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超音波扫描方法及超音波扫描系统的制作方法
本发明提供一种超音波扫描方法,包含下列步骤:对标的物朝N个不同角度发出N组超音波讯号且接收自该标的物反射及/或散射的该N组超音波讯号,其中每一组该超音波讯号分别对应该N个不同角度的其中之一,且N为大于1的正整数;将该N组超音波讯号转换为N张超音波输入影像;对该N张超音波输入影像执行二值化演算法,以得到N张二值化影像;对该N张二值化影像进行比较程序,以判断该N张二值化影像的至少其中之一是否存在杂讯;当该N张二值化影像中的第i张二值化影像存在该杂讯时,将该杂讯自对应该第i张二值化影像的第i张超音波输入影像中滤除,其中i为小于或等于N的正整数;以及将该N张超音波输入影像合成为超音波输出影像。
【专利说明】超音波扫描方法及超音波扫描系统
【技术领域】
[0001]本发明关于一种超音波扫描方法及超音波扫描系统,尤指一种可有效滤除杂讯的超音波扫描方法及超音波扫描系统。
【背景技术】
[0002]由于超音波扫描具有不破坏材料结构以及人体细胞的特性,因而普遍地被应用于材料领域以及临床医学检测。由于复合影像可提供较佳的解析度,复合影像已广泛地运用于超音波扫描系统上。复合影像的技术原理必须先
自多个不同角度发射与接收超音波讯号,再将对应此多个不同角度的超音波影像合成为一张超音波复合影像。然而,从斜角发射与接收的超音波讯号所产生的超音波影像常会产生旁瓣(sidelobe)、假影(artifact)或其它杂讯,进而影响超音波复合影像的准确性。因此,如何有效滤除杂讯便成为超音波扫描技术中的一个重要的研究课题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的之一在于提供一种可有效滤除杂讯的超音波扫描方法及超音波扫描系统,以解决上述问题。
[0004]一方面,本发明提供一种超音波扫描方法,包含下列步骤:
[0005]对标的物朝N个不同角度发出N组超音波讯号且接收自该标的物反射及/或散射的该N组超音波讯号,其中每一组该超音波讯号分别对应该N个不同角度的其中之一,且N为大于I的正整数;
[0006]将该N组超音波讯号转换为N张超音波输入影像;
[0007]对该N张超音波输入影像执行二值化演算法,以得到N张二值化影像;
[0008]对该N张二值化影像进行比较程序,以判断该N张二值化影像的至少其中之一是否存在杂讯;
[0009]当该N张二值化影像中的第i张二值化影像存在该杂讯时,将该杂讯自对应该第i张二值化影像的第i张超音波输入影像中滤除,其中i为小于或等于N的正整数;以及
[0010]将该N张超音波输入影像合成为超音波输出影像。
[0011]较佳的,对该N张超音波输入影像执行二值化演算法,以得到N张二值化影像的步骤包含:
[0012]选取该N张超音波输入影像的其中之一作为参考影像;
[0013]将每一张该超音波输入影像分割成对应的M个区块,其中M为正整数;
[0014]将该参考影像中各该区块的所有像素值平均,以得到M个二值化阀值;以及
[0015]以对应各该区块的该二值化阀值对该N张超音波输入影像中对应的各该区块执行该二值化演算法,以得到该N张二值化影像;
[0016]其中,该比较程序包含下列步骤:
[0017]将除了该参考影像外的每一张该超音波输入影像的该二值化影像中的M个区块分别与该参考影像的该二值化影像中对应的M个区块进行比较;以及
[0018]当两对应区块的像素差异量大于杂讯滤除阀值时,判断非该参考影像的该超音波输入影像中的该区块存在该杂讯。
[0019]较佳的,对应该参考影像的该超音波讯号是朝该N个不同角度其中的最小角度发出。
[0020]较佳的,该最小角度为O度。
[0021]较佳的,对该N张超音波输入影像执行二值化演算法,以得到N张二值化影像的步骤包含:
[0022]将每一张该超音波输入影像分割成对应的M个区块,其中M为正整数;
[0023]将该N张超音波输入影像中对应的各该区块的所有像素值平均,以得到M个二值化阀值;以及
[0024]以对应各该区块的该二值化阀值对该N张超音波输入影像中对应的各该区块执行该二值化演算法,以得到该N张二值化影像;
[0025]其中,该比较程序包含下列步骤:
[0026]将该N张二值化影像中对应的该M个区块相互进行比较;以及
[0027]当该M个区块中的特定区块与其它对应的区块的像素差异量皆大于杂讯滤除阀值时,判断该特定区块存在该杂讯。
[0028]另一方面,本发明提供一种超音波扫描系统,包含超音波探头以及超音波扫描仪。超音波探头用以对标的物朝N个不同角度发出N组超音波讯号且接收自该标的物反射及/或散射的该N组超音波讯号,其中每一组该超音波讯号分别对应该
N个不同角度的其中之一,且N为大于I的正整数。超音波扫描仪用以与该超音波探头形成通讯。该超音波扫描仪包含:转换单元、二值化单元、比较单元、杂讯滤除单元以及影像合成单元。该转换单元用以将该N组超音波讯号转换为N张超音波输入影像;该二值化单元用以对该N张超音波输入影像执行二值化演算法,以得到N张二值化影像;该比较单元用以对该N张二值化影像进行比较程序,以判断该N张二值化影像的至少其中之一是否存在杂讯;该杂讯滤除单元,用以当该N张二值化影像中的第i张二值化影像存在该杂讯时,将该杂讯自对应该第i张二值化影像的第i张超音波输入影像中滤除,其中i为小于或等于N的正整数;该影像合成单元用以将该N张超音波输入影像合成为超音波输出影像。
[0029]较佳的,该二值化单元选取该N张超音波输入影像的其中之一作为参考影像,将每一张该超音波输入影像分割成对应的M个区块,将该参考影像中各该区块的所有像素值平均,以得到M个二值化阀值,且以对应各该区块的该二值化阀值对该N张超音波输入影像中对应的各该区块执行该二值化演算法,以得到该N张二值化影像,其中M为正整数;
[0030]该比较单元将除了该参考影像外的每一张该超音波输入影像的该二值化影像中的M个区块分别与该参考影像的该二值化影像中对应的M个区块进行比较;以及
[0031]当两对应区块的像素差异量大于杂讯滤除阀值时,该比较单元判断非该参考影像的该超音波输入影像中的该区块存在该杂讯,以判断该N张二值化影像的至少其中之一是否存在该杂讯。
[0032]较佳的,对应该参考影像的该超音波讯号是朝该N个不同角度其中的最小角度发出。
[0033]较佳的,该最小角度为O度。
[0034]较佳的,该二值化单元将每一张该超音波输入影像分割成对应的M个区块,将该N张超音波输入影像中对应的各该区块的所有像素值平均,以得到M个二值化阀值,且以对应各该区块的该二值化阀值对该N张超音波输入影像中对应的各该区块执行该二值化演算法,以得到该N张二值化影像,其中M为正整数;
[0035]该比较单元将该N张二值化影像中对应的该M个区块相互进行比较;以及
[0036]当该M个区块中的特定区块与其它对应的区块的像素差异量皆大于杂讯滤除阀值时,该比较单元判断该特定区块存在该杂讯,以判断该N张二值化影像的至少其中之一是否存在该杂讯。
[0037]与现有技术相比,本发明提供的超音波扫描方法及超音波扫描系统,在得到对应多个不同角度的多张超音波输入影像后,先将此多张超音波输入影像转换为多张二值化影像,再对此多张二值化影像进行比较程序,以判断二值化影像是否存在杂讯。当二值化影像存在杂讯时,本发明即将杂讯自对应此二值化影像的超音波输入影像中滤除。在将杂讯自超音波输入影像中滤除后,再将多张超音波输入影像合成为单一超音波输出影像。由于本发明在合成超音波输出影像前先将杂讯自超音波输入影像中滤除,因此,合成后的超音波输出影像便不会受到杂讯影响,可有效提高超音波输出影像的准确性。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1为根据本发明一实施例的超音波扫描系统的功能方块图;
[0039]图2为以图1中的超音波探头对标的物进行超音波扫描的示意图;
[0040]图3为图1中的超音波扫描仪根据图2中的扫描结果所产生的超音波输入影像的示意图;
[0041]图4为图1中的超音波扫描仪将图3中的超音波输入影像转换为二值化影像的示意图;
[0042]图5为图3中的超音波输入影像滤除杂讯后合成为超音波输出影像的示意图;
[0043]图6为根据本发明一实施例的超音波扫描方法的流程图;
[0044]图7为图3中的每一个超音波输入影像被分割成对应的九个区块的示意图;
[0045]图8为图6中的步骤S14、S16的一实施例的详细流程图;
[0046]图9为图6中的步骤S14、S16的另一实施例的详细流程图。
【具体实施方式】
[0047]为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解,兹配合实施例详细说明如下。
[0048]请参阅图1至图6,图1为根据本发明一实施例的超音波扫描系统I的功能方块图,图2为以图1中的超音波探头10对标的物3进行超音波扫描的示意图,图3为图1中的超音波扫描仪12根据图2中的扫描结果所产生的超音波输入影像Π1、Π2、Π3的示意图,图4为图1中的超音波扫描仪12将图3中的超音波输入影像UI1、UI2、UI3转换为二值化影像BI1、BI2、BI3的示意图,图5为图3中的超音波输入影像Π1、Π2、Π3滤除杂讯后合成为超音波输出影像Π4的示意图,图6为根据本发明一实施例的超音波扫描方法的流程图。图6中的超音波扫描方法适用于图1中的超音波扫描系统I。
[0049]如图1所示,超音波扫描系统I包含超音波探头10以及超音波扫描仪12,其中超音波扫描仪12与超音波探头10
形成通讯。超音波扫描仪12可为电脑或其它具有资料运算、处理与显示功能的电子装置。超音波扫描仪12与超音波探头10可藉由缆线(cable)形成通讯,使得超音波探头10在对标的物进行超音波扫描时,可于超音波扫描仪12的显示器上显示超音波扫描影像。
[0050]于此实施例中,超音波扫描仪12包含转换单元120、二值化单元122、比较单元124、杂讯滤除单元126以及影像合成单元128,其中二值化单元122电性连接于转换单元120,比较单元124电性连接于二值化单元122,杂讯滤除单元126电性连接于比较单元124,且影像合成单元128电性连接于转换单元120与杂讯滤除单元126。
[0051]如图2所示,在以超音波探头10对标的物3进行超音波扫描时,操作人员可操作超音波探头10对标的物3朝N个不同角度发出N组超音波讯号且接收自标的物3反射及/或散射的N组超音波讯号(图6中的步骤S10),其中每一组超音波讯号分别对应N个不同角度的其中之一,且N为大于I的正整数。每一组超音波讯号包含一束至多束的超音波讯号,而每一组超音波讯号所包含的超音波讯号个数视超音波探头10的规格而定。以图2所绘示的实施例为例,超音波探头10对标的物3朝三个不同角度Θ1、Θ2、Θ3发出三组超音波讯号S1、S2、S3且接收自标的物3反射及/或散射的三组超音波讯号S1、S2、S3(亦即,N=3),其中角度ΘI
可为正30度,角度Θ2可为O度,且角度Θ3可为负30度,但不以此为限。需说明的是,超音波讯号的发射角度与数量可根据实际应用来决定,不以上述实施例为限。
[0052]接着,超音波探头10将三组超音波讯号S1、S2、S3传送至超音波扫描仪12。超音波扫描仪12在接收三组超音波讯号S1、S2、S3后,超音波扫描仪12的转换单元120会将三组超音波讯号31、52、53转换为三张超音波输入影像瓜1、瓜2、瓜3(图6中的步骤S12),如图3所示。于此实施例中,超音波输入影像Π1是由对应正30度的角度的超音波讯号SI转换得到,超音波输入影像UI2是由对应O度的角度的超音波讯号S2转换得到,且超音波输入影像UI3是由对应负30度的角度的超音波讯号S3转换得到。
[0053]接着,超音波扫描仪12的二值化单元122对三张超音波输入影像Π1、Π2、Π3执行二值化演算法,以得到N张二值化影像ΒΙ1、ΒΙ2、ΒΙ3(图6中的步骤S14),如图4所示。
[0054]接着,超音波扫描仪12的比较单元124对三张二值化影像ΒΙ1、ΒΙ2、ΒΙ3进行比较程序,以判断三张二值化影像ΒΙ1、ΒΙ2、ΒΙ3的至少其中之一是否存在杂讯(图6中的步骤S16)。当三张二值化影像ΒΙ1、ΒΙ2、ΒΙ3中的第i张二值化影像存在杂讯时,超音波扫描仪12的杂讯滤除单元126将杂讯自对应第i张二值化影像的第i