西南科技大学硕士研究生学位论文第 IV页
目录
1 绪论 (1)
1.1引言 (1)
1.2 课题背景及研究意义 (1)
1.3国内外发展状况和研究现状 (2)
1.3.1 国内外B超设备发展状况 (2)
1.3.2 国内外超声图像处理研究现状 (3)
1.4 课题研究内容 (5)
1.5 论文内容安排 (6)
1.6 本章小结 (6)
2 超声系统总体概述 (7)
2.1 系统成像原理 (7)
2.2 系统需求分析 (7)
2.2.1 系统功能属性需求 (7)
2.2.2 系统质量属性需求 (8)
2.3 系统总体设计 (9)
2.4 系统开发工具 (10)
2.5 本章小结 (11)
3 超声图像数据采集通信系统设计 (12)
3.1 基本设计概念和处理流程 (12)
3.1.1 系统的主要功能 (12)
3.1.2 系统任务处理流程 (12)
3.2 系统结构 (13)
3.2.1 系统模块功能划分 (13)
3.2.2 系统总类框图介绍 (14)
3.2.3 系统功能线程及交互关系 (15)
3.2.4 超声原始数据读取模块 (16)
3.2.5 超声原始数据预处理模块 (20)
3.2.6 控制命令模块 (23)
3.2.7 增益板数据监控模块 (25)
3.3 运行状态 (27)
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3.3.1 超声数据读取线程 (27)
3.3.2 超声数据处理线程 (28)
3.3.3 增益板数据监控线程 (29)
3.4 运行控制 (30)
3.4.1 冻结命令 (30)
3.4.2 解冻命令 (31)
3.4.3 扫描特性设置命令 (32)
3.4.4 退出系统命令 (33)
3.5 本章小结 (33)
4 超声图像处理系统设计 (34)
4.1 基本设计概念和处理流程 (34)
4.1.1 系统主要功能 (34)
4.1.2 系统任务处理流程 (34)
4.2 系统结构 (36)
4.2.1 系统功能模块划分及总类框图 (36)
4.2.2 系统总类框图介绍 (36)
4.2.3 帧相关处理接口模块 (37)
4.2.4 扇形转换处理接口模块 (38)
4.2.5 颜色映射接口模块 (41)
4.2.6 图像伪彩及翻转处理接口模块 (42)
4.2.7 图像放缩处理接口模块 (43)
4.3 本章小结 (43)
5 超声图像降噪算法研究与仿真 (44)
5.1 B超图像噪声模型分析 (44)
5.2 B超图像降噪方法概述 (45)
5.2.1 中值滤波 (45)
5.2.2 均值滤波 (46)
5.2.3 小波滤波 (46)
5.2.4 传统PM算法 (46)
5.2.5 Catte-PM模型 (48)
5.2.6 SRAD-PM模型 (49)
5.2.7 NLCF-PM模型 (49)
5.2.8 王常虹算子 (50)
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5.3 B超图像降噪方法评价指标 (50)
5.4 改进的各向异性扩散算法 (52)
5.4.1 改进的构造模型 (52)
5.4.2 改进的扩散系数 (53)
5.4.3 改进的迭代准则 (55)
5.5 改进算法的具体实现过程 (56)
5.6 算法仿真与评估 (58)
5.7 本章小结 (60)
6 系统总体测试 (61)
6.1 系统功能测试 (61)
6.1.1 系统GUI界面分区介绍 (61)
6.1.2 系统功能运行结果 (62)
6.2 系统性能测试 (68)
6.3 系统安装部署 (70)
6.3.1硬件环境部署 (70)
6.3.2操作系统要求 (70)
6.4 本章小结 (70)
总结与展望 (71)
致谢 (72)
参考文献 (73)
攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果 (77)
西南科技大学硕士研究生学位论文第 1页1 绪论
1.1 引言
医学超声诊断技术源于上世纪40年代，早期的医学成像主要为一维波形图或轨迹图，70年代开始向能够显示人体内结构形态信息的二维灰度B型超声诊断仪发展。近些年来，B超因其多种特殊性质及功能，如无损性、实时性等，逐渐在临床医学中取得大量的投入使用。超声成像的主要原理是将高频超声波脉冲波辐射到人体，根据不同组织器官对超声波产生不同的反射回波信号以光点的形式构成二维灰度截面图像[1]。人体内部组织的形态大小和内部解剖结构即可通过该截面图像展现出来，医生通过对截面图像的直观观察、测算分析作为疾病诊断的依据，从而对患者做出相应诊断。
因原始B超数据采集和处理系统几乎在所有B超系统中均会使用，且随着各类B超设备愈加激烈的竞争，设计一套精巧且有利于扩展的原始数据采集与处理系统显得尤为重要，然而在B超设备中呈现出来的超声图像质量的好坏则直接决定着医生对病情的分析诊断。因此，超声图像处理方法的研究具有重大的意义。
1.2 课题背景及研究意义
随着B超在临床领域的广泛应用，超声诊断技术的重要性愈加凸显。该技术中，超声原始图像数据的采集及预处理、后处理在超声诊断技术的实现与应用中是不可或缺的必要步骤。这几个环节相承相接、互相依赖，对于超声数据的正确采集、呈现、分析与后续医生的临床诊断有着非常大的影响。
超声成像过程中获取超声原始数据主要是通过接收散射回波信号的强弱与差异产生的，由于硬件成像机制的限制，必然会形成散斑噪声，导致图像信噪比降低，医生无法清晰地观察、测算、分析当前图像，从而造成不必要的误诊。近些年，原始数字图像处理技术逐渐成为临床医学辅助