B超图象伪彩色处理技术

　　无论是工业探伤用或医学诊断用,B超的基本诊断功能都是以人眼对荧光屏超声回波强度的亮度(灰阶)分辨来实现的,而人眼对灰阶的分辨一般在16～18级,对连续变化灰阶的分辨能力一般只有6级左右,故在临床应用中已远不能满足实际需要,为了提高医生对微小灰阶变化的病灶的分辨能力,应用伪彩色处理技术就成为必须。B超图象伪彩色处理技术是国际上近年来发展起来的电子显象技术,即应用视频处理技术对图象灰阶进行灰阶伪彩色编码处理,使黑白图象变成彩色图象,因其彩色并非物体的实际色彩,而是人工编码而成,故称为伪彩色图象。

　　为了使B超伪彩色处理技术能真正地应用于各类B超,就必须使其具有广泛适应、可比性和明确临床统计结论的基础。从图象处理专业技术的角度来说就是要求解决“图象灰阶归一化”和“灰阶伪彩色编码”的问题。

　　1　图象灰阶归一化

　　由于B超机千差万别,因而B超的视频信号也有着很大的差别,为了使B超图象灰阶归一化,就必须通过附加硬件把B超的视频信号统一起来再进行归一化处理。

　　各类B超的视频信号的主要差别:①PAL制与NTSC制;②横机(扇超和多探头大型机)与竖机(普及型和单头线阵);③逐行扫描与隔行扫描;④有/无奇、偶均衡脉冲;⑤有/无黑色电平调整。针对B超机的不同特点,要进行相应的硬件设计,尤其是设计出“黑色电平自动追踪”的电路,最终使无回声和最高回声信号归一到0～255数字范围,即扩展到256灰阶的表达能力。目前,B超机的分辨率尚未超过256级,故256灰阶具有很好的兼容性和拓展性。

　　B超图象采用灰阶归一化处理后,就使得伪彩色处理技术有了广泛适应的基础,可适应各类B超机。更为重要的是,在定量分析中起到非常大的作用,为进一步明确临床诊断结论,提供了可比性的技术保证。

　　2　灰阶伪彩色编码

　　B超图象伪彩色技术的原理就是利用人眼对彩色的分辨率远高于对灰阶的分辨率的特点来提高医生对B超图象的分辨能力。根据色度学的三基色的原理:大多数的颜色可以通过红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)3色按不同的比例混合而成。伪彩色处理技术就是把黑白图象的各个灰度按照某种关系映射成相应的彩色。这种映射只是输入和输出象素间一一对应,而不涉及象素空间的位置变化。一般映射的关系,有变换法、频率法及HSV法。

　　(1)变换法

　　R(x,y)=Tr[f(x,y)],　G(x,y)=Tg[f(x,y)],　B(X,Y)=Tb[f(x,y)]。　Tr、Tg、Tb为相应的映射关系,f(x,y)为对应黑白图象中任意位置的灰阶,而R(x,y)、G(x,y)、B(x,y)则为经映射而得到的图象相应位置点的R、G、B的值。