医用超音波专题-超音波影像室.DOC

醫用超音波專題 期末報告 Strain Variation for B-Mode Image 葉文俊、呂仁碩、李承諺 摘要： 在前兩次的報告中，我們探討如何更正確地求得B-Mode影像的應變分佈情形，以求得更好的彈性影像。根據之前報告的缺失，需要改進的方向大概有二個地方：第一是希望能改進斑點追蹤的正確性。之前的做法是使用2層的SAD來計算影像區塊的位移，可是從結果看來似乎有些地方的位移不甚正確，因此我們希望在最後的報告中予以探討位移誤差的原因。第二是希望能根據斑點追蹤的結果，經由更適當的轉換方式來呈現更正確的彈性影像。從之前的結果發現，所計算出來的應變量居然較理論的應變量來得小，這部份應該是由於不正確的斑點追蹤結果所導致，因此我們必須要有更好的位移估測方法才能加以改善，，LSQSE(Least-SQuares Strain Estimator)能得到更正確的彈性影像。改進斑點追蹤的正確性 關於改進斑點追蹤的正確性部份，是使用2層的SAD來計算影像區塊的位移，但是在上次的研究中發現層式的斑點追蹤方式雖然會簡省計算時間，但是 圖1 (a) 圖1 (a) 是實際所取得的breast phantom影像，而後使用步進馬達每500μm壓此仿體一次，並取得影像，即可得到一系列的實驗影像。 圖2 (a) 圖2 (b) 圖2 (a) 是將上述所取得的沒有壓縮影像以及探頭壓縮仿體 500μm(相當於1.43 pixel)所取得的影像以cross correlation的方式計算的位移結果，可發現每一點的位移計算結果大部份為1 pixel，雖然和理論值1.43 pixel有差距，但這是因為斑點追蹤的方法只能搜尋到整數像素的位移，而從實際的影像上看來，兩張影像間確實是很一致性的產生同方向的位移，因此可推斷圖2 (a) 的位移是蠻正確的。圖2 (b)則是將同樣的兩張影像以2層的SAD來計算影像區塊的位移 圖3 (a) 圖3 (b) 圖3比較的是兩張影像所計算而得的相關係數最高的位置以及Sum of Square Difference最低的位置，也就是兩個影像區塊間最相似區塊的位置。顯示的是相關係數以及Sum of Square Difference的二維分佈圖。 做法是先在未移動的影像選取中心位置為(i，j)的參考區塊，則在移動後的影像選取中心位置為(i±10，j±10)的候選區塊來和參考區塊一一做相關係數以及Sum of Square Difference的計算，結果即如圖3 (a)、(b)所示，圖3 (a)、(b)代表在未移動的影像選取不同中心位置的參考區塊。 由圖3的結果可以發現，當使用2層的搜尋方式時，由於第一層只是以九宮格的分法計算影像上九個點，相關係數最高的位置以及Sum of Square Difference最低的位置並不會剛好落於第一層所選取的9個點上，即使只有相差1個像素的距離，所計算而得的相關係數以及Sum of Square Difference也可能會有很明顯地不同，因此很容易造成位移判斷的誤差。如表1所示的圖3 (a)相關係數表格，方格內所示為九宮點所計算得到的相關係數值，實際上相關係數值的最大值(0.7736)在九宮格中間點的上面一個像素位置，可是在九宮格中間點位置的相關係數值卻只有0.1378，差距蠻大的，而且如果以此九點位置的相關係數來找最大值的話，也會選擇錯誤的位置(0.1586)，因此多層式的搜尋並不是很適合於斑點追蹤上。 圖3 (a) Sum of Square Difference 475311 427026 456354 479950 (111365：min) 421806 423350 500169 405354 405057 圖3 (a) Correlation Coefficient 0.1438 0.1397 0.0552 0.1021 (0.7736：max) 0.1378 0.0935 0.0486 0.1856 0.1605 圖3 (b) Sum of Square Difference 451723 426930 457179 451620 (111516：min) 427890 424554 482545 413751 411719 圖3 (b) Correlation Coefficient 0.1463 0.1166 0.0326 0.1353 (0.7655：max) 0.0969 0.0751 0.0804 0.1434 0.1265 表1 如果以full search的方式來計算Sum of Square Difference，其結果如圖3所示，幾