超声波影像补偿方法及超声波影像补偿系统与流程

1.本发明涉及超声波技术领域，尤其涉及一种超声波影像补偿方法及超声波影像补偿系统。


背景技术：

2.随着医疗技术的日新月异，超声波的探测技术也越来越成熟。一般而言，超声波的探测方式会利用具有发射超声波信号的探头，对皮肤以下发射超声波信号。并且，超声波信号的探头还会利用反射的超声波信号，判断皮肤以下肉眼不可视的物体的形状和位置，以进行各种医疗用途。
3.在传统弧形的超声波换能器中，声透镜层与匹配层是使用模具灌注而成。其中模具曲率与压电材料组缺乏理想的量测方法，因此会导致超声波影像出现瑕疵。换句话说，由于超声波换能器的制程并无法完美依据设计制造，因此在成像时，超声波影像会出现不规则的或是扭曲的像素影像瑕疵点。
4.因此，有必要设计一种新型的超声波影像补偿方法及超声波影像补偿系统，以克服上述缺陷。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种型的超声波影像补偿方法及超声波影像补偿系统，其能够有效修复超声波影像中的瑕疵点对应的失真影像。
6.为达到上述目的，本发明提供了一种超声波影像补偿方法，该补偿方法包含：由超声波收发端对空气介质发射超声波信号；该超声波收发端接收反射的超声波信号，以取得超声波影像；依据该超声波影像，取得修正坐标点；取得该超声波信号由该超声波收发端发射至该修正坐标点的第一时间；取得该超声波信号由该超声波收发端发射至参考点的第二时间；及依据该第一时间及该第二时间，调整该修正坐标点的像素影像；其中，该修正坐标点的该像素影像被调整至与该参考点为同一弧线上，该弧线以该超声波收发端为圆心，且该像素影像与该参考点到该圆心的距离相同。
7.较佳的，所述步骤“依据该第一时间及该第二时间，调整该修正坐标点的该像素影像”具体包含：取得该修正坐标点至该圆心的第一距离；依据该第一时间及该第二时间，缩放该第一距离以产生修正距离；调整该修正坐标点的该像素影像的位置，以使该像素影像的该位置与该圆心的距离等于该修正距离。
8.较佳的，该方法还包含：在该超声波影像中，取得多个修正坐标点；取得该超声波信号所支援的深度；取得该超声波信号所支援的该深度内，该超声波信号由该超声波收发端发射至多个修正坐标点的多个第三时间；及依据多个第三时间及对应参考点的时间，调整多个修正坐标点的多个像素影像。
9.较佳的，所述步骤“调整多个修正坐标点的多个像素影像”包括：调整多个修正坐标点的多个像素影像的多个灰阶值，以使该超声波影像中，每一条由该圆心向外扩展的弧
线上的多个像素具有均匀的灰阶值。
10.较佳的，该超声波收发端应用于弧形超声波换能器、双曲率超声波换能器、多曲率超声波换能器、球型超声波换能器或非球形超声波换能器。
11.基于上述补偿方法，本发明还提供一种超声波影像补偿系统，该补偿系统包含：超声波收发端，用以对空气介质发射超声波信号；记忆体，用以储存资料；及处理器，耦接于该超声波收发端以及记忆体；其中，该超声波收发端发射该超声波信号后，该超声波收发端接收反射的超声波信号，以取得超声波影像，该处理器依据该超声波影像，取得修正坐标点，该处理器取得该超声波信号由该超声波收发端发射至该修正坐标点的第一时间，该处理器由该记忆体中，取得该超声波信号由该超声波收发端发射至参考点的第二时间，该处理器依据该第一时间及该第二时间，调整该修正坐标点的像素影像，并将调整该修正坐标点的至少一个参数储存于该记忆体中，该修正坐标点的该像素影像被调整至与该参考点为同一弧线上，该弧线以该超声波收发端为圆心，且该像素影像与该参考点到该圆心的距离相同。
12.较佳的，该处理器取得该修正坐标点至该圆心的第一距离，该处理器依据该第一时间及该第二时间，缩放该第一距离以产生修正距离，且该处理器调整该修正坐标点的该像素影像的位置，以使该像素影像的该位置与该圆心的距离等于该修正距离。
13.较佳的，该处理器在该超声波影像中，取得多个修正坐标点，该处理器取得该超声波信号所支援的深度，该处理器取得该超声波信号所支援的该深度内，该超声波信号由该超声波收发端发射至多个修正坐标点的多个第三时间，以及该处理器依据多个第三时间及该记忆体内所存的对应参考点的时间，调整多个修正坐标点的多个像素影像。
14.较佳的，该处理器调整多个修正坐标点的多个像素影像的多个灰阶值，以使该超声波影像中，每一条由该圆心向外扩展的弧线上的多个像素具有均匀的灰阶值。
15.较佳的，该超声波收发端应用于弧形超声波换能器、双曲率超声波换能器、多曲率超声波换能器、球型超声波换能器或非球形超声波换能器。。
16.与现有技术相比，本发明提供的超声波影像补偿方法及超声波影像补偿系统能够有效修复超声波影像中的瑕疵点对应的失真影像。上述超声波影像补偿系统可以利用两个以上的时间长度，依据比例关系调整瑕疵点的扭曲的影像，使影像的位置可被校正。换句话说，即使超声波探头的模具曲率与压电材料组缺乏理想的量测方法，因此会导致超声波影像出现瑕疵，利用本发明提供的超声波影像补偿方法进行影像处理后，将可以优化超声波影像的解析度，增加超声波影像的成像品质。
附图说明
17.图1为本发明实施例提供的超声波影像补偿系统的实施例的架构图。
18.图2为图1所示的超声波影像补偿系统中，修正坐标点、参考点、第一距离、第二距离以及圆心的关系的示意图。
19.图3为图1所示的超声波影像补偿系统中，修正坐标点、参考点、第一距离、第二距离以及圆心的关系的示意图。
20.图4为图1所示的超声波影像补偿系统中，执行超声波影像补偿方法的流程图。
具体实施方式
21.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。
22.在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的「包括」为开放式的用语，故应解释成「包括但不限定于」。
23.图1为本发明实施例提供的超声波影像补偿系统100的实施例的架构图。超声波影像补偿系统100可包含超声波收发端10、记忆体11以及处理器12。超声波收发端10用以对空气介质13发射超声波信号14。本发明的超声波收发端10可为弧形的超声波换能器，但不限于此。超声波收发端10也可以应用于双曲率超声波换能器、多曲率超声波换能器、球型超声波换能器或非球形超声波换能器。记忆体11用以储存资料。记忆体11可为任何种类的资料储存装置。处理器12耦接于超声波收发端10以及记忆体11。在超声波影像补偿系统100中，超声波收发端10发射超声波信号14后，超声波收发端10可接收反射的超声波信号，以取得超声波影像。并且，接收反射的超声波信号主要是接收超声波收发端10的探头本体的反射。超声波收发端10可以用辐射状模式对空气介质13发射超声波信号14。处理器12可依据超声波影像，取得修正坐标点。如前述提及，由于模具曲率与压电材料组缺乏理想的量测方法，因此会导致超声波影像出现瑕疵。因此，处理器12会侦测超声波影像中的瑕疵点(修正坐标点)，并试图修正瑕疵点的影像。处理器12可取得超声波信号14由超声波收发端10发射至修正坐标点的第一时间。处理器12可由记忆体11中，取得超声波信号14由超声波收发端10发射至参考点的第二时间。处理器12可依据第一时间及第二时间，调整修正坐标点的像素影像，并将调整修正坐标点的至少一个参数储存于记忆体11中。并且，如前述，超声波收发端10可以用辐射状模式对空气介质13发射超声波信号14。因此，同样距离(或是发送时间)的超声波信号的反射点会形成弧线arc。换句话说，同样的弧线arc上的多个像素点，表示超声波信号所传递的时间相同，亦即传递的距离也相同。并且，弧线arc是以超声波收发端10为圆心，且修正坐标点的像素影像与参考点到圆心的距离相同。修正坐标点的像素影像会被调整至与参考点为同一弧线上。超声波影像补偿系统100如何修正超声波影像内的瑕疵点的方法于后文详述。
24.图2为超声波影像补偿系统100中，修正坐标点p1、参考点pref、第一距离d1、第二距离d2以及圆心s的关系的示意图。如前文所述，在理想状态，同样距离(或是发送时间)的超声波信号14的反射点会形成弧线arc。然而，由于模具曲率与压电材料组缺乏理想的量测方法，因此会导致超声波影像出现瑕疵。举例而言，在图2中，修正坐标点p1即为瑕疵点。由于通过修正坐标点p1的弧线(虚线部分)发生扭曲，故将导致超声波影像在修正坐标点p1发生失真，因此将使超声波影像的画质劣化。因此，超声波影像补偿系统100的所做的影像处理的目的，即是将超声波影像出现瑕疵的部分还原，使超声波影像的画质优化，说明如下。首先，处理器12可以取得修正坐标点p1至圆心s的第一距离d1。第一距离d1可以用任何方式推导。举例而言，处理器12可以获取超声波信号14a由超声波收发端10发射到修正坐标点p1的时间，如第一时间t1。由于光速c已知，因此第一距离d1可表示为c
×
t1。由于修正坐标点
p1的理想位置应在弧线arc上，因此，处理器可由记忆体11中读取弧线arc上的任一个点，并视为参考点pref。类似地，参考点pref与圆心s的第二距离d2可以表示为c
×
t2。第二时间t2为超声波信号14b由超声波收发端10发射到参考点pref的时间。因此，在图2中，处理器12可以获取超声波影像中的瑕疵点(修正坐标点p1)与圆心s的第一距离d1。处理器12也可以获取超声波影像中的参考点pref与圆心s的第二距离d2。接着，处理器12可依据第一时间t1及第二时间t2，缩放第一距离d1以产生修正距离。最后，处理器12可调整修正坐标点p1的像素影像的位置，以使像素影像的位置与圆心s的距离等于修正距离。细节于后文详述。
25.图3为超声波影像补偿系统100中，修正坐标点p2、参考点pref、第一距离d1、第二距离d2以及圆心s的关系的示意图。如前述提及，由于第一距离d1可表示为c
×
t1，且第二距离d2可表示为c
×
t2。因此，可以推导出第一距离d1、第二距离d2、第一时间t1以及第二时间t2的比例关系，如下：
[0026][0027]
由(1)式可以看出距离与时间成比例。因此，处理器依据第一时间t1以及第二时间t2，缩放第一距离d1以产生修正距离可表示为：
[0028][0029]
由(2)式可知，虽然第一距离d1为修正坐标点p1至圆心s的距离，会受到模具曲率与压电材料组缺乏理想的量测方法而失真，然而，由于两时间的比例是可以侦测的(t2/t1)，故第一距离d1可以利用(2)式被修正为弧线arc到圆心s的距离。换句话说，修正坐标点p1的像素影像的理想值是落在修正坐标点p2的坐标。举例而言，在图3中，修正坐标点p2即落在弧线arc上。
[0030]
在超声波影像补偿系统100中，处理器12可以修正整张超声波影像中的瑕疵，如下说明。首先，处理器12可在超声波影像中，取得多个修正坐标点。处理器12可取得超声波信号所支援的深度，并取得超声波信号14所支援的深度内，超声波信号14由超声波收发端10发射至多个修正坐标点的多个第三时间。类似地，处理器12可以依据多个第三时间及记忆体11内所存的对应参考点的时间，调整多个修正坐标点的多个像素影像。并且，在超声波影像补偿系统100中，处理器12可以调整多个修正坐标点的多个像素影像的多个灰阶值，以使超声波影像中，每一条由圆心s向外扩展的弧线上的多个像素具有均匀的灰阶值。
[0031]
图4为超声波影像补偿系统100，执行超声波影像补偿方法的流程图。执行超声波影像补偿方法的流程包含步骤s401至步骤s406。任何合理的步骤变更技术更动都属于本发明所揭露的范畴。步骤s401至步骤s406描述于下：
[0032]
步骤s401：由超声波收发端10对空气介质13发射超声波信号14；
[0033]
步骤s402：超声波收发端10接收反射的超声波信号，以取得超声波影像；
[0034]
步骤s403：依据超声波影像，取得修正坐标点p1；
[0035]
步骤s404：取得超声波信号14由超声波收发端10发射至修正坐标点p1的第一时间；
[0036]
步骤s405：取得超声波信号14由超声波收发端10发射至参考点pref的第二时间；
[0037]
步骤s406：依据第一时间及第二时间，调整修正坐标点p1的像素影像。
[0038]
步骤s401至步骤s406的细节已于前文中详述，故于此将不再赘述。超声波影像补偿系统100在执行步骤s401至步骤s406后，由于超声波影像中的瑕疵点对应的失真影像会被修复，故每一条由超声波收发端10的圆心s向外扩展的弧线上的多个像素会具有均匀的灰阶值。因此，超声波影像补偿系统100可以优化超声波影像的解析度。
[0039]
综上所述，本发明描述一种超声波影像补偿方法及超声波影像补偿系统。超声波影像补偿系统的目的在于修复超声波影像中的瑕疵点对应的失真影像。超声波影像补偿系统可以利用两个以上的时间长度，依据比例关系调整瑕疵点扭曲的影像，使影像的位置可被校正。换句话说，即使超声波探头的模具曲率与压电材料组缺乏理想的量测方法，因此会导致超声波影像出现瑕疵，利用本案的超声波影像补偿方法进行影像处理后，将可以优化超声波影像的解析度，增加超声波影像的成像品质。
[0040]
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

技术特征：
1.一种超声波影像补偿方法，其特征在于，该补偿方法包含：由超声波收发端对空气介质发射超声波信号；该超声波收发端接收反射的超声波信号，以取得超声波影像；依据该超声波影像，取得修正坐标点；取得该超声波信号由该超声波收发端发射至该修正坐标点的第一时间；取得该超声波信号由该超声波收发端发射至参考点的第二时间；及依据该第一时间及该第二时间，调整该修正坐标点的像素影像；其中，该修正坐标点的该像素影像被调整至与该参考点为同一弧线上，该弧线以该超声波收发端为圆心，且该像素影像与该参考点到该圆心的距离相同。2.如权利要求1所述的超声波影像补偿方法，其特征在于，所述步骤“依据该第一时间及该第二时间，调整该修正坐标点的该像素影像”具体包含：取得该修正坐标点至该圆心的第一距离；依据该第一时间及该第二时间，缩放该第一距离以产生修正距离；调整该修正坐标点的该像素影像的位置，以使该像素影像的该位置与该圆心的距离等于该修正距离。3.如权利要求1所述的超声波影像补偿方法，其特征在于，该方法还包含：在该超声波影像中，取得多个修正坐标点；取得该超声波信号所支援的深度；取得该超声波信号所支援的该深度内，该超声波信号由该超声波收发端发射至多个修正坐标点的多个第三时间；及依据多个第三时间及对应参考点的时间，调整多个修正坐标点的多个像素影像。4.如权利要求3所述的超声波影像补偿方法，其特征在于，所述步骤“调整多个修正坐标点的多个像素影像”包括：调整多个修正坐标点的多个像素影像的多个灰阶值，以使该超声波影像中，每一条由该圆心向外扩展的弧线上的多个像素具有均匀的灰阶值。5.如权利要求1所述的超声波影像补偿方法，其特征在于，该超声波收发端应用于弧形超声波换能器、双曲率超声波换能器、多曲率超声波换能器、球型超声波换能器或非球形超声波换能器。6.一种超声波影像补偿系统，其特征在于，该补偿系统包含：超声波收发端，用以对空气介质发射超声波信号；记忆体，用以储存资料；及处理器，耦接于该超声波收发端以及记忆体；其中，该超声波收发端发射该超声波信号后，该超声波收发端接收反射的超声波信号，以取得超声波影像，该处理器依据该超声波影像，取得修正坐标点，该处理器取得该超声波信号由该超声波收发端发射至该修正坐标点的第一时间，该处理器由该记忆体中，取得该超声波信号由该超声波收发端发射至参考点的第二时间，该处理器依据该第一时间及该第二时间，调整该修正坐标点的像素影像，并将调整该修正坐标点的至少一个参数储存于该记忆体中，该修正坐标点的该像素影像被调整至与该参考点为同一弧线上，该弧线以该超声波收发端为圆心，且该像素影像与该参考点到该圆心的距离相同。
7.如权利要求6所述的超声波影像补偿系统，其特征在于，该处理器取得该修正坐标点至该圆心的第一距离，该处理器依据该第一时间及该第二时间，缩放该第一距离以产生修正距离，且该处理器调整该修正坐标点的该像素影像的位置，以使该像素影像的该位置与该圆心的距离等于该修正距离。8.如权利要求6所述的超声波影像补偿系统，其特征在于，该处理器在该超声波影像中，取得多个修正坐标点，该处理器取得该超声波信号所支援的深度，该处理器取得该超声波信号所支援的该深度内，该超声波信号由该超声波收发端发射至多个修正坐标点的多个第三时间，以及该处理器依据多个第三时间及该记忆体内所存的对应参考点的时间，调整多个修正坐标点的多个像素影像。9.如权利要求8所述的超声波影像补偿系统，其特征在于，该处理器调整多个修正坐标点的多个像素影像的多个灰阶值，以使该超声波影像中，每一条由该圆心向外扩展的弧线上的多个像素具有均匀的灰阶值。10.如权利要求6所述的超声波影像补偿系统，其特征在于，该超声波收发端应用于弧形超声波换能器、双曲率超声波换能器、多曲率超声波换能器、球型超声波换能器或非球形超声波换能器。

技术总结
本发明提供一种超声波影像补偿方法及超声波影像补偿系统，包含：由超声波收发端对空气介质发射超声波信号；该超声波收发端接收反射的超声波信号，以取得超声波影像；依据该超声波影像，取得修正坐标点；取得该超声波信号由该超声波收发端发射至该修正坐标点的第一时间；取得该超声波信号由该超声波收发端发射至参考点的第二时间；及依据该第一时间及该第二时间，调整该修正坐标点的像素影像；其中，该修正坐标点的该像素影像被调整至与该参考点为同一弧线上，该弧线以该超声波收发端为圆心，且该像素影像与该参考点到该圆心的距离相同。本发明可以优化超声波影像的解析度，增加超声波影像的成像品质。超声波影像的成像品质。超声波影像的成像品质。


技术研发人员：蒋富升 谢祥玮 石渊瑜
受保护的技术使用者：佳世达科技股份有限公司
技术研发日：2022.01.28
技术公布日：2023/8/9