本申請涉及一種用于查看和增強超聲圖像的系統和方法，尤其涉及用于增強超聲中感興趣區域的系統和方法。

技術實現要素：

在各種實施例中，接收到的超聲圖像可以具有相對高的動態范圍。電子顯示器可以具有較低的動態范圍。因此，生成主超聲圖像的可用灰度級與可顯示于電子顯示器的灰度級的數量的映射，可能是有用的。這種灰度級的色階映射或編碼可以線性或非線性地進行。

在各種實施例中，灰度分辨率的損失可使得用戶難以區分超聲圖像的各種特征。本文描述的系統和方法的各種實施例允許用戶選擇主超聲圖像的一部分即感興趣區域（ROI）以用于區域色階映射。ROI可以顯示為置于已全局色階映射后的圖像上的覆蓋圖像，或者顯示為已全局色階映射后的圖像的替換圖像，或者顯示為獨立的圖像。在一些實施例中，可以稍微擴展（放大）和/或突出（例如圍繞區域加粗邊框等）該覆蓋圖像。

在各種實施例中，ROI的區域色階映射可以包括將主超聲圖像的ROI色階映射到更大數量的灰度級，該灰度級的數量比相同區域的全局色階映射中使用的還要多。

在一些實施例中，通過使用不同的線性映射函數、伽馬壓縮算法、梯度域高動態范圍壓縮算法、伽馬算法、對數算法、直方圖均衡算法、區域色階映射算法、圖像分解、圖像梯度、逆色階映射算法、逆線性化算法和/或圖像色貌模型（iCAM）等，ROI的區域色階映射可以不同于相同區域的全局色階映射。

因此，本申請描述的系統和方法可以包括：經由處理器接收對應于具有主動態范圍的超聲圖像的超聲圖像數據；生成超聲圖像數據到可顯示動態范圍的全局色階映射，該可顯示動態范圍小于超聲圖像的主動態范圍；經由電子輸入裝置接收信息以確定用于區域色階映射的超聲圖像的選定區域；以及生成與選定區域相對應的一部分超聲圖像數據到可顯示動態范圍的區域色階映射，其中超聲圖像的選定區域的區域色階映射不同于超聲圖像的選定區域的全局色階映射。

前面僅是說明性地描述發明內容，并不旨在以任何方式對其進行限制。除了上述的說明性方面、實施例和特征之外，通過參考附圖和以下的詳細描述，其他方面、其他實施例和特征將變得顯而易見。

附圖說明

圖1是用于顯示所選感興趣區域（ROI）的增強或區域色階映射的計算機系統的框圖。

圖2示出了用于生成具有區域色階映射的ROI的方法的一實施例。

圖3是用于重映射來自主圖像的灰度或亮度值以生成所選ROI的區域色階映射的各種可能狀態和/或方法的一組圖形表示。

圖4示出了覆蓋于所顯示的超聲圖像上的增強后的ROI的一實施例。

圖5示出了可選地覆蓋于所顯示的超聲圖像上或顯示于第二單獨窗口中的增強ROI的實施例。

圖6A和圖6C分別示出了用戶顯示屏的屏幕截圖和屏幕截圖的代表圖，該用戶顯示屏顯示了包括位于肝臟內的物質的超聲圖像。

圖6B和圖6D分別示出了具有用戶顯示屏的屏幕截圖和屏幕截圖的代表圖，該用戶顯示屏顯示了在肝臟超聲圖像上的增強ROI。

圖7A和圖7C分別示出了具有用戶顯示屏的屏幕截圖和屏幕截圖的代表圖，該用戶顯示屏顯示了睪丸超聲圖像。

圖7B和圖7D分別示出了具有用戶顯示屏的屏幕截圖和屏幕截圖的代表圖，該用戶顯示屏顯示了在睪丸超聲圖像上的增強ROI。

圖8示出了具有寬動態范圍的主超聲圖像到電子顯示器的可顯示的動態范圍的一種典型的全局映射。

圖9示出了ROI區域映射的一實施例，其中高于閾值的灰度或亮度值全部映射到單個灰度值。

圖10示出了ROI區域映射的一實施例，其中高于一閾值以及低于另一閾值的灰度或亮度值被組合。

圖11示出了ROI區域映射的一種實施例，其中低于閾值的灰度或亮度值全部映射到單個灰度值。

圖12示出了對于較暗陰影具有較大分辨率的ROI非線性區域映射的一實施例。

圖13示出了對于較亮陰影具有較大分辨率的ROI非線性區域映射的一實施例。

具體實施方式

本申請包括用于增強超聲圖像的感興趣區域（ROI）的系統和方法的各種實施例。應當理解的是，本申請的各種實施例可適用于其他的圖像類型、圖像系統和/或圖像顯示系統或方法。例如，本文描述的實施例可適用于x射線圖像、計算機斷層攝影（CT）圖像以及其他模態的醫學圖像。此外，本文所使用的各種實施例涉及的是灰度圖像以及灰度色階映射。應當理解的是，許多這些實施例中可以替換為彩色圖像和彩色色階映射。

超聲成像是一種能夠生成軟組織結構的實時高分辨率和高動態范圍圖像的技術。遺憾的是，為了準確地表示圖像，不得不做出許多局部妥協，這有可能減少了每幅圖像內包含的診斷信息。

在各種實施例中，系統（例如系統的處理器）可以接收具有相對高動態范圍的超聲圖像數據。例如系統可以接收具有大約84-108分貝(84-100 dB)的動態范圍的超聲圖像，這一范圍相當于大約為16,000至262,000個級別間的灰度級。通過使用每像素14-18位的數字成像設備可以采集到這樣的圖像。應當理解的是，本申請描述的實施例也可以適用于更高（或更低）的動態范圍——無論是以dB、灰度級或每像素位數來測量或表示。

雖然超聲圖像數據的動態范圍可以相對較高，但是典型的8位電子顯示器可能只能夠準確地表示256個灰度級（約48dB）。此外，在理想的照明條件下，人類視覺系統或許能夠辨別大約1024個灰度級的變化（60dB），但在普通的照明條件下，這一數量可能會減少到僅僅64個灰度級（約32dB）。

因此，生成主超聲圖像的260,000+個灰度級到可顯示于電子顯示器的灰度級的數量（介于256和1024之間，或者介于8位顯示器和10位顯示器之間）的映射可能是有用的。在大多數情況下，電子顯示器的動態范圍小于主超聲圖像的動態范圍。

如上所述，超聲圖像的主動態范圍可能超過電子顯示器的可顯示范圍。因此，主動態范圍頻譜（例如，對于18位的圖像而言是從0到262,143的灰度級的頻譜）可以全局色階映射到可顯示的動態范圍。根據主超聲圖像的動態范圍和電子顯示器的可顯示動態范圍，這種全局色階映射可能或多或少地被壓縮。此外，可以線性地或非線性地進行灰度級的色階映射或編碼。

例如，通過將主超聲圖像的256個獨特的灰度級線性映射到8位顯示器的每個可顯示灰度級，可以將16位超聲圖像（65,536個灰度級）全局色階映射于8位顯示器。主超聲圖像的動態范圍壓縮可能會導致細節上的明顯缺失。例如，在將主超聲圖像全局色階映射到可顯示動態范圍期間，主超聲圖像中灰度陰影相似（但可辨別不同）的對象可以被映射到相同（或不可辨別的不同）的灰度陰影。這種整個圖像的全局映射可能會導致數量上不可接受的偽像。

圖像也可以非線性地進行色階映射。例如，相對較暗的主超聲圖像可以使用用于主動態范圍的更暗部分的較大數量的可顯示灰度級進行全局色階映射。類似地，相對較亮的主超聲圖像可以使用用于主動態范圍的更亮部分的較大數量的可顯示灰度級進行全局色階映射。

無論主圖像是線性地還是非線性地映射，灰度分辨率的損失可能會使得用戶（人類觀察者、計算機觀察器或其組合）難以區分超聲圖像（或如本文所提供的其他圖像類型）的各種特征。本文描述的系統和方法的各種實施例允許用戶選擇主超聲圖像的一部分，這里稱為ROI，用于區域色階映射。

本文描述的區域色階映射系統和方法可用于ROI，以作為置于已全局色階映射的圖像上的覆蓋圖像，或者顯示于獨立窗口中。在一些實施例中，覆蓋圖像可以被稍微擴大（放大）和/或突出（例如圍繞區域加粗邊框等）。

在各種實施例中，對于整個超聲圖像的顯示，ROI的區域色階映射可以不同于相同ROI的全局色階映射。ROI的區域色階映射可以包括將主超聲圖像的ROI色階映射到更大數量的灰度級，該灰度級的數量比相同區域的全局色階映射中使用的灰度級數量還要多。

在一些實施例中，ROI的區域色階映射可以以多種方式中的任何一種方式而不同于相同區域的全局色階映射，包括使用不同的：線性映射函數、伽馬壓縮算法、梯度域高動態范圍壓縮算法、伽馬算法、對數算法、直方圖均衡算法、區域色階映射算法、圖像分解、圖像梯度、逆色階映射算法、逆線性化算法和/或圖像色貌模型（iCAM）等。

在各種實施例中，ROI的區域色階映射可以忽略超聲圖像數據的超出或低于閾值的亮度值。可以基于主超聲圖像的動態范圍和/或電子顯示器的可顯示動態范圍來確定閾值。

因此，電子系統可以用于顯示全局色階映射的超聲圖像。該系統可以包括一個或多個輸入設備，以允許用戶在所顯示的超聲圖像中進行ROI選擇。然后，電子系統可以生成相同ROI下不同于全局色階映射的ROI區域色階映射，并可將區域色階映射后的ROI作為替代原始顯示的圖像的覆蓋圖像來顯示，或者是作為獨立的第二圖像來顯示。

區域色階映射可以為ROI的色階映射提供比相同區域全局色階映射所用的動態范圍更高的動態范圍。區域色階映射還可以或者可選地包括如本文所討論的各種其他圖像調整，包括對整個ROI的圖像調整或是對選擇的ROI部分的調整。這樣的圖像調整包括但不限于調整對比度、亮度、清晰度、銳化、模糊和/或其他有用的圖像調整。

在各種實施例中，基于ROI的動態范圍的區域色階映射可以包括生成ROI內像素強度的直方圖，并且生成一函數，該函數用以取得原始像素強度值并將其映射到基于ROI的直方圖屬性的已修改的像素強度值。該函數可以簡單地為最小值像素到最低強度的線性映射、最亮像素值到最大強度的線性映射、以及介于其間的每個像素到一數值的線性映射，該數值是像素值減去最小值再除以最大值和最小值之差的比值。

供替代的實施例可以包括上述示例的變型，其中系統可以“通過閾值去掉”一些最低級別的值和/或一些最大級別的值。在一些實施例中，可以從區域映射中排除統計上的異常值。在一些實施例中，系統可以考慮圖像的整體噪聲。例如，處于或低于某一灰度級別的像素值可以被自動地或手動地標記為系統級噪聲，由此可以從區域映射中排除。

類似地，通過強反射器（例如，血液和組織之間的邊界、礦物質沉淀等等）可以導致特別亮的區域。這樣的亮區可以都被認為高于閾值，并因此被映射到特定的區域映射的最大灰度值。應當理解的是，可以利用任何數量的圖像處理或圖像映射方法及手段，來生成ROI的縮減的動態范圍，包括使用各種伽馬曲線、逆線性化函數等。

實施例可以包括各種步驟，其可以具現化于由計算機系統執行的機器可執行指令中。計算機系統包括一個或多個通用或專用計算機（或其他電子設備）。計算機系統可以包括用于執行這些步驟的特定邏輯的硬件部件，或者可以包括硬件、軟件和/或固件的組合。

實施例還可以提供為包含計算機可讀介質的計算機程序產品，計算機可讀介質中存儲有指令，指令可以用于對計算機系統或其他電子設備進行編程以執行本文所描述的過程。計算機可讀介質可以包括但不限于：硬盤驅動器、軟盤、光盤、CD-ROM、DVD-ROM、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、固態存儲器設備、或適于存儲電子指令的其他類型的介質/計算機可讀介質。

計算機系統和計算機系統中的計算機可以經由網絡連接。本文所描述的合適的網絡配置和/或適于使用的網絡包括一個或多個局域網、廣域網、城域網和/或因特網或IP網絡，例如萬維網、內聯網、專用因特網、安全因特網、增值網絡、虛擬專用網絡、外聯網、或甚至是通過媒體物理傳輸而與其他機器通信的獨立機器。特別地，兩個或更多其他網絡的部分或全部，包括使用不同的硬件和網絡通信技術的網絡，可以形成合適的網絡。

一個合適的網絡包括服務器和若干客戶端；其他合適的網絡可以包含服務器、客戶端和/或對等節點的其他組合，并且給定的計算機系統可以既作為客戶端又作為服務器。每個網絡包括至少兩臺計算機或計算機系統，例如服務器和/或客戶端。計算機系統可以包括工作站、膝上型計算機、可拆卸移動計算機、服務器、主機、集群、所謂的“網絡計算機”或“瘦客戶端”、平板電腦、智能電話、個人數字助理或其他手持式計算設備、“智能”消費電子設備或裝置、醫療設備或其組合。

網絡可以包括通信或聯網軟件，諸如可從Novell、Microsoft、Artisoft和其他供應商獲得的軟件，并且可以經由雙絞線、同軸或光纖電纜、電話線、無線電波、衛星、微波繼電器、調制的交流電源線、物理介質傳輸和/或本領域技術人員已知的其他數據傳輸“電線”，通過使用TCP/IP、SPX、IPX和其他協議而運行。網絡可以包括更小的網絡和/或可以通過網關或類似機制連接到其他網絡。

每個計算機系統至少包括處理器和存儲器；計算機系統還可以包括各種輸入設備和/或輸出設備。處理器可以包括通用設備，諸如英特爾?，AMD?或其他“現有的微處理器”。處理器可以包括專用處理設備，諸如ASIC、SoC、SiP、FPGA、PAL、PLA、FPLA、PLD或其他定制或可編程設備。存儲器可以包括靜態RAM、動態RAM、閃存、一個或多個觸發器、ROM、CD-ROM、磁盤、磁帶、光盤或其他計算機存儲介質。輸入設備可以包括鍵盤、鼠標、觸摸屏、光筆、平板電腦、麥克風、傳感器或具有附帶的固件和/或軟件的其他硬件。輸出設備可以包括監視器或其他顯示器、打印機、語音或文本合成器、開關、信號線或具有附帶的固件和/或軟件的其他硬件。

計算機系統可以能夠使用軟盤驅動器、磁帶驅動器、光驅動器磁光驅動器或其他裝置來讀取存儲介質。合適的存儲介質包括具有特定物理配置的磁、光或其他計算機可讀存儲設備。適當的存儲設備包括軟盤、硬盤、磁帶、CD-ROM、DVD、PROM、RAM、閃存和其他計算機系統存儲設備。物理配置表示使計算機系統以如本文所描述的特定和預定義方式操作的數據和指令。

通過使用本文給出的教導，以及采用編程語言和工具，諸如Java、Pascal、C++、C、數據庫語言、API、SDK、組件、固件、微碼和/或其他語言和工具，相關領域的技術人員可以容易地提供用于輔助實現本發明的適當軟件。合適的信號格式可以用模擬或數字形式來表達，在特定格式中，可以具有或不具有錯誤檢測和/或校正位、包報頭、網絡地址、和/或相關領域的技術人員容易提供的其他支持數據。

所描述的實施例的若干方面將通過軟件模塊或組件進行說明。如本文所使用的，軟件模塊或組件可以包括位于存儲器設備內的任何類型的計算機指令或計算機可執行代碼。軟件模塊可以例如包括計算機指令的一個或多個物理或邏輯塊，其可以被組織為例程、程序、對象、組件、數據結構等，其執行一個或多個任務或實現特定的抽象數據類型。

在某些實施例中，特定軟件模塊可包括儲存于存儲器裝置的不同位置、不同存儲器裝置或不同計算機中的不同指令，其一起實現所描述的功能模塊。實際上，模塊可以包括單個指令或許多指令，并且可以分布在幾個不同的代碼段上，或是不同的程序之間，以及跨若干個存儲器設備分布。一些實施例可以在分布式計算環境中實施，其中任務由經由通信網絡鏈接的遠程處理設備執行。在分布式計算環境中，軟件模塊可以位于本地和/或遠程存儲器存儲設備中。另外，數據庫記錄中被綁定或呈現在一起的數據可以駐留在同一存儲器設備中或跨若干個存儲器設備，并且可以與跨網絡的數據庫中記錄的字段鏈接在一起。

根據本發明可以使用的許多基礎結構都已具備，例如通用計算機、計算機編程工具和技術、計算機網絡和網絡技術、數字存儲介質、認證、訪問控制和其他由公鑰、加密、防火墻和/或其他手段提供的安全工具和技術。

下面參考附圖描述本申請的實施例，其中相同的部件始終由相同的附圖標記表示。如在本文的附圖中一般性地描述和示出的那樣，所公開的實施例的部件可以以各種各樣的不同配置來布置和設計。此外，與一個實施例相關聯的特征、結構和操作可以適用于或結合另一實施例描述的特征、結構或操作。在其他情況下，為避免模糊本申請的各方面，未詳細示出或描述公知的結構、材料或操作。

因此，以下對本申請的系統和方法的詳細描述僅僅代表可能的實施例，而不旨在限制所要求保護的本申請的范圍。另外，方法的步驟不一定需要以任何特定順序或者甚至順序地執行，也不限于僅執行一次。

圖1是用于顯示所選感興趣區域（ROI）的增強或區域色階映射的計算機系統100的框圖。如圖所示，處理器130可以經由總線120與存儲器140、網絡接口150、和/或計算機可讀介質170（例如，非臨時性計算機可讀存儲介質）通信。計算機可讀存儲介質可以包括以硬件、固件和/或軟件實現的、用于生成ROI的增強色階映射的一個或多個模塊。在各種實施例中，所描述模塊中的一個或多個可以在稍后時間或同時被不同的系統移除和/或實現。在一些實施例中，可以省略一些方法步驟和/或模塊。

在各種實施例中，接收器模塊180可以用于接收對應于一個或多個超聲圖像的超聲圖像數據。所接收的超聲圖像可以具有超過相關的電子顯示器的可顯示動態范圍的主動態范圍。全局色階映射模塊182可以用于生成超聲圖像數據到可顯示動態范圍的全局色階映射，該可顯示動態范圍小于主動態范圍并且適于在相關的電子顯示器上顯示。顯示模塊189可有利于顯示超聲圖像的全局色階映射。

用戶輸入模塊184可以用于接收對所顯示的已全局色階映射的超聲圖像上的ROI的選擇。ROI可以例如由用戶通過使用光標、鼠標、鍵盤、觸摸屏或其他輸入設備來確定。在各種實施例中，用戶調整模塊186可以允許用戶指定要在ROI上執行的一次或多次圖像增強、修改、調整、處理手段和/或其他改變。區域色階映射模塊188可以用于生成對應于所選ROI的一部分超聲圖像數據的區域色階映射。區域色階映射可以對所選ROI進行色階映射以顯示于電子顯示器，區域色階映射使用不同于用在相同區域的全局色階映射的色階映射。

如前所述，本文所描述的模塊中的一個或多個可以被省略，和/或與一個或多個其他模塊組合，和/或被單獨實現。

圖2示出了用于生成具有區域色階映射的ROI的方法200的一實施例。當用戶選擇要重新映射（例如通過區域/增強色階映射）的ROI，可以開始方法200。在用于生成區域色階映射的所示實施例中，于步驟201接收ROI。步驟202，系統可以確定ROI的直方圖。直方圖可以基于像素值（例如灰度值/亮度值）以及相同值的像素數而得到。

直方圖結果可以被發送到映射函數模塊，步驟203中，取得包含在直方圖中的信息，然后（可選地，基于用戶選擇的偏好）創建原始像素值到修改的/增強的像素值的映射。步驟204中，可以將如此生成的映射函數重映射到區域的像素強度（亮度值）。

在各種實施例中，重映射像素可以在成像區域內具有高級別的不連續性。因此，一個或多個平滑或過渡算法可以應用于ROI。例如，步驟205中，可以生成ROI的過渡掩膜，其提供可以用于平滑過渡的掩模。過渡掩膜可以使用例如低通濾波器和/或基于自適應方向的濾波算法。

步驟206中，過渡掩膜可以通過過渡掩膜模塊以加權方式應用于重映射后的圖像區域亮度值。該模塊可以基于用戶可選參數來實現。例如，用戶可以選擇應當應用于重新映射ROI的權重的百分比。然后，在步驟207，輸出重映射后的ROI，以在電子顯示器上作為獨立圖像和/或原始圖像上的覆蓋圖像來顯示。

圖3是用于重映射來自主圖像的灰度或亮度值以生成所選ROI的區域色階映射的各種可能狀態和/或方法的一組圖形表示300。應當理解的是，可以使用任何一種或多種圖像映射算法和方法。例如，一種未描述的方法是累積分布的逆函數，用以生成跨強度區域的像素密度的線性映射。可以將任何一種適當的映射函數應用到輸入的數據集以產生期望的結果，或是基于一組定義的特性來得到適當的映射函數。

自動動態范圍優化（即，區域/增強色階映射）的總體行為可以基于用戶偏好和成像條件而變化。為了在實時掃描情況期間維持圖像之間的一些連續性，可以基于用戶偏好緩慢地改變自動優化參數和/或功能映射（即，色階映射）。這將導致一種類型的功能映射持久性。在凍結圖像和ROI移動期間，功能映射可以立即調整到所選擇的ROI。在其他實施例中，功能映射可以緩慢地轉變。

假定對于如何優化包含在每個成像條件（包括心臟、肝臟、腎臟、乳房、睪丸等等）內的總體診斷信息，用戶存在不同的偏好和意見，并假定用戶偏好，系統可以提供各種優化目標映射函數供用戶選擇。例如，可以為各種各樣的臨床情況中的每一種生成呈現形態。在一些實施例中，用戶可能能夠保存默認設置和/或定制呈現形態。這樣的設置可以應用于全局色階映射圖像和/或區域色階映射ROI。

曲線圖301-314涉及用于區域色階映射的各種可能的實施例和調整。可能存在各種替代方法、中間步驟以及可替換的映射方法。曲線圖301示意性地描繪了ROI中像素值的原始直方圖。曲線圖302示出了原始像素值（輸入）到像素值（輸出）之間的直通式映射函數。所示的直通函數是恒等函數，并且因此，向輸出像素分配與輸入像素相同的值。曲線圖303示出了將曲線圖301所示直方圖通過圖302所示映射函數后的結果；該結果實際上從圖301就沒有變化。

曲線圖304示出了直方圖的累積傳遞函數（即，圖302的直方圖中的像素數量相對于像素值的積分）。然后可以使用該累積圖來確定重新映射像素的最佳方法，使得可以顯示額外的臨床相關信息。

例如，曲線圖305示出了使用閾值上限水平306和閾值下限水平307的閾值函數，用以去除可能不希望偏離優化圖像的極端高點和低點。雖然示出的是閾值上限和閾值下限，但是可以設想到，可以僅使用閾值上限或者僅使用閾值下限來實現。

將低于閾值的像素映射到零強度（黑色），而將值高于閾值的像素映射到最大強度（白色）。值在閾值之間的像素最初（即，在相同區域的全局映射中）具有縮減的值范圍，但他們的值將被映射以覆蓋可顯示動態范圍中可用的灰度/亮度的全部范圍或至少較大的范圍。正如下面將要描述的那樣，可以選擇映射。

曲線圖308示出了一旦去除了適當的閾值外信息（即，閾值之外的像素映射到黑色或白色），如何計算像素值（輸入）到像素值（輸出）的傳遞函數。這可以以多種方式優化。一種方式是線性映射310。這里示出了兩種非線性（曲線）映射：映射309和映射311；映射309的斜率在最低像素值處為最大值，并隨著像素值的增加而降低（即，朝向下的凸面）；映射311的斜率在最低像素值處為最小值，并隨著像素值的增加而增大（即，朝向下的凹面）。

閾值操作具有為輸入像素值的截斷范圍提供可能輸出像素值的增大范圍的效果，并因此促使對比度的總體增加。這可以提高圖像的整體分辨率。在一些情況下，可能希望增強圖像內的某些區域。例如，曲線309可用于低強度回波，曲線311可用于抑制高強度回波。

在各種實施例中，可能期望操縱圖像內的某些區域，非線性映射309和311提供了這一點如何做到的示例。曲線圖312示出了將取得的輸入直方圖301應用圖305的閾值然后對像素值進行非線性（“凸狀”）轉換映射309后的結果。該結果是，較低強度像素值沿著像素值軸擴展，而較高強度像素值沿像素值軸壓縮。因此，為較低強度像素值的圖像區域（例如，低強度回波）提供較大范圍的像素值，由于對比度增加，所以可以增強細節。

曲線圖313示出了將取得的輸入直方圖301應用圖305的閾值然后對像素值進行線性轉換映射310后的結果。映射本身不影響直方圖，但是閾值操作確實使得整體對比度增加，并使電子顯示器的可顯示動態范圍的使用最大化以用于所選ROI。

曲線圖314示出了將取得的輸入直方圖301應用圖305的閾值然后對像素值進行非線性（“凹狀”）轉換映射311后的結果。該結果是，較低強度像素值沿著像素值軸壓縮，而較高強度像素值沿著像素值軸擴展。因此，為更高強度像素值的圖像區域（例如，高強度回波）提供更大范圍的像素值，由于對比度增加，所以可以增強細節。

圖4示出了顯示屏401中超聲圖像的顯示圖像的一實施例。該實施例中，用戶顯示屏400是雙圖像格式，其中圖像401和402分別在左側和右側。圖像401未被增強。顯示該非增強圖像401，使臨床醫生得以繼續參考所示的圖像的全局動態范圍映射。在一些實施例中，可以省略圖像401。

圖像402顯示出與圖像401相似的信息，但包括覆加的ROI 403。ROI 403是用戶選擇的ROI，其中可以顯示所選區域的增強的或區域的色階映射圖像。ROI的大小可以按所示的箭頭404調整；還可以按所示的箭頭405上下移動；也可以按所示的箭頭406從一側移動到另一側。基于ROI 403中進行的任何改變，待優化/增強的基礎圖像可以經由區域色階映射自動或手動地進行更新，以準確地表示基礎信息。

在各種實施例中，ROI可以相對于圖像402被放大。放大量可以由用戶選擇性地控制。

圖5示出了可選地覆蓋在顯示的超聲圖像上或顯示于第二獨立窗口501中的增強ROI 503的實施例。在該實施中，如前述，用戶顯示屏500是雙圖像格式，具有圖像502和501。在該實施中，圖像501是圖像502中用戶選擇的ROI 503的放大版。如上所述，ROI 503可以響應用戶控制而改變——可以按所示的箭頭504調整其大小；可以按所示的箭頭505上下移動；還可以按所示的箭頭506從一側移動到另一側。

ROI 503可以被認為是一種放大鏡手段，其在圖像502的選定部分上移動，而放大版是作為圖像501顯示在右邊。基于最優條件或用戶選擇的映射函數，通過例如區域色階映射來優化ROI 501中的信息。ROI 503可以基于與ROI 501相同的函數進行優化，或者可以以未優化方式或可替代的優化方式進行顯示。所描述的實施例示出了ROI 503被限于聲柵（acoustic grid）；然而，應當理解的是，ROI可以顯示于笛卡爾網格或是另一適當的網格。在這種情況下，可以根據相同的系統/網格或不同的坐標系/網格來顯示ROI 501。

圖6A和圖6C分別示出了用戶顯示屏的屏幕截圖600和屏幕截圖600的代表圖650，該用戶顯示屏顯示了包括位于肝臟內的物質的超聲圖像601。圖像601示出的是未修改的圖像。

圖6B和圖6D分別示出了具有用戶顯示屏的屏幕截圖690和屏幕截圖690的代表圖695，該用戶顯示屏顯示了在肝臟超聲圖像602上的增強ROI 603。所顯示的超聲圖像602示出了具有覆加的ROI 603的圖像。包含于覆加的ROI 603內的圖像被區域色階映射，以增加用戶區分不同特征的能力。如圖所示，全局色階映射圖像601難以查看到在區域色階映射的ROI 603中可以看到的不連續性。ROI 603能夠被移動，并且其大小可調整。可以基于臨床醫生或其他用戶的偏好來修改用于執行ROI 603的區域色階映射的基礎參數。

圖7A和圖7C分別示出了用戶顯示屏的屏幕截圖700和屏幕截圖700的代表圖750，該用戶顯示屏顯示了睪丸超聲圖像701。圖像701示出了未修改的圖像。

圖7B和圖7D分別示出了在睪丸的超聲圖像702上具有增強的ROI 703的用戶顯示屏的屏幕截圖790和屏幕截圖790的代表圖795。圖像702示出了ROI 703覆加于圖像702上。包含在覆加的ROI 703內的圖像被區域色階映射，以便相比原始的全局色階映射圖像701而能夠更清楚地描繪出血管。ROI 703能夠被移動、改變大小、和/或放大。用于執行圖像優化（例如區域色階映射）的基礎參數可以由臨床醫生或其他用戶經由人為控制、預設、曲線圖、和/或基于正被檢測的組織的類型來選擇。

圖8-13示出了各種色階映射，包括圖8中的全局色階映射以及圖9-13中的各種可能的區域色階映射。應當理解的是，所示示例僅僅是示例性的，可以利用幾乎無限數量種可能的色階映射，在所示的實施例中，使用各種陰影圖案來表示灰度色調以增加再現性。因此，所使用的陰影圖案可以代表灰度陰影、彩色陰影、色度、陰影、不透明度、反射率值和/或其他圖像特性。

另外，圖8-13提供了一種示例，其中超聲圖像的主動態范圍包含21個灰度值（由不同填充圖案表示），而電子顯示器的可顯示動態范圍僅包含11個灰度值。應認識到，超聲圖像的實際動態范圍可以是幾十萬，電子顯示器的可顯示動態范圍可以是數百或甚至數千。

如前所述，盡管本文中的各種參考涉及超聲圖像分析和色階映射，但應了解，本文所述的各種實施例中的任一者可應用于其他類型的圖像分析和處理，包括許多醫學成像類型。

圖8示出了具有寬動態范圍的主超聲圖像到電子顯示器的可顯示動態范圍的一種典型的全局映射。如圖所示，頂行示出了具有21個灰度值的超聲圖像的主動態范圍。底行示出了用于在具有11個灰度值的動態范圍的電子顯示器上顯示的21個主灰度值的全局動態映射。如圖所示，全局色階映射可以是接近2:1的壓縮。在一些實施例中，細節上的缺失可能更加明顯。例如，全局色階映射以顯示于8位電子顯示器上的16位圖像可以具有接近256:1的壓縮比。

圖9示出了ROI的區域映射的一個實施例，其中高于閾值的灰度或亮度值全部映射到單個灰度值。再次地，頂行示出了具有21個灰度值的超聲圖像的主動態范圍。底行示出了區域色階映射，其用于在更亮色調中提供更多的分辨率。因此，許多較暗色調可以被賦值為黑色（或另一種暗色調）。

圖10示出ROI區域映射的一實施例，其中高于一閾值和低于另一閾值的灰度級或亮度值被組合。再次地，頂行示出了具有21個灰度值的超聲圖像的主動態范圍。底行示出了區域色階映射，其用于在中間色調中提供更多的分辨率。因此，許多較暗的色調可以賦值為黑色（或另一個暗色調），并且許多較亮的色調可以賦值為白色（或另一個亮色調）。

圖11示出了ROI區域映射的一實施例，其中低于閾值的灰度級或亮度值全部映射到單個灰度值。再次地，頂行示出了具有21個灰度值的超聲圖像的主動態范圍。底行示出了區域色階映射，其用于在較暗的色調中提供更多的分辨率。因此，許多較亮的色調可被賦值為白色（或另一亮色調）。

圖12示出了對于較暗陰影具有較大分辨率的ROI的非線性區域映射的一實施例。再次地，頂行示出了具有21個灰度值的超聲圖像的主動態范圍。底行示出了從21個灰度值到11個灰度值的非線性區域色階映射，其在較亮色調具有更多的分辨率。

圖13示出了對于較亮陰影具有較大分辨率的ROI的非線性區域映射的一實施例。再次，頂行示出了具有21個灰度值的超聲圖像的主動態范圍。底行示出了從21個灰度值到11個灰度值的非線性區域色階映射，其在較暗色調具有更多的分辨率。

再次，可以有幾乎無限數量種可能的色階映射，因此這里僅示出了幾個簡化的示例。本申請已經參考各種示例性實施例得以實現，包括最佳實施例。然而，本領域技術人員將認識到，在不脫離本申請請求的保護范圍的情況下，可以對示例性的實施例進行改變和修改。雖然本申請的原理已在各種實施例中給予描述，但是在不脫離本申請的原理和范圍的情況下，為適用于特定環境和/或操作，可以對結構、布置、比例、元件、材料和部件進行許多修改。這些和其他改變或修改旨在包括在本申請請求保護的范圍內。

本申請應被認為是說明性的而不是限制性的，所有這樣的修改都旨在落入本申請的保護范圍。同樣地，上面關于各種實施例已經描述了益處、其他優點以及問題的解決方案。然而，可以使得任何益處、優點以及問題的解決方案出現或變得更加清楚的益處、優點、對于問題的解決方案、以及任何元素不應當被解釋為關鍵的、必需的或者必要的特征或者元素。因此，本申請的范圍應由所附權利要求書確定。