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基于統計學的超聲序列圖像三維重建方法和系統.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410148106.6

申請日:

2014.04.14

公開號:

CN103955961A

公開日:

2014.07.30

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G06T 17/00申請日:20140414|||公開
IPC分類號: G06T17/00 主分類號: G06T17/00
申請人: 中國人民解放軍總醫院
發明人: 梁萍; 吳文波; 薛勁; 薛迎峰; 王棟; 穆夢娟
地址: 100853 北京市海淀區復興路28號
優先權:
專利代理機構: 北京市隆安律師事務所 11323 代理人: 廉振保
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410148106.6

授權公告號:

103955961B||||||

法律狀態公告日:

2017.06.06|||2014.08.27|||2014.07.30

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開基于統計學的超聲序列圖像三維重建方法和系統。該方法包括:根據給定的成像參數,構建感興趣區域的三維超聲原始圖像;遍歷各幀二維超聲序列圖像,計算每個像素點的距離貢獻閾值;以任意一幀二維超聲序列圖像為基準圖像,計算其他所有幀圖像相對于基準圖像的旋轉矩陣和平移向量;遍歷構建的三維超聲原始圖像,依據旋轉矩陣和平移向量,由搜索范圍內的像素點的距離貢獻閾值確定其最優插值取值范圍,根據距離權重因子對三維超聲圖像體素賦值,并刷新該體素的距離權重因子;遍歷三維超聲圖像,根據搜索范圍和距離權重因子通過插值方法計算空缺體素的體素值。本發明能夠快速精準的重建超聲圖像三維體數據,為臨床病灶診療提供理論指導。

權利要求書

權利要求書
1.  一種基于統計學的超聲序列圖像三維重建方法,其特征在于,包括:
步驟S1,根據給定的三維超聲圖像的大小、間隔、初始位姿這三個成像參數,構建感興趣區域的三維超聲原始圖像;
步驟S2,遍歷各幀二維超聲序列圖像,計算二維超聲序列圖像中每個像素點的統計范圍內的像素點對所述每個像素點的貢獻,得到距離貢獻閾值;
步驟S3,以任意一幀二維超聲序列圖像為基準圖像,依據二維超聲序列圖像的空間位姿,計算其他所有幀二維超聲序列圖像相對于基準圖像的旋轉矩陣和平移向量;
步驟S4,遍歷構建的三維超聲原始圖像,依據旋轉矩陣和平移向量,由搜索范圍內的像素點的距離貢獻閾值確定其最優插值取值范圍,依據最優插值取值范圍,根據距離權重因子對三維超聲圖像體素賦值,并刷新該體素的距離權重因子;
步驟S5,遍歷三維超聲圖像所有體素,根據搜索范圍和距離權重因子采用插值方法計算空缺體素的體素值。

2.  根據權利要求1所述的基于統計學的超聲序列圖像三維重建方法,其特征在于,在步驟S2中,通過安裝在超聲探頭上的定位裝置,在采集二維超聲序列圖像的同時由定位裝置采集該序列圖像的空間位姿信息。

3.  根據權利要求1所述的基于統計學的超聲序列圖像三維重建方法,其特征在于,在步驟S2中,遍歷二維超聲序列圖像每一個像素,計算每個像素點的統計范圍內的所有像素點對其的貢獻值,采用主成分分析的方法得到距離貢獻閾值。

4.  根據權利要求1所述的基于統計學的超聲序列圖像三維重建方法,其特征在于,在步驟S2中,統計范圍為二維超聲序列圖像中一個像素點周圍的8、12、24、28和48臨域。

5.  根據權利要求1所述的基于統計學的超聲序列圖像三維重建方法,其特征在于,在步驟S4中,三維超聲原始圖像的搜索范圍不大于二維超聲序列圖像的統計范圍。

6.  根據權利要求1所述的基于統計學的超聲序列圖像三維重建方法,其特征在于,在步驟S4中,最優插值取值范圍表示用于插值計算三維超聲圖像體素值的二維超聲序列圖像像素點的范圍,由一個體素搜索范圍內的所有像素點的距離貢獻閾值得到。

7.  根據權利要求1所述的基于統計學的超聲序列圖像三維重建方法,其特征在于,在步驟S5中,遍歷三維超聲圖像,空缺體素根據搜索范圍內的所有體素值的距離權重因子采用雙線性插值得到。

8.  根據權利要求1至6中任一項所述的基于統計學的超聲序列圖像三維重建方法,其特征在于,在步驟S4中,距離權重因子為兩個體素間距離的倒數。

9.  一種基于統計學的超聲序列圖像三維重建系統,其特征在于,包括:
圖像構建模塊,其根據成像參數構建三維超聲原始圖像;
位姿獲取模塊,其通過安裝在超聲探頭上的定位裝置,在采集二維超聲序列圖像的同時記錄圖像的位姿;
遍歷與統計模塊,其遍歷二維超聲序列圖像中的每個像素,計算該像素統計范圍內的所有像素點的距離貢獻,得到距離貢獻閾值;
旋轉矩陣和平移向量計算模塊,其以任意一幀二維超聲序列圖像 為基準圖像,依據二維超聲序列圖像的空間位姿,計算其他所有幀二維超聲序列圖像相對于基準圖像的旋轉矩陣和平移向量;
遍歷與賦值模塊,其遍歷構建的三維超聲原始圖像,依據旋轉矩陣和平移向量計算體素值;
空缺體素插值模塊,其遍歷已賦值的三維超聲原始圖像,根據搜索范圍和距離權重因子采用插值方法計算空缺體素的體素值。

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基于 統計學 超聲 序列 圖像 三維重建 方法 系統
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