基于FPGA的空間復(fù)合成像方法以及裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種基于FPGA的空間復(fù)合成像方法及裝置，通過(guò)獲取不同偏轉(zhuǎn)角度的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)；對(duì)超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行交織處理；對(duì)交織處理后的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)校正，以將發(fā)生角度偏轉(zhuǎn)的圖像數(shù)據(jù)恢復(fù)至零角度偏轉(zhuǎn)的圖像數(shù)據(jù)；對(duì)坐標(biāo)校正后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解交織處理；將解交織后的不同偏轉(zhuǎn)角度的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)進(jìn)行疊加，生成空間復(fù)合圖像。本申請(qǐng)降低了空間復(fù)合算法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度，能夠有效提高空間復(fù)合運(yùn)算的速度，降低圖像的處理時(shí)間，提高成像幀率。

Spatial composite imaging method and device based on FPGA

The invention discloses a device and spatial compound imaging method based on FPGA by ultrasonic get different deflection angle of non spatial composite image data; the ultrasonic non spatial composite image data is interleaved; the ultrasonic interleaving processing after non coordinate correction of spatial composite image data, image data of the image data to the angle of recovery the deflection angle of deflection to zero; the image coordinate data after correction of deinterleaving pixels; the ultrasonic solutions of different deflection angles after interleaving non spatial composite image data corresponding to the stack, generating space composite image. The application reduces the complexity of the spatial composite algorithm, and can effectively improve the speed of space composite operation, reduce the processing time of images, and improve the frame rate of imaging.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
基于FPGA的空間復(fù)合成像方法以及裝置
本專利技術(shù)涉及醫(yī)學(xué)超聲波成像
，特別是涉及一種基于FPGA的空間復(fù)合成像方法以及裝置。
技術(shù)介紹
醫(yī)學(xué)超聲成像系統(tǒng)中的空間復(fù)合成像是一種沿不同角度對(duì)掃描對(duì)象進(jìn)行掃描，然后將這些不同角度的圖像對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)進(jìn)行疊加，形成一幅圖像的成像方法。空間復(fù)合成像技術(shù)可以提高圖像的細(xì)節(jié)表現(xiàn)，同時(shí)降低圖像中的斑點(diǎn)噪聲、雜波以及其他超聲偽像對(duì)圖像質(zhì)量的影響，增強(qiáng)組織間的分辨能力，可明顯地提高超聲圖像中低對(duì)比度組織及微小病變的清晰度，清晰地顯示組織間的邊界。現(xiàn)有的空間復(fù)合成像技術(shù)是通過(guò)掃描線的偏轉(zhuǎn)，從不同角度對(duì)目標(biāo)組織進(jìn)行掃描，獲取這些不同掃描角度的圖像后，將這些圖像對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)加權(quán)求和以合成一幅圖像。通常，空間復(fù)合算法都是在CPU通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)。空間復(fù)合成像在應(yīng)用實(shí)現(xiàn)時(shí)，往往不會(huì)等所有角度都掃描完了之后再進(jìn)行一次復(fù)合圖像處理，而是采取一種滾動(dòng)處理。以三個(gè)角度偏轉(zhuǎn)的空間復(fù)合成像為例，角度A/B/C。上一個(gè)周期掃描獲得A0/B0/C0三個(gè)角度的圖像從而獲得了一幅空間復(fù)合的圖像Y0，當(dāng)下一個(gè)掃描周期的A1采集到后，Y1的輸出就可以用B0/C0/A1獲得，原理上可以簡(jiǎn)單的表示為Y1＝Y(jié)0-A0+A1，以此類推，每采集到一個(gè)偏轉(zhuǎn)角度的圖像即可獲得一幀空間復(fù)合的輸出。如果空間復(fù)合成像的幀率要達(dá)到普通B模式成像(非空間復(fù)合)的幀率，對(duì)CPU的運(yùn)算能力和數(shù)據(jù)調(diào)度性能有一定要求。如果CPU性能不夠，就會(huì)導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)空間復(fù)合算法時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致超聲成像的幀率變低。因此，提供一種提高處理速度以及成像幀率的空間復(fù)合成像方法是非常有必要的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種空間復(fù)合成像方法以及裝置，以解決現(xiàn)有空間復(fù)合的處理速度較慢、成像幀率較低的問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)提供一種基于FPGA的空間復(fù)合成像方法，包括：獲取不同偏轉(zhuǎn)角度的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)；對(duì)所述超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行交織處理；對(duì)交織處理后的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)校正，以將發(fā)生角度偏轉(zhuǎn)的圖像數(shù)據(jù)恢復(fù)至零角度偏轉(zhuǎn)的圖像數(shù)據(jù)；對(duì)坐標(biāo)校正后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解交織處理；將解交織后的不同偏轉(zhuǎn)角度的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)進(jìn)行疊加，生成空間復(fù)合圖像。可選地，所述對(duì)所述超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行交織處理的步驟包括：采用預(yù)設(shè)窗口對(duì)所述超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分割；對(duì)分割后的所述超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行流水線式的交織處理；將交織處理后的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至外部存儲(chǔ)設(shè)備。可選地，所述對(duì)交織處理后的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)校正的步驟包括：按照預(yù)設(shè)方向從外部存儲(chǔ)設(shè)備獲取交織處理后的圖像數(shù)據(jù)；從所述外部存儲(chǔ)設(shè)備讀取坐標(biāo)校正所需的參數(shù)信息；當(dāng)交織處理后的圖像數(shù)據(jù)以及所述參數(shù)信息滿足預(yù)設(shè)閾值條件時(shí)，對(duì)交織處理后的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)校正；將坐標(biāo)校正后的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至所述外部存儲(chǔ)設(shè)備。可選地，所述對(duì)交織處理后的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)校正的步驟包括：采用線性插值算法對(duì)交織處理后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)；對(duì)配準(zhǔn)處理后的圖像數(shù)據(jù)中像素點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行運(yùn)算，根據(jù)超聲非空間復(fù)合圖像的預(yù)設(shè)邊界對(duì)所述像素點(diǎn)進(jìn)行處理，去除超出所述預(yù)設(shè)邊界的像素點(diǎn)，未被所述預(yù)設(shè)邊界覆蓋的區(qū)域的像素點(diǎn)補(bǔ)零。可選地，所述對(duì)坐標(biāo)校正后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解交織處理的步驟包括：從所述外部存儲(chǔ)設(shè)備讀取坐標(biāo)校正后的圖像數(shù)據(jù)；對(duì)坐標(biāo)校正后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解交織處理；將解交織處理后的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至所述外部存儲(chǔ)設(shè)備。可選地，所述將解交織后的不同偏轉(zhuǎn)角度的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)進(jìn)行疊加，生成空間復(fù)合圖像包括：從所述外部存儲(chǔ)設(shè)備獲取解交織處理后的圖像數(shù)據(jù)；將解交織后的不同偏轉(zhuǎn)角度的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)進(jìn)行疊加，生成空間復(fù)合圖像。可選地，在所述獲取不同偏轉(zhuǎn)角度的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)的步驟之后，在所述對(duì)交織處理后的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)校正的步驟之前還包括：對(duì)所述超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行線平滑處理和/或邊緣弱化處理。可選地，對(duì)所述超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行線平滑處理的步驟包括：采用分段式進(jìn)行線平滑預(yù)處理，對(duì)線邊緣處保持原始數(shù)值，對(duì)中間段線采用三階FIR濾波的方式進(jìn)行平滑處理；其中，設(shè)總線數(shù)為N，當(dāng)前線號(hào)為n，則線邊緣處定義為n≤2，n≥N-2，中間段線定位為3≤n≤n-3。本專利技術(shù)還提供了一種基于FPGA的空間復(fù)合成像裝置，包括：獲取模塊，用于獲取不同偏轉(zhuǎn)角度的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)；交織模塊，用于對(duì)所述超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行交織處理；坐標(biāo)校正模塊，用于對(duì)交織處理后的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)校正，以將發(fā)生角度偏轉(zhuǎn)的圖像數(shù)據(jù)恢復(fù)至零角度偏轉(zhuǎn)的圖像數(shù)據(jù)；解交織模塊，用于對(duì)坐標(biāo)校正后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解交織處理；復(fù)合模塊，用于將解交織后的不同偏轉(zhuǎn)角度的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)進(jìn)行疊加，生成空間復(fù)合圖像。可選地，還包括：預(yù)處理模塊，用于在獲取不同偏轉(zhuǎn)角度的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)的步驟之后，在對(duì)交織處理后的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)校正的步驟之前，對(duì)所述超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行線平滑處理和/或邊緣弱化處理。本專利技術(shù)所提供的基于FPGA的空間復(fù)合成像方法及裝置，通過(guò)獲取不同偏轉(zhuǎn)角度的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)；對(duì)超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行交織處理；對(duì)交織處理后的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)校正，以將發(fā)生角度偏轉(zhuǎn)的圖像數(shù)據(jù)恢復(fù)至零角度偏轉(zhuǎn)的圖像數(shù)據(jù)；對(duì)坐標(biāo)校正后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解交織處理；將解交織后的不同偏轉(zhuǎn)角度的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)進(jìn)行疊加，生成空間復(fù)合圖像。本申請(qǐng)降低了空間復(fù)合算法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度，能夠有效提高空間復(fù)合運(yùn)算的速度，降低圖像的處理時(shí)間，提高成像幀率。附圖說(shuō)明為了更清楚的說(shuō)明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術(shù)所提供的基于FPGA的空間復(fù)合成像方法的一種具體實(shí)施方式的流程圖；圖2為本專利技術(shù)所提供的基于FPGA的空間復(fù)合成像方法的另一種具體實(shí)施方式的流程圖；圖3為本專利技術(shù)實(shí)施例中對(duì)超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行交織處理步驟的流程圖；圖4為本專利技術(shù)實(shí)施例中進(jìn)行坐標(biāo)校正步驟的流程圖；圖5本專利技術(shù)所提供的基于FPGA的空間復(fù)合成像方法的又一種具體實(shí)施方式示意圖；圖6為空間復(fù)合成像FPGA實(shí)現(xiàn)的整體框架示意圖；圖7為空間復(fù)合成像FPGA實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)處理流程圖；圖8為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的基于FPGA的空間復(fù)合成像裝置的結(jié)構(gòu)框圖。具體實(shí)施方式為了使本
的人員更好地理解本專利技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。本專利技術(shù)所提供的基于FPGA的空間復(fù)合成像方法的一種具體實(shí)施方式的流程圖，如圖1所示，該方法包括：步驟S101：獲取不同偏轉(zhuǎn)角度的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)。超聲探頭發(fā)射超聲信號(hào)，并接收不同偏轉(zhuǎn)角度的超聲回波信號(hào)，超聲回波信號(hào)中除了包含超聲非本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于FPGA的空間復(fù)合成像方法，其特征在于，包括：獲取不同偏轉(zhuǎn)角度的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)；對(duì)所述超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行交織處理；對(duì)交織處理后的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)校正，以將發(fā)生角度偏轉(zhuǎn)的圖像數(shù)據(jù)恢復(fù)至零角度偏轉(zhuǎn)的圖像數(shù)據(jù)；對(duì)坐標(biāo)校正后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解交織處理；將解交織后的不同偏轉(zhuǎn)角度的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)進(jìn)行疊加，生成空間復(fù)合圖像。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于FPGA的空間復(fù)合成像方法，其特征在于，包括：獲取不同偏轉(zhuǎn)角度的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)；對(duì)所述超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行交織處理；對(duì)交織處理后的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)校正，以將發(fā)生角度偏轉(zhuǎn)的圖像數(shù)據(jù)恢復(fù)至零角度偏轉(zhuǎn)的圖像數(shù)據(jù)；對(duì)坐標(biāo)校正后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解交織處理；將解交織后的不同偏轉(zhuǎn)角度的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)進(jìn)行疊加，生成空間復(fù)合圖像。2.如權(quán)利要求1所述的基于FPGA的空間復(fù)合成像方法，其特征在于，所述對(duì)所述超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行交織處理的步驟包括：采用預(yù)設(shè)窗口對(duì)所述超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分割；對(duì)分割后的所述超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行流水線式的交織處理；將交織處理后的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至外部存儲(chǔ)設(shè)備。3.如權(quán)利要求1所述的基于FPGA的空間復(fù)合成像方法，其特征在于，所述對(duì)交織處理后的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)校正的步驟包括：按照預(yù)設(shè)方向從外部存儲(chǔ)設(shè)備獲取交織處理后的圖像數(shù)據(jù)；從所述外部存儲(chǔ)設(shè)備讀取坐標(biāo)校正所需的參數(shù)信息；當(dāng)交織處理后的圖像數(shù)據(jù)以及所述參數(shù)信息滿足預(yù)設(shè)閾值條件時(shí)，對(duì)交織處理后的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)校正；將坐標(biāo)校正后的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至所述外部存儲(chǔ)設(shè)備。4.如權(quán)利要求1所述的基于FPGA的空間復(fù)合成像方法，其特征在于，所述對(duì)交織處理后的超聲非空間復(fù)合圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)校正的步驟包括：采用線性插值算法對(duì)交織處理后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)；對(duì)配準(zhǔn)處理后的圖像數(shù)據(jù)中像素點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行運(yùn)算，根據(jù)超聲非空間復(fù)合圖像的預(yù)設(shè)邊界對(duì)所述像素點(diǎn)進(jìn)行處理，去除超出所述預(yù)設(shè)邊界的像素點(diǎn)，未被所述預(yù)設(shè)邊界覆蓋的區(qū)域的像素點(diǎn)補(bǔ)零。5.如權(quán)利要求3所述的基于FPGA的空間復(fù)合成像方法，其特征在于，所述對(duì)坐標(biāo)校正后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解交織處理的步驟包括：從所述外部存儲(chǔ)設(shè)備讀取坐標(biāo)校正后的圖像數(shù)據(jù)；對(duì)坐標(biāo)校正后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解交織處理；將解交織處理后的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至所述外...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱曦，葉宗英，劉輝，黃明軍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：深圳開(kāi)立生物醫(yī)療科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東,44