本技術涉及圖像處理，尤其涉及一種超聲內鏡圖像處理方法及設備。

背景技術：

1、在微創超聲內鏡手術中，內鏡醫生使用超聲內鏡在人體腔道內進行診斷和治療。醫生通過觀察超聲圖像來引導內鏡操作，并識別病灶。然而，當內鏡穿過血管豐富的區域或高密度組織時，超聲圖像質量容易降低。出血會產生偽影，組織衰減會減弱超聲信號，這些因素疊加使得傳統圖像處理方法在復雜情況下提升圖像質量的效果有限。圖像質量下降導致醫生難以準確判斷病灶的位置和性質，直接影響手術效率和患者安全。因此，在復雜生理條件下，如何提供高質量的超聲圖像以滿足實時診斷需求至關重要。現有的圖像處理技術，如固定增益補償或線性濾波，難以有效應對復雜生理環境引起的動態圖像劣化，尤其是在出血偽影和組織衰減同時出現時，圖像質量提升效果不佳，無法充分滿足微創手術對實時性和圖像質量的雙重需求。

2、微創超聲內鏡手術在復雜生理環境下，由出血偽影和組織衰減疊加導致的超聲圖像質量實時劣化，是制約診斷準確性和手術效率的關鍵問題。現有圖像處理技術難以有效應對生理環境的動態變化，無法提供持續高質量的圖像支持。因此，如何在不增加額外設備負擔和操作復雜性的前提下，設計一種能夠適應復雜生理環境動態變化，并能有效抑制偽影、補償衰減的超聲圖像實時處理方法，成為目前亟待解決的問題。

技術實現思路

1、鑒于上述現有技術的不足之處，本技術提供了一種超聲內鏡圖像處理方法及設備，應用于圖像處理技術領域，具有提升超聲內鏡圖像質量的優點。

2、第一方面，一種超聲內鏡圖像處理方法，用于微創超聲內鏡手術中提升超聲圖像質量，所述方法包括步驟：

3、s1：獲取超聲回波信號，進行頻域分析，提取低頻段能量信息，所述低頻段能量信息至少包括：低頻段能量值、低頻段能量波動范圍，以及低頻段能量變化率；

4、s2：獲取預先設置的低頻段能量基線值；

5、s3：根據所述低頻段能量基線值、所述低頻段能量波動范圍計算偽影檢測動態閾值；

6、s4：根據所述低頻段能量變化率計算低頻增益抑制因子；

7、s5：根據所述偽影檢測動態閾值、所述低頻增益抑制因子以及所述低頻能量值，計算實時低頻增益系數；

8、s6：將所述實時低頻增益系數應用到頻域的超聲回波信號上，進行增益調整，將增益調整后的頻域信號轉換成時域信號，進行圖像重建，生成超聲內鏡圖像。

9、本技術提供的一種超聲內鏡處理方法，通過獲取超聲回波信號并進行頻域分析，提取低頻段能量信息，包括能量值、能量波動范圍和能量變化率，這些信息用于后續的偽影檢測和增益調整。本方案預先設定低頻段能量基線值，作為正常情況下的能量參考。然后，根據低頻段能量基線值和能量波動范圍計算偽影檢測動態閾值，此偽影檢測動態閾值能夠自適應信號波動，更準確地檢測偽影。方案還根據低頻段能量變化率計算低頻增益抑制因子，低頻段能量變化率反映了偽影出現的快慢程度，用于動態調整增益抑制強度。方案綜合偽影檢測動態閾值、低頻增益抑制因子和當前低頻能量值，計算實時低頻增益系數，實現增益的動態調整。最后，方案將實時低頻增益系數應用到頻域的超聲回波信號上，進行增益調整，并將調整后的頻域信號轉換成時域信號，重建生成超聲內鏡圖像，最終達到提升超聲內鏡圖像質量的效果。因此，本方案通過分析和利用超聲回波信號的低頻段能量信息，實現了超聲圖像的動態增益調整，從而有效地提升了微創超聲內鏡手術中的超聲圖像質量。

10、進一步的，步驟s3包括：

11、s31：獲取超聲內鏡探頭與病灶區域之間的耦合度參數，所述耦合度參數至少包括超聲回波信號強度；

12、s32：根據所述超聲回波信號強度，計算耦合度置信度因子；

13、s33：根據所述耦合度置信度因子，所述低頻段能量基線值、所述低頻段能量波動范圍計算所述偽影檢測動態閾值。

14、本技術提供的一種超聲內鏡處理方法，根據超聲回波信號強度計算耦合度置信度因子，以將耦合度參數量化為耦合度置信度因子，將耦合度置信度因子納入動態閾值的計算，使得動態閾值不僅取決于低頻段能量信息，還與探頭耦合狀態相關，提高了偽影檢測動態閾值的準確性和可靠性，進而提升超聲內鏡圖像處理方法的性能。

15、進一步的，在步驟s33中，根據所述耦合度置信度因子，所述低頻段能量基線值、所述低頻段能量波動范圍計算所述偽影檢測動態閾值的公式為：dt?=?blv?*?(1?+?α?*?fr?/blv)?*?exp(-β?*?(1?-?ccf))；其中，dt為所述偽影檢測動態閾值，blv為所述低頻段能量基線值，fr為所述低頻段能量波動范圍，ccf為所述耦合度置信度因子；

16、α為所述低頻段能量波動范圍的影響因子，表示所述低頻段能量波動范圍對所述偽影檢測動態閾值的正向影響程度；

17、β為耦合度置信度因子的非線性影響程度，表示耦合度置信度因子對所述偽影檢測動態閾值的非線性負向影響程度。

18、本技術提供的一種超聲內鏡處理方法，通過公式dt?=?blv?*?(1?+?α?*?fr?/blv)?*?exp(-β?*?(1?-?ccf))，具體化了偽影檢測動態閾值的計算方法，這種動態調整策略使得偽影檢測動態閾值能夠根據耦合度的變化進行自適應調整，提高了偽影檢測的準確性和靈敏度。

19、進一步的，步驟s4包括：

20、s41：對所述低頻段能量變化率進行歸一化處理，得到歸一化低頻能量變化率；

21、s42：根據所述歸一化低頻能量變化率，通過非線性映射函數計算得到所述低頻增益抑制因子；其中，所述非線性映射函數為sigmoid函數，計算公式為：

22、lf_inhibition?=?1?/?(1?+?exp(-k?*?normalized_rate))，其中，lf_inhibition為所述低頻增益抑制因子，k為預設的sigmoid函數陡峭度調節參數；normalized_rate為所述歸一化低頻能量變化率。

23、本技術提供的一種超聲內鏡處理方法，通過歸一化處理與sigmoid非線性映射，可以得到更為合理的低頻增益抑制因子，從而可以更好地用于后續的增益調整步驟中，以提升圖像質量。

24、進一步的，步驟s5包括：

25、s51：判斷所述低頻能量值是否超過所述偽影檢測動態閾值，若超過，則判定存在出血偽影；

26、s52：若所述低頻能量值沒有超過所述偽影檢測動態閾值，則獲取預先設置的低頻基準增益，將所述低頻基準增益作為所述實時低頻增益系數；

27、?53：若所述低頻能量值超過所述偽影檢測動態閾值，則根據所述偽影檢測動態閾值、所述低頻增益抑制因子以及所述低頻能量值，計算實時低頻增益系數。

28、進一步地，在步驟s53中，根據所述偽影檢測動態閾值、所述低頻增益抑制因子以及所述低頻能量值，計算實時低頻增益系數的公式為：

29、gain_lf?=?base_gain?-?lf_inhibition?*?(current_lf?-?dt)，其中，gain_lf為實時低頻增益系數，base_gain為預設的低頻基準增益，lf_inhibition為所述低頻增益抑制因子，current_lf為所述低頻能量值，dt為所述偽影檢測動態閾值。

30、進一步的，步驟s6包括：

31、s61：根據所述超聲回波信號，提取高頻段能量信息，所述高頻段能量信息至少包括：高頻段能量值、高頻段能量波動范圍，以及高頻段能量變化率；

32、s62：獲取預先設置的高頻段能量基線值；

33、s63：根據所述高頻段能量基線值、所述高頻段能量波動范圍計算衰減檢測動態閾值；

34、s64：根據所述高頻能量變化率，計算高頻增益放大因子；

35、s65：根據所述衰減檢測動態閾值、所述高頻增益放大因子以及所述高頻段能量值計算實時高頻增益系數；

36、s66：將所述實時低頻增益系數、所述實時高頻增益系數應用到頻域的超聲回波信號上，進行增益調整，將增益調整后的頻域信號轉換成時域信號，進行圖像重建，生成超聲內鏡圖像。

37、進一步的，步驟s66包括：

38、s661：將所述實時低頻增益系數與所述超聲回波信號的低頻分量相乘，實現對低頻分量的增益調整；將所述實時高頻增益系數與所述超聲回波信號的高頻分量相乘，實現對高頻分量的增益調整；

39、s662：對所述高頻分量以及所述低頻分量進行高斯濾波，以平滑噪聲，得到增益調整后的頻域信號；

40、s663：對所述增益調整后的頻域信號進行逆傅里葉變換，將頻域信號轉換成時域信號；

41、s664：對所述時域信號進行包絡檢波，對包絡檢波后的時域信號進行對數壓縮，以增強圖像對比度；

42、s665：對進行對數壓縮后的所述時域信號進行掃描變換，將所述超聲回波信號的極坐標形式轉換為直角坐標形式，進行圖像插值，生成超聲內鏡圖像。

43、進一步的，步驟s662包括：

44、s6621：將所述高頻分量和所述低頻分量各自分解為實部信號與虛部信號；

45、s6622：分別對所述實部信號與所述虛部信號進行高斯濾波，得到濾波后的實部信號與濾波后的虛部信號，其中，高斯濾波器的標準差根據預設的高頻噪聲水平自適應調整，且高斯濾波器的尺寸與超聲內鏡圖像的分辨率相匹配；

46、s6623：將濾波后的實部信號與濾波后的虛部信號合成為濾波后的所述高頻分量與所述低頻分量，并將濾波后的所述高頻分量與所述低頻分量組合，作為增益調整后的頻域信號。

47、第二方面，一種超聲內鏡圖像處理設備，所述設備應用在上述任一項所述的一種超聲內鏡圖像處理方法的步驟中，所述設備包括：

48、第一獲取模塊：用于獲取超聲回波信號，進行頻域分析，提取低頻段能量信息，所述低頻段能量信息至少包括：低頻段能量值、低頻段能量波動范圍，以及低頻段能量變化率；

49、第二獲取模塊：用于獲取預先設置的低頻段能量基線值；

50、動態閾值調整模塊：用于根據所述低頻段能量基線值、所述低頻段能量波動范圍計算偽影檢測動態閾值；

51、動態增益調整模塊：用于根據所述低頻段能量變化率計算低頻增益抑制因子；

52、增益系數調整模塊：用于根據所述偽影檢測動態閾值、所述低頻增益抑制因子以及所述低頻能量值，計算實時低頻增益系數；

53、圖像重建模塊：將所述實時低頻增益系數應用到頻域的超聲回波信號上，進行增益調整，將增益調整后的頻域信號轉換成時域信號，進行圖像重建，生成超聲內鏡圖像。

54、有益效果：本技術提出的一種超聲內鏡圖像處理方法及設備，通過獲取超聲回波信號并進行頻域分析，提取低頻段能量信息，包括能量值、能量波動范圍和能量變化率，這些信息用于后續的偽影檢測和增益調整。本方案預先設定低頻段能量基線值，作為正常情況下的能量參考。然后，根據低頻段能量基線值和能量波動范圍計算偽影檢測動態閾值，此偽影檢測動態閾值能夠自適應信號波動，更準確地檢測偽影。方案還根據低頻段能量變化率計算低頻增益抑制因子，低頻段能量變化率反映了偽影出現的快慢程度，用于動態調整增益抑制強度。方案綜合偽影檢測動態閾值、低頻增益抑制因子和當前低頻能量值，計算實時低頻增益系數，實現增益的動態調整。最后，方案將實時低頻增益系數應用到頻域的超聲回波信號上，進行增益調整，并將調整后的頻域信號轉換成時域信號，重建生成超聲內鏡圖像，最終達到提升超聲內鏡圖像質量的效果。因此，本方案通過分析和利用超聲回波信號的低頻段能量信息，實現了超聲圖像的動態增益調整，從而有效地提升了微創超聲內鏡手術中的超聲圖像質量。