相差较大。

作为本发明的另一实施例，提供一种超声设备，其中，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器通信连接，所述存储器用于存储计算机指令，所述处理器用于加载并执行所述计算机指令，以实现前文所述的用于超声图像的配准方法。

需要说明的是，所述存储器可以是是高速ram存储器（randomaccessmemory，易挥发性随机存取存储器），也可以是非不稳定的存储器（non-volatilememory），例如至少一个磁盘存储器。存储器可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。其中，存储器中存储应用程序，且处理器调用存储器中存储的程序代码，以用于执行上述任一方法步骤。

还需要说明的是，所述处理器可以是中央处理器（英文：centralprocessingunit，缩写：cpu），网络处理器（英文：networkprocessor，缩写：np）或者cpu和np的组合。

作为本发明的另一实施例，提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行前文所述的用于超声图像的配准方法。

需要说明的是，所述计算机可读存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（read-onlymemory，rom）、随机存储记忆体（randomaccessmemory，ram）、快闪存储器（flashmemory）、硬盘（harddiskdrive，缩写：hdd）或固态硬盘（solid-statedrive，ssd)等；所述计算机可读存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

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