本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種超聲三維成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

圖像由于攜帶豐富的信息得到人們的青睞，而目前獲取圖像的方法有拍照，視屏截圖，利用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生彩圖，激光掃描等等。從圖像中獲取景物的三維信息屬于一個(gè)多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域,它涉及到射影幾何學(xué)、數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等許多學(xué)科的理論,是目前研究的熱點(diǎn)之一。三維重建就是通過(guò)二維圖像中基元(如點(diǎn)、線、面)來(lái)恢復(fù)目標(biāo)的三維空間信息,需要研究三維空間中點(diǎn)、線、面的三維坐標(biāo)與二維圖像中對(duì)應(yīng)點(diǎn)、線、面的二維坐標(biāo)之間的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)定量分析物體的大小和空間物體的相互位置關(guān)系。其主要過(guò)程是通過(guò)對(duì)圖像的特征提取、特征匹配、圖像關(guān)鍵特征的重建、三角化以及數(shù)據(jù)融合生成物體完整的三維結(jié)構(gòu)。這種三維信息或三維模型在虛擬植物可視化、數(shù)字娛樂(lè)、產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)、虛擬場(chǎng)景的模擬等諸多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

傳統(tǒng)的三維圖像成像裝置所采用的主控制器性能相對(duì)較低，功能單一，無(wú)法介入實(shí)時(shí)超聲圖像的處理過(guò)程。另外，傳統(tǒng)的三維成像系 統(tǒng)一般經(jīng)過(guò)圖像采集卡采集，模擬圖像數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，并且無(wú)法得到成像參數(shù)，無(wú)法對(duì)三維圖像進(jìn)行計(jì)算測(cè)量，特別是幀與幀之間的時(shí)間差無(wú)法得到，形成的三維圖像往往是比例失調(diào)的，從效果上圖像質(zhì)量明顯下降，嚴(yán)重影響了三維圖像的質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種超聲三維成像系統(tǒng)，本發(fā)明采用高性能微處理器(cpu)和高性能圖形處理器(gpu)作為三維圖像成像處理的核心器件，并經(jīng)過(guò)dsc處理后，超聲圖像進(jìn)入計(jì)算機(jī)內(nèi)存，通過(guò)圖像增強(qiáng)、降低噪聲再送入圖形處理器(gpu)進(jìn)行顯示。解決了傳統(tǒng)三維成像系統(tǒng)采集的圖像質(zhì)量不佳、無(wú)法得到圖像成像參數(shù)和成像時(shí)刻帶來(lái)的圖像失真，只能進(jìn)行后處理等問(wèn)題。其設(shè)計(jì)合理、操作簡(jiǎn)單、性能優(yōu)異、穩(wěn)定性高、誤差較小、成像效果好，便于推廣使用。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種超聲三維成像系統(tǒng)，其特征在于：包括超聲探頭和與超聲探頭相連接的超聲發(fā)射/接收及波束形成模塊，所述超聲發(fā)射/接收及波束形成模塊輸出端與信號(hào)處理模塊相連，所述信號(hào)處理模塊輸出端與dsc模塊相連，所述dsc模塊輸出端與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存相連，所述超聲發(fā)射/接收及波束形成模塊、信號(hào)處理模塊和dsc模塊均通過(guò)超聲波系統(tǒng)總線與超聲前端控制器相連接，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存與三維軟件處理模塊相連 接，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存、三維軟件處理模塊和超聲前端控制器均通過(guò)通用總線與主控制器以及圖形處理器相連接，所述圖形處理器輸出端與顯示器相連。

上述的一種超聲三維成像系統(tǒng)，其特征在于：所述超聲探頭型號(hào)為4dl40。

上述的一種超聲三維成像系統(tǒng)，其特征在于：所述超聲探頭包括傳動(dòng)齒輪、探頭芯部和電機(jī)，所述電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)齒輪與探頭芯部相連接。

上述的一種超聲三維成像系統(tǒng)，其特征在于：所述三維軟件處理模塊為g840cpu或者其以上級(jí)別cpu。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明采用高性能微處理器(cpu)和高性能圖形處理器(gpu)作為三維圖像成像處理的核心器件，并經(jīng)過(guò)dsc處理后，超聲圖像進(jìn)入計(jì)算機(jī)內(nèi)存，通過(guò)圖像增強(qiáng)、降低噪聲再送入圖形處理器(gpu)進(jìn)行顯示。解決了傳統(tǒng)三維成像系統(tǒng)采集的圖像質(zhì)量不佳、無(wú)法得到圖像成像參數(shù)和成像時(shí)刻帶來(lái)的圖像失真，只能進(jìn)行后處理等問(wèn)題。其設(shè)計(jì)合理、操作簡(jiǎn)單、性能優(yōu)異、穩(wěn)定性高、誤差較小、成像效果好，便于推廣使用。

下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的超聲三維成像系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明的超聲三維成像系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的超聲三維成像系統(tǒng)超聲探頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的超聲三維成像系統(tǒng)超聲探頭掃描動(dòng)作示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種超聲三維成像系統(tǒng)，其特征在于：包括超聲探頭1和與超聲探頭1相連接的超聲發(fā)射/接收及波束形成模塊2，所述超聲發(fā)射/接收及波束形成模塊2輸出端與信號(hào)處理模塊3相連，所述信號(hào)處理模塊3輸出端與dsc模塊4相連，所述dsc模塊4輸出端與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存5相連，所述超聲發(fā)射/接收及波束形成模塊2、信號(hào)處理模塊3和dsc模塊4均通過(guò)超聲波系統(tǒng)總線與超聲前端控制器7相連接，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存5與三維軟件處理模塊6相連接，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存5、三維軟件處理模塊6和超聲前端控制器7均通過(guò)通用總線與主控制器8以及圖形處理器9相連接，所述圖形處理器9輸出端與顯示器10相連。

本實(shí)施例中，所述超聲探頭1型號(hào)為4dl40。

本實(shí)施例中，所述超聲探頭1包括傳動(dòng)齒輪1-1、探頭芯部1-2和電機(jī)1-3，所述電機(jī)1-3通過(guò)傳動(dòng)齒輪1-1與探頭芯部1-2相連接。

本實(shí)施例中，所述三維軟件處理模塊6為g840cpu或者其以上級(jí) 別cpu。

如圖2所示，為本實(shí)施例的超聲三維成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。系統(tǒng)主機(jī)的核心部分是計(jì)算機(jī)模塊(含高性能cpu、gpu)和超聲模塊(含含探頭電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路)，超聲前端控制器和主控制器為四核處理器，可充裕應(yīng)對(duì)各種系統(tǒng)控制和一部分圖像處理，對(duì)三維圖像的處理則采用三維處理軟件模塊(g840級(jí)別或者其以上級(jí)別cpu)，最后在顯示器上顯示三維圖像。

如圖3、4所示，為超聲探頭結(jié)構(gòu)示意圖，包括傳動(dòng)齒輪、探頭芯部和電機(jī)，電機(jī)在驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)下來(lái)回勻速旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)齒輪將其勻速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為來(lái)回?cái)[動(dòng)，使得探頭芯部勻速來(lái)回?cái)[動(dòng)掃描。

系統(tǒng)工作原理是：超聲探頭將掃描獲取的三維數(shù)據(jù)依次通過(guò)超聲波發(fā)射/接收及波束合成模塊、信號(hào)處理模塊，可以得到8位的二維灰度圖像，計(jì)算機(jī)模塊再通過(guò)dsc(高速采集卡)將二維灰度圖像傳給pc內(nèi)存，然后探頭移動(dòng)到下一個(gè)位置繼續(xù)掃描，重復(fù)以上動(dòng)作。pc內(nèi)存獲得的圖像數(shù)據(jù)就是若干二維幀數(shù)據(jù)拼湊起來(lái)的三維方體數(shù)據(jù)塊，然后再通過(guò)三維處理軟件模塊進(jìn)行三維重建，超聲前端控制器和主控制器為四核處理器，可充裕應(yīng)對(duì)各種系統(tǒng)控制和一部分圖像進(jìn)行處理。最后再經(jīng)過(guò)圖像處理器的處理在顯示器上顯示，其整個(gè)過(guò)程就是還原探頭的聲場(chǎng)進(jìn)而對(duì)被掃描的物體進(jìn)行三維成像。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及 等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種超聲三維成像系統(tǒng)，其特征在于：包括超聲探頭和與超聲探頭相連接的超聲發(fā)射/接收及波束形成模塊，超聲發(fā)射/接收及波束形成模塊輸出端與信號(hào)處理模塊相連，信號(hào)處理模塊輸出端與DSC模塊相連，DSC模塊輸出端與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存相連，超聲發(fā)射/接收及波束形成模塊、信號(hào)處理模塊和DSC模塊均通過(guò)超聲波系統(tǒng)總線與超聲前端控制器相連接，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存與三維軟件處理模塊相連接，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存、三維軟件處理模塊和超聲前端控制器均通過(guò)通用總線與主控制器以及圖形處理器相連接，圖形處理器輸出端與顯示器相連。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理、操作簡(jiǎn)單、性能優(yōu)異、穩(wěn)定性高、誤差較小、成像效果好，便于推廣使用。

技術(shù)研發(fā)人員：劉衍芹
受保護(hù)的技術(shù)使用者：劉衍芹
技術(shù)研發(fā)日：2016.04.22
技術(shù)公布日：2017.10.31