血流图像的去噪方法和装置与流程

文档序号:33645948发布日期:2023-03-29 03:57阅读:65来源:国知局
血流图像的去噪方法和装置与流程

1.本说明书属于图像处理技术领域,尤其涉及血流图像的去噪方法和装置。


背景技术:

2.通常通过超声成像得到的血流图像,由于是通过非聚焦波穿透深层的组织,信号较弱,导致所得到的图像的信噪比较低,往往难以清晰地辨识出图像中的小血管信号。
3.基于现有方法,大多会对相关信号应用基于深度的时间增益补偿(tgc)。但是,经过补偿后,其对应的背景噪声也会得到同等程度的放大。由于在与深度相关的tgc和波束合成的过程中,这种背景噪声在空间上是变化的,导致后续在提取血流信号时,空间上独立的噪声会混合在血流信号中,进而导位于致较远位置处的小血管信号很难精准地提取出来。
4.针对上述问题,目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素:

5.本说明书提供了一种血流图像的去噪方法和装置,可以充分利用噪声的不相关性以及血流信号的相关性,在保留血流信号的同时有效去除图像中的噪声,得到信噪比较高且能够清晰显示出小血管信号的血流图像。
6.本说明书提供了一种血流图像的去噪方法,包括:
7.获取针对目标区域的多轮次的多个通道的信号数据;其中,一个通道的信号数据对应一个发射角;
8.根据多轮次的多个通道的信号数据,通过图像重建,得到多个初始血流图像;其中,一个初始血流图像对应一个轮次;
9.根据多个初始血流图像,构建得到第一数据矩阵;并根据第一数据矩阵,通过进行预设的滤波处理,得到的第二数据矩阵;
10.根据多轮次的多个通道的信号数据,构建第一辅助矩阵和第二辅助矩阵;
11.根据第一辅助矩阵和第二辅助矩阵,进行预设的相关运算,得到相关矩阵;
12.利用相关矩阵处理所述第二数据矩阵所对应的血流图像,得到对应的去噪后的血流图像。
13.在一个实施例中,根据多个初始血流图像,构建得到第一数据矩阵,包括:
14.根据采集时间,将多个初始血流图像所对应的数据沿时间方向进行排列,得到一个三维的数据矩阵,作为第一数据矩阵;其中,所述第一数据矩阵中的第一维数据和第二维数据用于表征平面方向上的数据信息,所述第一数据矩阵中的第三维数据用于表征时间方向上的数据信息。
15.在一个实施例中,根据第一数据矩阵,通过进行预设的滤波处理,得到的第二数据矩阵,包括:
16.将第一数据矩阵中的第一维数据和第二维数据转换成一维数据,得到第三数据矩阵;
17.确定出针对第三数据矩阵的特征值矩阵和特征向量矩阵;
18.调整特征值矩阵中数值大于预设的第一数据阈值的特征值和/或数值小于预设的第二数据阈值的特征值,得到调整后的特征值矩阵;
19.根据调整后的特征值矩阵和特征向量矩阵,得到第四数据矩阵;其中,第四数据矩阵包含有血流的图像信息;
20.对第四数据矩阵进行反变换,得到第二数据矩阵。
21.在一个实施例中,获取针对目标区域的多轮次的多个通道的信号数据,包括:按照以下方式获取针对目标区域的当前轮次的多个通道的信号数据:
22.控制超声成像系统从指定的负向起始角度出发,按照预设的偏转规则,改变超声成像系统的发射角,直到正向结束角度结束;并控制超声成像系统基于不同的发射角,对目标区域进行平面波发射,以采集得到与该发射角对应的一个通道的信号数据;其中,指定的负向起始角度的角度值与正向结束角度的角度值相同。
23.在一个实施例中,根据多轮次的多个通道的信号数据,通过图像重建,得到多个初始血流图像,包括:
24.按照以下方式,根据当前轮次的多个通道的信号数据,通过图像重建,得到当前轮次的初始血流图像:
25.将各个通道的信号数据,根据超声信号的发射时间和接收时间,计算出图像区域中各个像素点的信号强度,得到多帧超声图像;其中,每帧超声图像对应当前轮次的一个通道的信号数据;
26.根据多帧超声图像,通过叠加求和,得到当前轮次的初始血流图像。
27.在一个实施例中,根据多轮次的多个通道的信号数据,构建第一辅助矩阵和第二辅助矩阵,包括:
28.从多轮次的多个通道的信号数据中筛选出所对应的发射角为负向角度的多帧超声图像进行叠加求和,得到第一类求和结果;并将第一类求和结果,沿时间方向进行排列,得到第一辅助矩阵;
29.从多轮次的多个通道的信号数据中筛选出所对应的发射角为正向角度的多帧超声图像进行叠加求和,得到第二类求和结果;并将第二类求和结果,沿时间方向进行排列,得到第二辅助矩阵。
30.在一个实施例中,根据第一辅助矩阵和第二辅助矩阵,进行预设的相关运算,得到相关矩阵,包括:
31.从第一辅助矩阵和第二辅助矩阵中分别提取出对应同一个平面位置的第一向量和第二向量进行相关计算,得到与该平面位置对应的相关值;
32.组合所述相关值,得到所述相关矩阵。
33.在一个实施例中,利用相关矩阵处理所述第二数据矩阵所对应的血流图像,得到对应的去噪后的血流图像,包括:
34.将所述相关矩阵与所述第二数据矩阵所对应的血流图像相乘,得到对应的去噪后的血流图像。
35.本说明书还提供了一种血流图像的去噪装置,包括:
36.获取模块,用于获取针对目标区域的多轮次的多个通道的信号数据;其中,一个通
道的信号数据对应一个发射角;
37.重建模块,用于根据多轮次的多个通道的信号数据,通过图像重建,得到多个初始血流图像;其中,一个初始血流图像对应一个轮次;
38.滤波处理模块,用于根据多个初始血流图像,构建得到第一数据矩阵;并根据第一数据矩阵,通过进行预设的滤波处理,得到的第二数据矩阵;
39.构建模块,用于根据多轮次的多个通道的信号数据,构建第一辅助矩阵和第二辅助矩阵;
40.相关处理模块,用于根据第一辅助矩阵和第二辅助矩阵,进行预设的相关运算,得到相关矩阵;
41.去噪处理模块,用于利用相关矩阵处理所述第二数据矩阵所对应的血流图像,得到对应的去噪后的血流图像。
42.本说明书还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,所述指令被处理器执行时实现以下步骤:获取针对目标区域的多轮次的多个通道的信号数据;其中,一个通道的信号数据对应一个发射角;根据多轮次的多个通道的信号数据,通过图像重建,得到多个初始血流图像;其中,一个初始血流图像对应一个轮次;根据多个初始血流图像,构建得到第一数据矩阵;并根据第一数据矩阵,通过进行预设的滤波处理,得到的第二数据矩阵;根据多轮次的多个通道的信号数据,构建第一辅助矩阵和第二辅助矩阵;根据第一辅助矩阵和第二辅助矩阵,进行预设的相关运算,得到相关矩阵;利用相关矩阵处理所述第二数据矩阵所对应的血流图像,得到对应的去噪后的血流图像。
43.基于本说明书提供的血流图像的去噪方法和装置,可以先获取针对目标区域的多轮次的多个通道的信号数据;再通过图像重建,得到多个初始血流图像;根据多个初始血流图像,构建得到第一数据矩阵;并根据第一数据矩阵,通过进行预设的滤波处理,得到的第二数据矩阵;根据多轮次的多个通道的信号数据,构建第一辅助矩阵和第二辅助矩阵;根据第一辅助矩阵和第二辅助矩阵,进行预设的相关运算,得到相关矩阵;利用相关矩阵处理所述第二数据矩阵所对应的血流图像,得到对应的去噪后的血流图像。从而可以充分利用噪声的不相关性以及血流信号的相关性,在保留血流信号的同时有效去除图像中的噪声,得到信噪比较高且能够清晰显示出小血管信号的血流图像。
附图说明
44.为了更清楚地说明本说明书实施例,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例,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。
45.图1是本说明书的一个实施例提供的血流图像的去噪方法的流程示意图;
46.图2是在一个场景示例中,应用本说明书实施例提供的血流图像的去噪方法的一种实施例的示意图;
47.图3是在一个场景示例中,应用本说明书实施例提供的血流图像的去噪方法的一种实施例的示意图;
48.图4是在一个场景示例中,应用本说明书实施例提供的血流图像的去噪方法的一种实施例的示意图;
49.图5是本说明书的一个实施例提供的服务器的结构组成示意图;
50.图6是本说明书的一个实施例提供的血流图像的去噪装置的结构组成示意图。
具体实施方式
51.为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案,下面将结合本说明书实施例中的附图,对本说明书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说明书一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本说明书保护的范围。
52.参阅图1和图2所示,本说明书实施例提供了一种血流图像的去噪方法。具体实施时,该方法可以包括以下内容:
53.s101:获取针对目标区域的多轮次的多个通道的信号数据;其中,一个通道的信号数据对应一个发射角;
54.s102:根据多轮次的多个通道的信号数据,通过图像重建,得到多个初始血流图像;其中,一个初始血流图像对应一个轮次;
55.s103:根据多个初始血流图像,构建得到第一数据矩阵;并根据第一数据矩阵,通过进行预设的滤波处理,得到的第二数据矩阵;
56.s104:根据多轮次的多个通道的信号数据,构建第一辅助矩阵和第二辅助矩阵;
57.s105:根据第一辅助矩阵和第二辅助矩阵,进行预设的相关运算,得到相关矩阵;
58.s106:利用相关矩阵处理所述第二数据矩阵所对应的血流图像,得到对应的去噪后的血流图像。
59.在一些实施例中,具体实施时,可以利用超声成像系统基于血流成像技术,针对目标区域采集获取多轮次的多个通道的信号数据。
60.其中,上述目标区域具体可以是动物身上存在血管的身体区域,也可以是患者身上存在血管的身体区域等。
61.上述多轮次包括多个不同轮次,不同轮次所对应的采集时间不同。每一个轮次对应一个采集周期,包含有所对应的采集周期中的多个通道的信号数据。每一个通道的信号数据对应一个发射角,可以理解为超声成像系统基于该发射角进行平面波发射后所采集到的超声信号数据。
62.在一些实施例中,上述获取针对目标区域的多轮次的多个通道的信号数据,具体实施时,可以包括以下内容:按照以下方式获取针对目标区域的当前轮次的多个通道的信号数据:
63.控制超声成像系统从指定的负向起始角度出发,按照预设的偏转规则,改变超声成像系统的发射角,直到正向结束角度结束;并控制超声成像系统基于不同的发射角,对目标区域进行平面波发射,以采集得到与该发射角对应的一个通道的信号数据;其中,指定的负向起始角度的角度值与正向结束角度的角度值相同。
64.具体的,可以参阅图3所示,上述负向角度具体可以理解为偏左侧的角度,相对的,上述正向角度具体可以理解为偏右侧的角度。
65.上述指定的负向起始角度具体可以是指超声成像系统在一个轮次开始采集信号
数据时的角度,例如,-5
°
;上述指定的正向结束角度具体可以是指超声成像系统在一个轮次结束采集信号数据时的角度,例如,5
°
。其中,指定的负向起始角度的绝对值与正向结束角度的绝对值是相同的,也可以理解为指定的负向起始角度与正向结束角度基于中线对称。当然,需要说明的是,上述所列举的指定负向起始角度和指定正向结束角度只是一种示意性说明,具体实施时,可以根据目标区域的具体范围,以及超声成像系统的性能参数,来设置合适的负向角度作为负向起始角度,设置合适的正向角度作为正向起始角度。对此,本说明书不作限定。
66.上述预设的偏转规则具体可以是等间隔偏转规则。具体的,例如,基于预设的偏转规则所确定间隔角度为1
°
,第一个发射角为指定的负向起始角度-5
°
;那么第二个发射角为第一个发射角加上间隔角度后得到角度,即-4
°
。类似的,可以依次确定出第三个发射角、第四个发射角、第五个发射角、第六个发射角、第七个发射角、第八个发射角、第九个发射角、第十个发射角、第十一个发射角分别为-3
°
、-2
°
、-1
°
、0
°
、1
°
、2
°
、3
°
、4
°
、5
°

67.此外,预设的偏转规则具体还可以是一种要求发射角对称的偏转规则。具体的,例如,根据具体情况,可以先设置左侧的发射角依次分别为:-5
°
、-3
°
;相应的,基于预设的编转规则,可以根据左侧的发射角,对称设置右侧的发射角依次分别为:3
°5°
;此外,还可以设置中线所对应的角度0
°
作为一个发射角。
68.以进行多个轮次中的当前轮次的多个通道的信号数据采集为例,具体实施时,可以按照上述方式根据预设的偏转规则,结合指定的负向起始角度和指定的正向起始角度,确定出各个发射角;再控制超声成像系统从指定的负向起始角度(即,第一个发射角)出发,开始对目标区域发射声束进行平面波发射,并采集对应的信号数据,作为与第一个发射角对应的一个通道的信号数据。在完成一个通道的信号数据的采集之后,再控制超声成像系统偏转到下一个发射角,重复上述过程,以采集与下一个发射角对应的一个通道的信号数据。以此类推,直到控制超声成像系统偏转到指定的正向结束角度(即,最后一个发射角),对目标区域发射声束进行平面波发射,并采集得到与最后一个发射角对应的一个通道的信号数据。从而完成了当前轮次的多个通道的信号数据采集。
69.进一步,检测当前轮次的轮次数是否小于预设的轮次数。在确定当前轮次的轮次数小于预设的轮次数的情况下,可以重复上述过程,进行当前轮次之后的下一轮次的多个通道的信号数据采集。在确定当前轮次的轮次数等于预设的轮次数下,可以停止采集,从而可以采集得到多轮次的多个通道的信号数据。
70.此外,在具体利用超声成像系统具体进行平面波发射时,帧频可以设置为1500hz。上述超声成像系统所使用的超声换能器具体可以为线型换能器。
71.在一些实施例中,在利用超声成像系统采集得到多轮次的多个通道的信号数据之后,还可以先利用超声成像系统内置的硬件设备对上述多轮次的多个通道的信号数据进行放大滤波处理,以初步减少数据误差。再将放大滤波后的多轮次的多个通道的信号数据提供给服务器(或者其他计算机设备)以进行后续的数据处理。
72.在一些实施例中,上述根据多轮次的多个通道的信号数据,通过图像重建,得到多个初始血流图像,具体实施时,可以包括:按照以下方式,根据当前轮次的多个通道的信号数据,通过图像重建,得到当前轮次的初始血流图像:
73.s1:将各个通道的信号数据,根据超声信号的发射时间和接收时间,计算出图像区
域中各个像素点的信号强度,得到多帧超声图像;其中,每帧超声图像对应当前轮次的一个通道的信号数据;
74.s2:根据多帧超声图像,通过叠加求和,得到当前轮次的初始血流图像。
75.具体的,例如,按照上述方式,基于当前轮次的多个通道的信号数据,可以得到与发射角-5
°
、-3
°
、0
°
、3
°
、5
°
分别对应的五帧超声图像;再将上述五帧超声图像进行叠加求和,可以得到当前轮次的初始血流图像。
76.按照上述方式,可以分别处理其他轮次的多个通道的信号数据,从而可以得到各个轮次的初始血流图像。
77.需要说明的是,基于上述方式得到的初始血流图像由于本身信噪比较低,加之小血管信号本身较微弱,距离超声换能器位置较远处的小血管信号往往会被图像噪声、组织噪声等背景噪声所掩盖,进而导致无法精准地提取得到上述小血管信号。为了能够得到小血管信号较为清晰、信噪比较高、图像质量较好的血流图像,还需要再对上述初始血流图像进行去噪。
78.在一些实施例中,上述根据多个初始血流图像,构建得到第一数据矩阵,具体实施时,可以包括以下内容:
79.根据采集时间,将多个初始血流图像所对应的数据沿时间方向进行排列,得到一个三维的数据矩阵,作为第一数据矩阵;其中,所述第一数据矩阵中的第一维数据和第二维数据用于表征平面方向上的数据信息,所述第一数据矩阵中的第三维数据用于表征时间方向上的数据信息。其中,第一数据矩阵中的每一个数据值表征目标区域沿平面方向上的一个位置点对应采集时间时的数据信息。
80.在一些实施例中,参阅图4所示,上述根据第一数据矩阵,通过进行预设的滤波处理,得到的第二数据矩阵,具体实施时,可以包括以下内容:
81.s1:将第一数据矩阵中的第一维数据和第二维数据转换成一维数据,得到第三数据矩阵;
82.s2:确定出针对第三数据矩阵的特征值矩阵和特征向量矩阵;
83.s3:调整特征值矩阵中数值大于预设的第一数据阈值的特征值和/或数值小于预设的第二数据阈值的特征值,得到调整后的特征值矩阵;
84.s4:根据调整后的特征值矩阵和特征向量矩阵,得到第四数据矩阵;其中,第四数据矩阵包含有血流的图像信息;
85.s5:对第四数据矩阵进行反变换,得到第二数据矩阵。
86.其中,上述预设的第一数据阈值大于预设的第二数据域至。上述第二数据矩阵所对应的血流图像可以理解为对初始血流图像进行预设的波处理后得到的血流图像。
87.具体调整时,可以将特征值矩阵中数值大于预设的第一数据阈值的特征值和/或数值小于预设的第二数据阈值的特征值的数值调整为0,得到调整后的特征值矩阵。也可以将特征值矩阵中数值排序靠前的预设第一数量个特征值的数值调整为0,和/或,将特征值矩阵中数值排序靠后的预设第二数量个特征值的数值调整为0。
88.具体实施时,上述调整特征值矩阵中数值大于预设的第一数据阈值的特征值和/或数值小于预设的第二数据阈值的特征值,得到调整后的特征值矩阵,具体实施时,可以包括以下内容:评估初始血流图像的图像噪声大小程度;根据初始图像的图像噪声大小程度,
确定特征值调整幅度;根据特征值调整幅度,调整预设的第一数据阈值和/或预设的第二数据阈值的数值。这样,可以通过根据特征值调整幅度,调整预设的第一数据阈值和/或预设的第二数据阈值的数值来控制特征值矩阵中被调整的特征值的具体数量。
89.具体的,例如,当初始图像的图像噪声大小程度较大时,可以将特征值调整幅度设置得相对较大,这样可以将特征值矩阵中相对较多的特征值的数值调整为0,以更加注重减少图像中涉及噪声的数据信息。相反,当初始图像的图像噪声大小程度较小时,可以将特征值调整幅度设置得相对较小,这样可以将特征值矩阵中相对较少的特征值的数值调整为0,以更加注重保留图像中的数据信息。
90.具体调整时,可以结合历史经验进行调整。此外,在调整过程中,还可以边调整并测试;根据测试反馈结果,对之前的调整进行进一步修正调整。按照上述方式,可以通过多次,得到效果相对更好的笤帚的特征值矩阵。
91.按照上述方式基于调整后的特征值矩阵和特征向量矩阵得到的第二数据矩阵,相对于之前的第一数据,可以有效地压制噪声的图像信息,并且有针对性地较好地保留下了所需要的血流的图像信息。
92.在一些实施例中,上述根据多轮次的多个通道的信号数据,构建第一辅助矩阵和第二辅助矩阵,具体实施时,可以包括以下内容:
93.s1:从多轮次的多个通道的信号数据中筛选出所对应的发射角为负向角度的多帧超声图像进行叠加求和,得到第一类求和结果;并将第一类求和结果,沿时间方向进行排列,得到第一辅助矩阵;
94.s2:从多轮次的多个通道的信号数据中筛选出所对应的发射角为正向角度的多帧超声图像进行叠加求和,得到第二类求和结果;并将第二类求和结果,沿时间方向进行排列,得到第二辅助矩阵。
95.具体的,例如,可以将多轮次的与发射角-5
°
、-3
°
分别对应的超声图像进行叠加求和,得到第一类求和结果;再将第一类求和结果,沿时间方向进行排列,得到一个三维的数据矩阵,作为第一辅助矩阵。类似的,可以将多轮次的与发射角5
°
、3
°
分别对应的超声图像进行叠加求和,得到第二类求和结果;再将第二类求和结果,沿时间方向进行排列,得到另一个三维的数据矩阵,作为第二辅助矩阵。其中,第一辅助矩阵和第二辅助矩阵中的第三维数据用于表征时间方向上的数据信息。
96.在一些实施例中,上述根据多轮次的多个通道的信号数据,构建第一辅助矩阵和第二辅助矩阵具体实施时,还可以包括:从多轮次的多个通道的信号数据中筛选出所对应的发射角为负向第一角度的多帧超声图像;并将所对应的发射角为负向第一角度的多帧超声图像,沿时间方向进行排列,得到第一辅助矩阵;从多轮次的多个通道的信号数据中筛选出所对应的发射角为正向第二角度的多帧子图;并将所对应的发射角为正向第二角度的多帧超声图像,沿时间方向进行排列,得到第二辅助矩阵;其中,第一角度和第二角度的角度值相同。
97.具体的,例如,可以直接获取多轮次的与发射角-5
°
(负向第一角度)对应的超声图像;并将上述超声图像,沿时间方向进行排列,得到第一辅助矩阵;类似的,可以直接获取多轮次的与发射角5
°
(正向第二角度)对应的超声图像;并将上述超声图像,沿时间方向进行排列,得到第二辅助矩阵。
98.在一些实施例中,上述根据第一辅助矩阵和第二辅助矩阵,进行预设的相关运算,得到相关矩阵,具体实施时,可以包括以下内容:从第一辅助矩阵和第二辅助矩阵中分别提取出对应同一个平面位置的第一向量和第二向量进行相关计算,得到与该平面位置对应的相关值;组合所述相关值,得到所述相关矩阵。
99.在一些实施例中,上述利用相关矩阵处理所述第二数据矩阵所对应的血流图像,得到对应的去噪后的血流图像,具体实施时,可以包括:将所述相关矩阵与所述第二数据矩阵所对应的血流图像相乘,得到对应的去噪后的血流图像。从而可以较好地利用了噪声的不相关性以及血流信号的相关性,在保留血流信号的同时,有效地去除了噪声,得到信噪比较高、图像质量较好的血流图像。
100.在一些实施例中,在得到对应的去噪后的血流图像之后,所述方法具体实施时,还可以包括以下内容:根据去噪后的血流图像和预设的健康血流图像模板进行图像比对,得到对应的比对结果;根据比对结果,检测目标区域是否存在异常。
101.由上可见,基于本说明书实施例提供的血流图像的去噪方法,可以先获取针对目标区域的多轮次的多个通道的信号数据;再通过图像重建,得到多个初始血流图像;根据多个初始血流图像,构建得到第一数据矩阵;并根据第一数据矩阵,通过进行预设的滤波处理,得到的第二数据矩阵;根据多轮次的多个通道的信号数据,构建第一辅助矩阵和第二辅助矩阵;根据第一辅助矩阵和第二辅助矩阵,进行预设的相关运算,得到相关矩阵;利用相关矩阵处理所述第二数据矩阵所对应的血流图像,得到对应的去噪后的血流图像。从而可以充分利用噪声的不相关性以及血流信号的相关性,在保留血流信号的同时有效去除图像中的噪声,得到信噪比较高且能够清晰显示出小血管信号的血流图像。此外,还可以降低去噪处理成本,提高整体的处理效率。
102.在一个具体的场景示例中,参阅图2所示,可以应用本说明书提供的血流图像的去噪方法,具体进行血流图像的采集和去噪。
103.s1:使用超声成像系统来发射和接收超声信号。其中,超声波的发射方式选用多角度平面波发射,发射方式如图3所示,可以先沿指定的负方向角度(例如,指定的负向起始角度)发射,随后发射的偏转角度等量增加,并且发射次数一般设置为奇数次,所使用的超声换能器为线型换能器,对于单次发射的帧频要达到1500hz以上,超声成像硬件系统将采集到的信号进行一系列的放大滤波处理后,传至电脑终端,在软件上进行重建处理。
104.s2:图像重建,由超声成像系统采集到的数据是原始的通道数据(例如,多轮次的多个通道的信号数据),不能直接进行成像。由于超声信号在发射时各通道存在延时,重建的过程就是将每一帧采集到的原始的通道数据,根据超声信号的发射和接收时间计算成像区域内每一个像素点上的信号强度,最后将一个完整采集集合内重建的每一帧进行求合,(如一个次采集集合中包含-5
°
,-3
°
,0,3
°
,5
°
,可以将这几次发射的数据进行重建计算后,再叠加求和)得到一次采集的图像(例如,与一个轮次对应的初始血流图像)。
105.s3:将沿时间上的采集数据集进行重建处理完成后,得到一个三维的数据矩阵。其中,第三维是沿时间方向。再对该数据矩阵进行预设的svd滤波,具体包括:将三维矩阵的前两维进行变换成一维,该矩阵就变成了一个二维矩阵(例如,第三数据矩阵),其中,第二维表示的是时间方向上的信息。再计算出该矩阵特征值及其对应的特征向量,并去除前面的及后面的特征值对应的信息,通过多次调整后,可以得到仅保留血流信息的特征值及其对
应的特征向量。然后通过进行反变换等处理,就得到包含血流信息的图像数据(例如,第二数据矩阵)。
106.s4:将s2中重建后的对应各个发射角的单帧数据,把发射角为负或为正的进行求合(如,将-5
°
,-3
°
重建后的数据进行求和,同时将5
°
,3
°
重建后的数据进行求和),再将负向或正向发射的重建后的数据沿时间方向进行排列,分别组成两个三维矩阵(例如,第一辅助矩阵、第二辅助矩阵)。其中,第三维还是沿时间方向。两个三维矩阵前二维平面中,每一个像素点沿时间方向均表示一个时间上的信号,再对同一个位置(同一时间)像素点上对应的两个信号进行相关计算,得到一个相关值;经过对全部像素的计算后,可以得到一个二维的相关矩阵。
107.s5:将预设的svd滤波后得到的矩阵与相关矩阵相乘后,就可以得到所需要的去噪后的图像(例如,去噪后的血流图像)。这样可以利用噪声的不相关性以及血流信号的相关性,在保留血流信号的同时去除噪声。
108.基于上述方法,可以有效地滤除血流信号噪声,即可以通过对不同发射角的信号进行相关计算,得到相关矩阵,再利用相关矩阵进行滤波处理。并且,所采用滤波方式能够较好地适用于平面波以及散射波。
109.通过上述的场景示例,也验证了本说明书实施例提供的血流图像的去噪方法确实能够通过充分利用噪声的不相关性以及血流信号的相关性,在保留血流信号的同时有效去除图像中的噪声,得到信噪比较高且能够清晰显示出小血管信号的血流图像。
110.本说明书实施例还提供一种服务器,包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器,所述处理器具体实施时可以根据指令执行以下步骤:获取针对目标区域的多轮次的多个通道的信号数据;其中,一个通道的信号数据对应一个发射角;根据多轮次的多个通道的信号数据,通过图像重建,得到多个初始血流图像;其中,一个初始血流图像对应一个轮次;根据多个初始血流图像,构建得到第一数据矩阵;并根据第一数据矩阵,通过进行预设的滤波处理,得到的第二数据矩阵;根据多轮次的多个通道的信号数据,构建第一辅助矩阵和第二辅助矩阵;根据第一辅助矩阵和第二辅助矩阵,进行预设的相关运算,得到相关矩阵;利用相关矩阵处理所述第二数据矩阵所对应的血流图像,得到对应的去噪后的血流图像。
111.为了能够更加准确地完成上述指令,参阅图5所示,本说明书实施例还提供了另一种具体的服务器,其中,所述服务器包括网络通信端口501、处理器502以及存储器503,上述结构通过内部线缆相连,以便各个结构可以进行具体的数据交互。
112.其中,所述网络通信端口501,具体可以用于获取针对目标区域的多轮次的多个通道的信号数据;其中,一个通道的信号数据对应一个发射角。
113.所述处理器502,具体可以用于根据多轮次的多个通道的信号数据,通过图像重建,得到多个初始血流图像;其中,一个初始血流图像对应一个轮次;根据多个初始血流图像,构建得到第一数据矩阵;并根据第一数据矩阵,通过进行预设的滤波处理,得到的第二数据矩阵;根据多轮次的多个通道的信号数据,构建第一辅助矩阵和第二辅助矩阵;根据第一辅助矩阵和第二辅助矩阵,进行预设的相关运算,得到相关矩阵;利用相关矩阵处理所述第二数据矩阵所对应的血流图像,得到对应的去噪后的血流图像。
114.所述存储器503,具体可以用于存储相应的指令程序。
115.在本实施例中,所述网络通信端口501可以是与不同的通信协议进行绑定,从而可以发送或接收不同数据的虚拟端口。例如,所述网络通信端口可以是负责进行web数据通信的端口,也可以是负责进行ftp数据通信的端口,还可以是负责进行邮件数据通信的端口。此外,所述网络通信端口还可以是实体的通信接口或者通信芯片。例如,其可以为无线移动网络通信芯片,如gsm、cdma等;其还可以为wifi芯片;其还可以为蓝牙芯片。
116.在本实施例中,所述处理器502可以按任何适当的方式实现。例如,处理器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(application specific integrated circuit,asic)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式等等。本说明书并不作限定。
117.在本实施例中,所述存储器503可以包括多个层次,在数字系统中,只要能保存二进制数据的都可以是存储器;在集成电路中,一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器,如ram、fifo等;在系统中,具有实物形式的存储设备也叫存储器,如内存条、tf卡等。
118.本说明书实施例还提供了一种基于上述血流图像的去噪方法的计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序指令,在所述计算机程序指令被执行时实现:获取针对目标区域的多轮次的多个通道的信号数据;其中,一个通道的信号数据对应一个发射角;根据多轮次的多个通道的信号数据,通过图像重建,得到多个初始血流图像;其中,一个初始血流图像对应一个轮次;根据多个初始血流图像,构建得到第一数据矩阵;并根据第一数据矩阵,通过进行预设的滤波处理,得到的第二数据矩阵;根据多轮次的多个通道的信号数据,构建第一辅助矩阵和第二辅助矩阵;根据第一辅助矩阵和第二辅助矩阵,进行预设的相关运算,得到相关矩阵;利用相关矩阵处理所述第二数据矩阵所对应的血流图像,得到对应的去噪后的血流图像。
119.在本实施例中,上述存储介质包括但不限于随机存取存储器(random access memory,ram)、只读存储器(read-only memory,rom)、缓存(cache)、硬盘(hard disk drive,hdd)或者存储卡(memory card)。所述存储器可以用于存储计算机程序指令。网络通信单元可以是依照通信协议规定的标准设置的,用于进行网络连接通信的接口。
120.在本实施例中,该计算机可读存储介质存储的程序指令具体实现的功能和效果,可以与其它实施方式对照解释,在此不再赘述。
121.参阅图6所示,在软件层面上,本说明书实施例还提供了一种血流图像的去噪装置,该装置具体可以包括以下的结构模块:
122.获取模块601,具体可以用于获取针对目标区域的多轮次的多个通道的信号数据;其中,一个通道的信号数据对应一个发射角;
123.重建模块602,具体可以用于根据多轮次的多个通道的信号数据,通过图像重建,得到多个初始血流图像;其中,一个初始血流图像对应一个轮次;
124.滤波处理模块603,具体可以用于根据多个初始血流图像,构建得到第一数据矩阵;并根据第一数据矩阵,通过进行预设的滤波处理,得到的第二数据矩阵;
125.构建模块604,具体可以用于根据多轮次的多个通道的信号数据,构建第一辅助矩阵和第二辅助矩阵;
126.相关处理模块605,具体可以用于根据第一辅助矩阵和第二辅助矩阵,进行预设的相关运算,得到相关矩阵;
127.去噪处理模块606,具体可以用于利用相关矩阵处理所述第二数据矩阵所对应的血流图像,得到对应的去噪后的血流图像。
128.在一些实施例中,上述滤波处理模块603具体实施时,可以按照以下方式根据多个初始血流图像,构建得到第一数据矩阵:根据采集时间,将多个初始血流图像所对应的数据沿时间方向进行排列,得到一个三维的数据矩阵,作为第一数据矩阵;其中,所述第一数据矩阵中的第一维数据和第二维数据用于表征平面方向上的数据信息,所述第一数据矩阵中的第三维数据用于表征时间方向上的数据信息。
129.在一些实施例中,上述滤波处理模块603具体实施时,可以按照以下方式根据第一数据矩阵,通过进行预设的滤波处理,得到的第二数据矩阵:将第一数据矩阵中的第一维数据和第二维数据转换成一维数据,得到第三数据矩阵;确定出针对第三数据矩阵的特征值矩阵和特征向量矩阵;调整特征值矩阵中数值大于预设的第一数据阈值的特征值和/或数值小于预设的第二数据阈值的特征值,得到调整后的特征值矩阵;根据调整后的特征值矩阵和特征向量矩阵,得到第四数据矩阵;其中,第四数据矩阵包含有血流的图像信息;对第四数据矩阵进行反变换,得到第二数据矩阵。
130.在一些实施例中,上述获取模块601具体实施时,可以按照以下方式获取针对目标区域的当前轮次的多个通道的信号数据:控制超声成像系统从指定的负向起始角度出发,按照预设的偏转规则,改变超声成像系统的发射角,直到正向结束角度结束;并控制超声成像系统基于不同的发射角,对目标区域进行平面波发射,以采集得到与该发射角对应的一个通道的信号数据;其中,指定的负向起始角度的角度值与正向结束角度的角度值相同。
131.在一些实施例中,上述重建模块602具体实施时,可以按照以下方式根据多轮次的多个通道的信号数据,通过图像重建,得到多个初始血流图像:按照以下方式,根据当前轮次的多个通道的信号数据,通过图像重建,得到当前轮次的初始血流图像:将各个通道的信号数据,根据超声信号的发射时间和接收时间,计算出图像区域中各个像素点的信号强度,得到多帧超声图像;其中,每帧超声图像对应当前轮次的一个通道的信号数据;根据多帧超声图像,通过叠加求和,得到当前轮次的初始血流图像。
132.在一些实施例中,上述构建模块604具体实施时,可以按照以下方式根据多轮次的多个通道的信号数据,构建第一辅助矩阵和第二辅助矩阵:从多轮次的多个通道的信号数据中筛选出所对应的发射角为负向角度的多帧超声图像进行叠加求和,得到第一类求和结果;并将第一类求和结果,沿时间方向进行排列,得到第一辅助矩阵;从多轮次的多个通道的信号数据中筛选出所对应的发射角为正向角度的多帧超声图像进行叠加求和,得到第二类求和结果;并将第二类求和结果,沿时间方向进行排列,得到第二辅助矩阵。
133.在一些实施例中,上述相关处理模块605具体实施时,可以按照以下方式根据第一辅助矩阵和第二辅助矩阵,进行预设的相关运算,得到相关矩阵:从第一辅助矩阵和第二辅助矩阵中分别提取出对应同一个平面位置的第一向量和第二向量进行相关计算,得到与该平面位置对应的相关值;组合所述相关值,得到所述相关矩阵。
134.在一些实施例中,上述去噪处理模块606具体实施时,可以按照以下方式利用相关矩阵处理所述第二数据矩阵所对应的血流图像,得到对应的去噪后的血流图像:将所述相
关矩阵与所述第二数据矩阵所对应的血流图像相乘,得到对应的去噪后的血流图像。
135.需要说明的是,上述实施例阐明的单元、装置或模块等,具体可以由计算机芯片或实体实现,或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便,描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然,在实施本说明书时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现,也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
136.由上可见,基于本说明书实施例提供的血流图像的去噪装置,可以充分利用噪声的不相关性以及血流信号的相关性,在保留血流信号的同时有效去除图像中的噪声,得到信噪比较高且能够清晰显示出小血管信号的血流图像。
137.虽然本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤,但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式,不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时,可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境,甚至为分布式数据处理环境)。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。第一,第二等词语用来表示名称,而并不表示任何特定的顺序。
138.本领域技术人员也知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件,而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至,可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
139.本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述,例如程序模块。一般地,程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书,在这些分布式计算环境中,由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中,程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机可读存储介质中。
140.通过以上的实施例的描述可知,本领域的技术人员可以清楚地了解到本说明书可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解,本说明书的技术方案本质上可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在存储介质中,如rom/ram、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,移动终端,服务器,或者网络设备等)执行本说明书各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
141.本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述,各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本说明书可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如:个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的电子设备、网络pc、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
142.虽然通过实施例描绘了本说明书,本领域普通技术人员知道,本说明书有许多变形和变化而不脱离本说明书的精神,希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本说明书的精神。
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