超声测温二值图像模糊跟踪方法

摘要

超声测温二值图像模糊跟踪方法，属于医疗影像技术领域。为了解决超声无损测温中互相关方法精度低，误差会累积，且计算量大的问题，本发明公开了一种超声测温二值图像模糊跟踪方法，该方法利用超声测温仪中的超声探头发射超声脉冲，经人体生物组织反馈后接收返回的超声回波，对每帧超声回波的数据进行二值化处理，得到含有波峰波谷特征点的二值图像；然后，使用跟踪窗对二值图像进行遍历跟踪，得到超声回波累加时移值；最后，对累加时移值进行曲线拟合，差分后得到局部时移。本发明所述方法是一种实时方法，精度可以达到1/4波长，误差不会累积，并且计算量也大幅度下降，优于互相关方法。

主权项

1.超声测温二值图像模糊跟踪方法，首先利用超声测温仪中的超声探头发射超声脉冲，经人体生物组织反馈后接收返回的超声回波，其特征在于该方法还包括如下步骤：1)超声测温仪的采样频率为超声探头发射的超声脉冲中心频率的N倍，其中N≥8，据此设置跟踪窗的尺寸dx×dy，dx方向为帧内方向，dx取N/2～N，dy方向为帧间方向，dy至少为4；2)利用超声测温仪中的微处理器对采样得到的前三帧超声回波数据进行二值化处理，波峰波谷特征点置1，其它点置0；将所述前三帧的波峰波谷特征点直接设定为已评估特征点，其整数累加时移值设为0，并在波峰波谷特征点附近取5个点作4次多项式曲线拟合，所述4次多项式被微分以确定其最大值从而得到偏移量；3)利用超声测温仪中的微处理器对采样得到的下一帧超声回波数据进行二值化处理，波峰波谷特征点置1，其它点置0；每个波峰波谷特征点设定相应的VMARK值，以当前帧回波的最高峰值VM为标准，按黄金分割法分成5级，当峰值Vk≥VM·(1-α)i(i＝1，...，5)时，VMARK＝i，其中α＝0.618；剩下的波峰波谷特征点则在当前帧最高峰值VM的0.8％之下，令VMARK＝0；4)对当前帧中VMARK≠0的特征点，用跟踪窗进行遍历跟踪，即以当前帧中VMARK≠0的特征点为当前跟踪窗的基点，按VMARK值由低到高处理，在dx×dy方向按权从小到大的顺序搜索已评估特征点，直至搜索到第一个已评估特征点，获取所述基点的整数累加时移值，若搜索不到已评估特征点，则将所述基点的VMARK置0，完成评估过程；其中，在当前跟踪窗内，前一帧中与基点的边相邻的采样点的权为1，离所述权为1的采样点越远，权值越大；每评估完一个基点，就在该基点附近取5个点作4次多项式曲线拟合，所述4次多项式被微分以确定其最大值从而得到偏移量，该偏移量减去搜索到的已评估特征点的偏移量，然后加到该基点的整数累加时移值上，获得总的累加时移值；5)对VMARK＝0的特征点，以步骤4)中已评估特征点为基准，通过线性插值得到这些特征点的累加时移值；6)使用中值滤波器对当前帧中的已评估特征点进行帧内过滤；7)对当前帧中的非特征点，通过帧内线性插值来得到其累加时移值；8)对当前帧所有点的累加时移值进行曲线拟合，差分后得到该帧所有点的局部时移值；9)返回步骤3)进入下一帧超声回波数据的处理，直至超声测温结束。