Page 171 - 《应用声学》2024年第1期

第 43 卷 第 1 期 张金英等： 面向开环扫描系统的超声图像畸变校正方法 167

3 mm

(a) ൤᭧njᑀ᭧ࠄྭڏ (b) ళಣ൤༦एڏ (c) ಣ൤Ց༦एڏ
图 10 五角硬币及频域 MIP 法超声图像
Fig. 10 Coin and ultrasound image with MIP method in frequency domain
与图8(c)所示的时域MIP灰度图不同，图 10(c) 校正，为更灵活的 TOF 法、傅里叶变换法及层析法
所示的频域 MIP 灰度图除显示了五角硬币正面的 等图像重建处理提供了消除错位的数据。这拓展了
图案信息，也显示了其背面的图案信息。这是因为， MIP法的应用领域。
本文将硬币放置于30 MHz 聚焦超声换能器的景深 ᭤ጳভᤂүӝ ጳভᤂүӝ
内，换能器发射的声波可穿透硬币，在正面、背面均 ᄬಖྭʹ ړॎᣃझവЦ

产生回波或散射。超声成像的对比度来源于声阻抗
差异，当声波由水入射至硬币表面时，二者之间巨
大的声阻抗差异使得硬币正面的反射回波很大。如
ROI
果硬币表面是平整的，反射回波会被换能器接收产
生强回波信息；如果硬币表面具有起伏的棱角，声
波会被散射而大幅降低被换能器接收的能量。因此
超声回波主要携带的信息为硬币界面的散射形貌。 (a) ړဗᣃझവЦӊեᄬಖྭʹᄊROIӝ
在时域 MIP中，硬币正面的回波强度大大高于背面 ᄬಖྭʹ ړॎᣃझവЦ
的回波强度，取最大值时仅选取了正面的回波幅值，
因此仅呈现了正面的图案信息。而在频域 MIP 中，
当正面、背面均产生反射回波时，其声波频率均为
ROI
30 MHz左右，傅里叶变换中均对30 MHz附近的频
率成分产生贡献，具有最大的频域 MIP 值；当正面
产生反射回波、背面产生散射无回波时，其30 MHz
附近的频率成分仅由正面回波贡献，具有较大的频 (b) ړဗᣃझവЦӊեட˔ᄬಖྭʹ
域 MIP 值；当正面产生散射无回波、背面产生反射 图 11 圆形轮廓模具推荐放置方法
回波时，其 30 MHz 附近的频率成分仅由背面回波 Fig. 11 Recommended placement method for the

贡献，具有较小的频域 MIP值；当正面、背面均产生 ring mold
散射无回波，其 30 MHz 附近的频率成分具有最小 需要指出的是：(1) 本文提出的MIP-Otsu-C M
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的频域 MIP 值。因此频域 MIP 既包含了正面的图 方法需要在 ROI 所需扫描面积的基础上预留非线
案信息，也包含了背面的图案信息，这表明该方法对 性运动区，这会增大额外的 C 扫描区域。不过目前
探测超声内部结构具有重要潜力和价值。 商用步进电机每个连续直线扫描的加速、减速过程
MIP法通常仅用于获得灰度图像，是血管造影 很快，非线性运动区的长度很短，因此预留扫描范
等生物医学领域常见的图像重建方法 [16] ，而本文 围很小，对 C 扫描成像速度影响较小。(2) 本方法
提出的 MIP-Otsu-C M 方法则是利用 MIP 法不仅 在图像矫正方面利用了目标物体的轴对称特性，即
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实现了 MIP图像的像素错位畸变校正，而且在校正 需要每个行扫描中物体占据的有效像素点具有共
MIP 图像的同时，实现了 C 扫描预处理数据的整体 同的对称轴，仅需找到每行的对称轴，将原本错位