[发明专利]用于减弱运动模糊的超声图像时域滤波方法、设备及介质

说明书

本发明提供了一种用于减弱运动模糊的超声图像时域滤波方法、设备及介质，所述方法包括：在对不同时刻的帧数据进行时间复合时，引入运动程度调整帧数据之间的相关系数。本发明有效抑制噪声的同时减弱时间复合引起的运动模糊，提升成像效果。

技术领域

本发明涉及医疗设备成像领域，尤其涉及一种用于减弱运动模糊的超声图像时域滤波方法、设备及介质。

背景技术

医学超声成像系统中，随机噪声和斑点噪声是最常见的影响图像质量的因素。随机噪声主要是电子噪声，在图像空间和不同时刻均呈现随机分布的特点。斑点噪声是由组织内散射介质的回波信号相互干涉形成。由于超声成像时，人体组织的运动和探头的移动均会改变斑点噪声的分布，因此斑点噪声在不同图像上的分布也具有一定的随机性。超声系统中常采用空间复合、时间复合、频率复合等技术减弱噪声对图像的影响。

超声成像主要利用超声波遇到不同声阻抗介质界面产生的回波信号强度进行成像；理论上，成像界面与声束方向夹角(0°-90°)越大，回波信号越强。空间复合技术通过融合不同角度的超声图像，一方面可以获得更完整、丰富的图像信息，另一方面，可以有效抑制图像噪声。时间复合技术又称帧相关技术，该技术通过融合不同时刻的超声图像实现噪声抑制。空间复合和时间复合技术利用图像中噪声间相关性较弱(随机性)的特点，分别从空间和时间的角度降低图像噪声，进而提高图像的信噪比和对比分辨率。

然而，临床中在对运动程度较为剧烈的成像目标(例如心脏)进行成像或者探头移动较快时，由于空间复合和时间复合均融合了多帧的图像信息，因此，在去噪的同时也会导致图像的时间分辨率下降，图像上表现为运动模糊和拖尾现象，尤其在中、高亮度的组织边界等区域表现更为明显。

空间复合技术一般采用滑动多角度图像加权的方式；如图1所示，以三个角度的图像加权为例，L(Left)、M(Middle)、R(Right)分别表示左扫帧、正扫帧、右扫帧，连续的三帧(左扫、正扫、右扫)为一个扫描周期，例Lk、Mk、Rk表示第k个扫描周期的三帧图像。对Rk、Lk+1、Mk+1三帧图像进行加权复合获得第一帧输出图像In(3k+2)；，对Lk+1、Mk+1、Rk+1三帧图像进行加权复合获得第二帧输出图像In(3k+3)，以此循环，获得连续的空间复合结果。

时间复合(帧相关)一般采用IIR时间复合方法，该方法将上一次的帧相关输出结果加权到当前帧图像上以达到平滑的目的，公式如下：

out1＝In1*(1-w1)+prev1*w1，

其中，w1表示加权系数，In1表示当前输出帧，prev1表示上一输出帧；一般来说，加权系数w1主要取决于两帧图像像素间的灰度相关性或差异程度，相关性越大(差异越小)，w1值越大。

现有技术中通常将空间复合和时间复合相结合使用。结合图2所示，将空间复合的结果In(3k+3)作为当前输出帧图像，根据上一输出帧相关的结果图像prev1，即Out(3k+2)之间的关系确定帧相关系数。

以该方式为例，在对剧烈运动目标成像时，一方面，空间复合的多帧图像之间是有一定的时间间隔的，通过多帧之间的加权会引入运动模糊；另一方面，超声图像整体灰度分布以中、低灰度为主，组织边界等较高灰度区域所占比例较小；如此，时间复合算法不能完全去除两帧图像间由剧烈运动引起的较大灰度变化，并且时间复合是基于IIR滤波器实现的，导致扫描序列中第一帧图像的组织信息仍然会对后续的帧相关结果产生影响，形成运动模糊。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于减弱运动模糊的超声图像时域滤波方法及系统。

为了实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种用于减弱运动模糊的超声图像时域滤波方法，所述方法包括：在对不同时刻的帧数据进行时间复合时，引入运动程度调整帧数据之间的相关系数。