一种位移测量的方法及装置与流程

本发明涉及计算机技术领域，特别是涉及一种位移测量的方法及装置。

背景技术：

人体组织的弹性能够表征人体组织的变化信息，可用于人体组织器官的疾病的诊断。目前，主要采用超声弹性成像技术，获得能够直观的体现人体组织的弹性形变的弹性图像。在超声弹性成像技术中，获得两次挤压操作所采集的探测数据，从一次挤压所采集的探测数据中获得待测窗口的探测数据，从另一次挤压所采集的探测数据中查找与该待测窗口相似度最高的采样点，该待测窗口与该相似度最高的采样点的位移值作为该待测窗口的实际位移值。按照上述方法获得每个待测窗口的实际位移值，进而得到该组织区域的弹性估计，进而得到弹性图像。

在查找与该待测窗口相似度最高的采样点时，采用穷尽法，已知一次挤压所采集的探测数据中的待测窗口的探测数据，从所有另一次挤压所采集的探测数据中，在二维空间按照一定的顺序，每一个采样点逐一与待测窗口的探测数据进行相似度计算，查找与待测窗口相似度最高的采样点。

采用上述穷尽的方法查找与该待测窗口相似度最高的采样点，计算量很大，查找速度慢，不能满足人体组织弹性估计的实时性。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题在于提供一种位移测量方法及装置，从而能够加速查找与待测窗口相似度最高的采样点，提高位移测量的速度。

为此，本发明解决技术问题的技术方案是：

一种位移测量的方法，所述方法包括：

获取第一探测数据和第二探测数据，所述第一探测数据和所述第二探测数据是两次操作所采集的探测数据；

选取所述第一探测数据中与所述待测窗口相邻的一个已测量的窗口作为参考窗口，将所述参考窗口在所述两次操作中的实际位移值作为参考位移值；

根据所述参考位移值，在所述第二探测数据中确定预设范围的搜索区域，所述搜索区域的中心采样点与所述待测窗口的中心采样点的距离为所述参考位移值；

根据所述待测窗口的探测数据和所述搜索区域的探测数据，测量所述待测窗口的实际位移值。

可选的，选取所述第一探测数据中与所述待测窗口相邻的一个已测量的窗口作为参考窗口包括：

查找所述第一探测数据中与所述待测窗口相邻的所有已测窗口；

若已测窗口只有一个，则选取该已测窗口设置作为所述参考窗口；

若已测窗口有多个，则获取该已测窗口的相似度，选取相似度最高的已测窗口作为所述参考窗口，已测窗口的相似度是该已测窗口与该已测窗口的匹配采样点的相似度，已测窗口的匹配采样点是所述第二探测数据中与该已测窗口的距离是该已测窗口的实际位移值的采样点。

可选的，当没有已测窗口时，所述方法还包括：

从所述第一探测数据中获取预设的初始窗口的探测数据；

根据所述预设的初始窗口的探测数据和所述第二探测数据，测量所述预设的初始窗口的实际位移值，将所述初始窗口作为第一个已测窗口。

可选的，

所述预设的初始窗口为所述第一探测数据中位于中心位置的窗口。

可选的，所述根据所述待测窗口的探测数据和所述搜索区域的探测数据，测量所述待测窗口的实际位移值包括：

计算所述待测窗口中位于中心位置的采样点与所述搜索区域中每个采样点的相似度；

选取所述搜索区域中与所述待测窗口中位于中心位置的采样点的相似度最高的采样点作为所述待测窗口的匹配采样点；

计算所述待测窗口中位于中心位置的采样点与所述待测窗口的匹配采样点的位移值作为所述待测量窗口的实际位移值。

可选的，所述方法还包括：

将所述第一探测数据按照预设的分区方式划分获得至少一个第一区域，将所述第二探测数据按照预设的分区方式划分获得至少一个第二区域，所述第一区域与所述第二区域的个数相同，每个第一区域与该第一区域对应的第二区域的位置信息相同；

根据每个第一区域的探测数据，以及该第一区域对应的第二区域的探测数据，并行计算每个第一区域中待测窗口的实际位移值。

一种位移测量的装置，所述装置包括：

获取单元，用于获取第一探测数据和第二探测数据，所述第一探测数据和所述第二探测数据是两次操作所采集的探测数据；

选取单元，用于选取所述第一探测数据中与所述待测窗口相邻的一个已测量的窗口作为参考窗口，将所述参考窗口在所述两次操作中的实际位移值作为参考位移值；

确定单元，用于根据所述参考位移值，在所述第二探测数据中确定预设范围的搜索区域，所述搜索区域的中心采样点与所述待测窗口的中心采样点的距离为所述参考位移值；

测量单元，用于根据所述待测窗口的探测数据和所述搜索区域的探测数据，测量所述待测窗口的实际位移值。

可选的，所述选取单元包括：

查找子单元，用于查找所述第一探测数据中与所述待测窗口相邻的所有已测窗口；

第一选取子单元，用于若已测窗口只有一个，则选取该已测窗口设置作为所述参考窗口；

第二选取子单元，用于若已测窗口有多个，则获取该已测窗口的相似度，选取相似度最高的已测窗口作为所述参考窗口，已测窗口的相似度是该已测 窗口与该已测窗口的匹配采样点的相似度，已测窗口的匹配采样点是所述第二探测数据中与该已测窗口的距离是该已测窗口的实际位移值的采样点。

可选的，所述选取单元还包括：

获取子单元，用于从所述第一探测数据中获取预设的初始窗口的探测数据；

测量子单元，用于根据所述预设的初始窗口的探测数据和所述第二探测数据，测量所述预设的初始窗口的实际位移值，将所述初始窗口作为第一个已测窗口。

可选的，所述测量单元包括：

第一计算子单元，用于计算所述待测窗口中位于中心位置的采样点与所述搜索区域中每个采样点的相似度；

第三选取子单元，用于选取所述搜索区域中与所述待测窗口中位于中心位置的采样点的相似度最高的采样点作为所述待测窗口的匹配采样点；

第二计算子单元，用于计算所述待测窗口中位于中心位置的采样点与所述待测窗口的匹配采样点的位移值作为所述待测量窗口的实际位移值。

可选的，所述装置还包括：

划分单元，用于将所述第一探测数据按照预设的分区方式划分获得至少一个第一区域，将所述第二探测数据按照预设的分区方式划分获得至少一个第二区域，所述第一区域与所述第二区域的个数相同，每个第一区域与该第一区域对应的第二区域的位置信息相同；

并行单元，用于根据每个第一区域的探测数据，以及该第一区域对应的第二区域的探测数据，并行计算每个第一区域中待测窗口的实际位移值。

通过上述技术方案可知，本发明有如下有益效果：

本发明实施例提供了一种位移测量方法及装置，获取第一探测数据和第二探测数据，所述第一探测数据和所述第二探测数据是两次操作所采集的探测数据；选取所述第一探测数据中与所述待测窗口相邻的一个已测量的窗口作为参考窗口，将所述参考窗口在所述两次操作中的实际位移值作为参考位移值；根据所述参考位移值，在所述第二探测数据中确定预设范围的搜索区 域，所述搜索区域的中心采样点与所述待测窗口的中心采样点的距离为所述参考位移值；根据所述待测窗口的探测数据和所述搜索区域的探测数据，测量所述待测窗口的实际位移值。以待测窗口相邻的已测量的窗口作为参考窗口，以参考窗口在两次操作中的实际位移值作为参考位移值，根据参考位移值确定预设范围的搜索区域，仅从第二探测数据中一个小范围的搜索区域查找与该待测窗口的相似度最高的采样点，搜索区域小，计算量小，查找速度快，满足人体组织弹性估计的实时性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的窗口示意图；

图2为本发明实施例提供的位移测量方法流程图；

图3为本发明实施例提供的相似区域示意图；

图4为本发明实施例提供的多个已测窗口中选取参考窗口示意图；

图5为本发明实施例提供的搜索区域示意图；

图6为本发明实施例提供的划分区域示意图；

图7为本发明实施例提供的位移测量的装置结构示意图。

具体实施方式

为了给出快速进行位移测量的实现方案，本发明实施例提供了一种位移测量方法及装置，以下结合说明书附图对本发明的实施例进行说明。

在详细说明本发明实施例所提供的具体实现方案前，先对本发明中几个重要的概念进行详细说明。

探测数据，指的是在超声弹性成像技术中，挤压操作所采集的探测数据，探测数据包括多个采样点的采样值，以及每个采样点的位置信息。若采集的 探测数据是二维探测数据，则一个采样点的位置信息是二维空间的位置信息；若采集的探测数据是三维探测数据，则一个采样点的位置信息是三维空间的位置信息。

待测窗口，指的是还未测量出实际参考位移的窗口，每个待测窗口至少有一个相邻的已知实际位移值的已测窗口。窗口是根据实际需要，按照探测数据中采样点的位置信息划分得到的。一个窗口可以仅包含一个采样点，一个窗口也可以包含多个采样点，每个窗口所包含的采样点的个数都相同，一个窗口包含的采样点越少，则所获得的图像的分辨率越高。举例说明：如图1所示，假设所采集的探测数据为40采样点×32采样点，则可以将探测数据划分成10×8的区域，一个区域表示一个窗口，每个窗口包含16个采样点。

参考窗口，参考窗口与待测窗口属于同一次挤压操作所采集的探测数据，参考窗口与待测窗口相邻，并且参考窗口的实际位移值已知。其中，初始状态下，所有窗口的实际位移值都未知时，参考窗口为预设的初始窗口。

这里需要说明的是，本发明实施例中，一个窗口的匹配采样点实际上是第二探测数据中，与该窗口中位于中心位置的采样点相似度最高的采样点。即当一个窗口中只有一个采样点时，该窗口的匹配采样点，即为第二探测数据中与该窗口中的采样点相似度最高的采样点。当一个窗口中有多个采样点时，该窗口的匹配采样点，即为第二探测数据中，与该窗口位于中心位置的采样点相似度最高的采样点。当一个窗口为已测窗口时，该已测窗口的匹配采样点，即为第二探测数据中与该已测窗口位于中心位置的采样点相似度最高的采样点；当一个窗口为待测窗口时，该待测窗口的匹配采样点，即为第二探测数据中与该待测窗口位于中心位置的采样点相似度最高的采样点。

图2为本发明实施例提供的位移测量方法流程图，包括：

201：获取第一探测数据和第二探测数据，所述第一探测数据和所述第二探测数据是两次操作所采集的探测数据。

位移测量，实际上以在两次不同的时刻所采集的探测数据为依据，测量相同的组织区域的位移。一般情况下，是以连续两次所采集的探测数据为依据。在两次不同的时刻所采集的探测数据中，表示相同组织区域的探测数据 相似度最高。举例说明：如图3所示，图3中的区域A的探测数据与图3中的区域B的探测数据相似度最高，则区域A与区域B表示相同的组织区域。

202：选取所述第一探测数据中与所述待测窗口相邻的一个已测量的窗口作为参考窗口，将所述参考窗口在所述两次操作中的实际位移值作为参考位移值。

参考窗口是与待测窗口相邻的，已知实际位移值的一个已测窗口。一般情况下，至少有一个已测窗口与待测窗口相邻，作为该待测窗口的参考窗口。在初始状态下，所有窗口的实际位移值都未知，此时，所有的窗口都不能作为本发明所述的待测窗口。

在一个例子中，选取所述第一探测数据中与所述待测窗口相邻的一个已测量的窗口作为参考窗口包括：

查找所述第一探测数据中与所述待测窗口相邻的所有已测窗口；

若已测窗口只有一个，则选取该已测窗口设置作为所述参考窗口；

若已测窗口有多个，则获取该已测窗口的相似度，选取相似度最高的已测窗口作为所述参考窗口，已测窗口的相似度是该已测窗口与该已测窗口的匹配采样点的相似度，已测窗口的匹配采样点是所述第二探测数据中与该已测窗口的距离是该已测窗口的实际位移值的采样点。

已测窗口只有一个时，有两种可能的场景：

第一种情况：初始状态下，已测窗口只有一个，该已测窗口是预设的初始窗口，则为了获取第一已测窗口的实际位移值，所述方法还包括：

从所述第一探测数据中获取预设的初始窗口的探测数据；

根据所述预设的初始窗口的探测数据和所述第二探测数据，测量所述预设的初始窗口的实际位移值，将所述初始窗口作为第一个已测窗口。

在一个例子中，所述预设的初始窗口为所述第一探测数据中位于中心位置的窗口。

一般情况下，预设的初始窗口为第一探测数据中位于中心位置的窗口。当然，还可以根据实际情况设置第一探测数据中位于其他位置的窗口作为预设的初始窗口，这里不进行具体限定。

测量预设的初始窗口的实际位移值，根据初始窗口的探测数据，从第二探测数据中，按照一定的顺序，采用穷尽法，或者常量法，测量该预设的初始窗口的实际位移。即，对于预设的初始窗口来说，可以采用现有技术中所提供的任意一种计算实际位移值的方法。因此，初始状态下，该预设的初始窗口并不是本发明所述的待测窗口。预设的窗口的实际位移值已知后，该预设的窗口将作为第一个已测窗口。然后，将预设的初始窗口设置为参考窗口，预设的初始窗口的实际位移值设置为参考窗口的参考位移值。

第二种情况：除了初始状态以外，待测窗口相邻的已测窗口只有一个时，该已测窗口的实际位移值是按照本发明所提供的位移测量方法计算得到的，将该已测窗口作为参考窗口，该已测窗口的实际位移值作为参考窗口的参考位移值。

当一个待测窗口相邻的已测窗口有多个时，获取每个已测窗口与该已测窗口的匹配采样点的相似度，将相似度最高的已测窗口作为参考窗口，该已测窗口的实际位移值作为参考位移值。其中，该已测窗口的匹配采样点，指的是第二探测数据中，与该已测窗口位于中心位置的采样点相似度最高的采样点。

举例说明：如图4所示，待测窗口E有两个相邻的已测窗口E11和E21，已测窗口E11与已测窗口E11的匹配采样点E12相似度为0.9，已测窗口E21与该已测窗口E21的匹配采样点E22的相似度为0.8，则将已测窗口E11作为参考窗口，已测窗口E11的实际位移值作为参考窗口的参考位移值。

203：根据所述参考位移值，在所述第二探测数据中确定预设范围的搜索区域，所述搜索区域的中心采样点与所述待测窗口的中心采样点的距离为所述参考位移值。

确定了参考窗口的参考位移值后，根据参考窗口的参考位移值，确定搜索区域。确定的方法如下：在第二探测数据中，查找到与待测窗口具有相同位置信息的第一窗口，将第一窗口中位于中心位置的采样点作为起点，查找与该第一窗口的采样点距离为参考位移值的采样点作为搜索区域的中心采样点，按照预设的范围，确定搜索区域。

举例说明：如图5所示，假设预设的范围为纵向宽度为3个采样点，横向宽度为1个采样点，待测窗口为F，参考窗口的参考位移值为L。则以第二探测数据中，查找与待测窗口F具有相同位置信息的第一窗口F’，将第一窗口F’中位于中心位置的采样点距离参考位移值L的采样点G作为探测区域的中心采样点，则根据预设的范围获得的搜索区域为灰色区域。其中，搜索区域以中心采样点G为中心，中心采样点G与搜索区域上边缘和下边缘分别间隔3个采样点，中心采样点G与搜索区域左边缘和右边缘分别间隔1个采样点，则整个搜索区域包含21个采样点。

这里需要说明的是，预设的范围可以根据实际情况进行具体设定，一般情况下，预设的范围设置为纵向宽度为3个采样点，横向宽度为1个采样点时，即可查找待测窗口的匹配采样点。

204：根据所述待测窗口的探测数据和所述搜索区域的探测数据，测量所述待测窗口的实际位移值。

测量所述待测窗口的实际位移值时，并不是从所有的第二探测数据中采用穷尽的方法测量待测窗口的实际位移值，而是从范围很小的搜索区域中，测量待测窗口的实际位移值。包括：

计算所述待测窗口中位于中心位置的采样点与所述搜索区域中每个采样点的相似度；

选取所述搜索区域中与所述待测窗口中位于中心位置的采样点的相似度最高的采样点作为所述待测窗口的匹配采样点；

计算所述待测窗口中位于中心位置的采样点与所述待测窗口的匹配采样点的位移值作为所述待测量窗口的实际位移值。

在测量待测窗口的实际位移值时，计算搜索区域中每个采样点与待测窗口中位于中心位置的采样点的相似度，将搜索区域中与待测窗口中位于中心位置的采样点的相似度最高的采样点作为该待测窗口的匹配采样点。计算待测窗口中位于中心位置的采样点与该待测窗口的匹配采样点的位移值，将该位移值作为待测窗口的实际位移值。

在实际应用中，无需从搜索区域中查找待测窗口中每个采样点的匹配采样点，仅仅查找待测窗口中位于中心位置的采样点的匹配采样点即可，可以 将待测窗口位于中心位置的采样点与该待测窗口的匹配采样点的位移值，作为该待测窗口中每个采样点的实际位移值。

则按照图2所示的方法，计算第一探测数据中每个窗口的实际位移值，并将实际位移值存储至预先给该窗口所指定的存储位置。

在一个例子中，为了进一步提高位移测量的速度，所述方法还包括：

将所述第一探测数据按照预设的分区方式划分获得至少一个第一区域，将所述第二探测数据按照预设的分区方式划分获得至少一个第二区域，所述第一区域与所述第二区域的个数相同，每个第一区域与该第一区域对应的第二区域的位置信息相同；

根据每个第一区域的探测数据，以及该第一区域对应的第二区域的探测数据，并行计算每个第一区域中待测窗口的实际位移值。

第一探测数据是一次挤压操作所采集的所有探测数据，第二探测数据是另一次挤压操作所采集的所有探测数据，将第一探测数据和第二探测数据采用相同的预设的分区方式进行划分，获得至少一个第一区域和至少一个第二区域。至少一个第一区域是第一探测数据的划分结果，至少一个第二区域是第二探测数据的划分结果。划分后所得的第一区域和第二区域的个数相同，并且一个第一区域与一个第二区域相对应，相互对应的第一区域中的探测数据和第二区域中的探测数据的位置信息相同。

举例说明：第一探测数据进行划分，获得12个第一区域，第二探测数据进行划分，获得9个第二区域。如图6所示，第一区域P1与第二区域Q1对应，第一区域P2与第二区域Q2对应，第一区域P3与第二区域Q3对应，第一区域P4与第二区域Q4对应，第一区域P5与第二区域Q5对应，第一区域P6与第二区域Q6对应，第一区域P7与第二区域Q7对应，第一区域P8与第二区域Q8对应，第一区域P9与第二区域Q9对应，第一区域P10与第二区域Q10对应，第一区域P11与第二区域Q11对应，第一区域P12与第二区域Q12对应.

这里需要说明的是，还可以根据实际需要将第一探测数据和第二探测数据划分成2×3的区域，或者还可以划分成1×9的区域等，并不仅限于图6所示的3×4的区域。

当然，若第一探测数据和第二探测数据是三维空间的探测数据，还可以在三维空间内，将第一探测数据和第二探测数据划分成个数相同，并且相互对应的区域，划分方法与二维的探测区域划分方法类似，这里不再赘述。

并行计算每个第一区域中待测窗口的实际位移值时，采用多个计算模块，给每个计算模块输入一个第一区域的探测数据，以及该第一区域所对应的第二区域的探测数据。每个计算模块接收到的第一区域的探测数据都不同，即计算模块的个数与第一区域的个数也相同。每个计算模块仅仅计算该计算模块中的第一区域中待测窗口的实际位移值。

所有计算模块并行计算待测窗口的实际位移值。采用多个计算模块，分区并行计算待测窗口的实际位移值，可以进一步提高位移测量的速度。每个计算模块计算一个第一区域内任意一个待测窗口的实际位移值时，都按照图2所示的方法进行计算，具体内容参考对图2所示的方法的描述，这里不再赘述。

由上述内容可知，本发明有如下有益效果：

在测量待测窗口的实际位移值时，并不是采用穷尽法，从所有的第二探测数据中查找与该待测窗口的相似度最高的采样点，而是先选取一个与该待测窗口相邻的已测窗口作为参考窗口，该参考窗口的实际位移值作为参考位移值。将与待测窗口位于中心位置的采样点距离为参考位移值的采样点作为搜索区域的中心采样点，以搜索区域的中心采样点为中心，确定预设范围的搜索区域，从该搜索区域中查找与该待测窗口的相似度最高的采样点，进而测量该待测窗口的实际位移值。以相邻的参考窗口的参考位移值作为参考，仅从第二探测数据中一个小范围的搜索区域查找与该待测窗口的相似度最高的采样点，搜索区域小，计算量小，查找速度块，满足人体组织弹性估计的实时性。

并且，本发明实施例中，还将第一探测数据划分得到多个第一区域，将第二探测数据划分得到多个第二区域，采用多个计算模块，并行计算每个第一区域中待测窗口的实际位移值，每个计算模块仅仅计算该计算模块中的第一区域中待测窗口的实际位移值。进一步提高位移测量的速度。

图7为本发明实施例提供的位移测量的装置结构示意图，包括：

获取单元701，用于获取第一探测数据和第二探测数据，所述第一探测数据和所述第二探测数据是两次操作所采集的探测数据。

选取单元702，用于选取所述第一探测数据中与所述待测窗口相邻的一个已测量的窗口作为参考窗口，将所述参考窗口在所述两次操作中的实际位移值作为参考位移值。

确定单元703，用于根据所述参考位移值，在所述第二探测数据中确定预设范围的搜索区域，所述搜索区域的中心采样点与所述待测窗口的中心采样点的距离为所述参考位移值。

测量单元704，用于根据所述待测窗口的探测数据和所述搜索区域的探测数据，测量所述待测窗口的实际位移值。

在一个例子中，所述选取单元包括：

查找子单元，用于查找所述第一探测数据中与所述待测窗口相邻的所有已测窗口；

第一选取子单元，用于若已测窗口只有一个，则选取该已测窗口设置作为所述参考窗口；

第二选取子单元，用于若已测窗口有多个，则获取该已测窗口的相似度，选取相似度最高的已测窗口作为所述参考窗口，已测窗口的相似度是该已测窗口与该已测窗口的匹配采样点的相似度，已测窗口的匹配采样点是所述第二探测数据中与该已测窗口的距离是该已测窗口的实际位移值的采样点。

在一个例子中，所述选取单元还包括：

获取子单元，用于从所述第一探测数据中获取预设的初始窗口的探测数据；

测量子单元，用于根据所述预设的初始窗口的探测数据和所述第二探测数据，测量所述预设的初始窗口的实际位移值，将所述初始窗口作为第一个已测窗口。

在一个例子中，所述测量单元包括：

第一计算子单元，用于计算所述待测窗口中位于中心位置的采样点与所述搜索区域中每个采样点的相似度；

第三选取子单元，用于选取所述搜索区域中与所述待测窗口中位于中心位置的采样点的相似度最高的采样点作为所述待测窗口的匹配采样点；

第二计算子单元，用于计算所述待测窗口中位于中心位置的采样点与所述待测窗口的匹配采样点的位移值作为所述待测量窗口的实际位移值。

在一个例子中，所述装置还包括：

划分单元，用于将所述第一探测数据按照预设的分区方式划分获得至少一个第一区域，将所述第二探测数据按照预设的分区方式划分获得至少一个第二区域，所述第一区域与所述第二区域的个数相同，每个第一区域与该第一区域对应的第二区域的位置信息相同；

并行单元，用于根据每个第一区域的探测数据，以及该第一区域对应的第二区域的探测数据，并行计算每个第一区域中待测窗口的实际位移值。

图7所述的位移测量的装置，是与图2所示的位移测量的方法所对应的装置，具体实现方式与图2所示的方法类似，参考图2所述的方法中的描述，这里不再赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。