[发明专利]一种基于稀疏数据的三维超声图像快速重建方法

摘要

本发明公开了一种基于稀疏数据的三维超声图像快速重建方法，（1）对二维图像进行稀疏性评价，将不满足稀疏性评价的进行降采样；（2）设置Bezier插值控制窗口，将控制窗口初始化到第一至第四帧二维图像中；（3）获取当前控制窗口中Bezier插值的插值控制点；（4）将各组插值控制点的坐标转换到世界坐标系中；（5）将各组插值控制点的体素值代入到Bezier插值公式，得出每组插值控制点中各插值控制点之间的待插值点体素值；（6）判断当前控制窗口是否包括最后一帧的二维图像；若否，将控制窗口往后移动两帧，执行（3）；若是，则停止移动，进入（7）；（7）获取所有待插值点的体素值。本发明方法提高三维图像重建的速度。

主权项

一种基于稀疏数据的三维超声图像快速重建方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）首先读取采集到的二维超声图像序列及其位置信息，然后对二维超声图像序列进行稀疏性评价，将不满足稀疏性评价的二维图像序列以采样率S进行降采样处理，得到新的二维图像序列；（2）设置Bezier插值的控制窗口，将控制窗口初始化到第一帧二维超声图像至第四帧二维超声图像中；（3）获取当前控制窗口中Bezier插值的插值控制点，从当前控制窗口第一帧二维超声图像的每个像素点沿着扫描方向发射一条射线，射线将穿过当前控制窗口中其他三帧二维超声图像，将每个发射点及每个发射点射线分别穿过其他三帧二维超声图像的交点设置为一组插值控制点；其中将每个发射点定义为第一插值控制点，将发射点射线与当前控制窗口中第二帧、第三帧和第四帧二维超声图像的交点分别定义为第二插值控制点、第三插值控制点和第四插值控制点；遍历当前控制窗口第一帧二维超声图像的所有像素点，得到当前控制窗口中的各组插值控制点；（4）将当前控制窗口中各组插值控制点的坐标通过坐标转换矩阵转换到世界坐标系中，得到各组插值控制点在世界坐标系下对应的插值控制点及其坐标；（5）将世界坐标系下的各组插值控制点的体素值代入到下述Bezier插值公式中，遍历当前控制窗口第一帧二维超声图像的所有像素点之后，根据当前控制窗口中每组插值控制点中各插值控制点的体素值，得出每组插值控制点中在插值控制点所在射线上各插值控制点之间的待插值点体素值V(t)；V(t)=V₁(1‑t)³+3V₂t(1‑t)²+3V₃t²(1‑t)+V₄t³，t∈[0,1]；其中V₁、V₂、V₃和V₄表示每组插值控制点中第一插值控制点、第二插值控制点、第三插值控制点和第四插值控制点在世界坐标系的体素值；t是当前待插值点与第一个插值控制点的归一化距离；（6）判断当前控制窗口是否包括最后一帧的二维超声图像；若否，则每次得出当前控制窗口中所有待插值点的体素值后，将控制窗口往后移动两帧二维图像，然后继续执行步骤（3）；若是，则停止移动控制窗口，进入步骤（7）；（7）通过上述步骤获取所有控制窗口中所有待插值点的体素值，即重建出三维空间中位于各控制窗口第一帧图像到第四帧图像之间的体数据值，得到最终三维超声图像。