广东药科大学附属第一医院符镇洋获国家专利权
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龙图腾网获悉广东药科大学附属第一医院申请的专利一种基于增强处理的心脏彩超图像处理方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120976085B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-03发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511150080.3,技术领域涉及:G06T5/94;该发明授权一种基于增强处理的心脏彩超图像处理方法是由符镇洋;吴翠娜;刘金金;叶森设计研发完成,并于2025-08-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于增强处理的心脏彩超图像处理方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于增强处理的心脏彩超图像处理方法,属于图像增强领域,旨在提升心脏彩超图像的结构清晰度和组织识别能力,该方法首先采集原始心脏彩超图像构建数据集,然后计算像素局部能量并结合能量差异驱动策略与结构调节因子建立信号激发导引注意力模块,随后引入扰动生成机制和局部响应差异建模构建局部扰动散度引导映射模块,并通过非线性投影优化图像特征,接着结合响应残差、局部信息熵及关键调节因子构建可逆性响应熵编码模块,控制不同区域的增强强度,集成各模块构建心脏彩超图像增强模型,最终将心脏彩超图像输入模型输出高质量、细节丰富且具备高诊断可读性的心脏彩超增强图像。
本发明授权一种基于增强处理的心脏彩超图像处理方法在权利要求书中公布了:1.一种基于增强处理的心脏彩超图像处理方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、采集原始心脏彩超图像数据,生成包含目标组织区域的心脏彩超图像数据集; S2、引入特征矩阵,构建信号激发导引注意力模块,心脏彩超图像数据通过所述信号激发导引注意力模块进行结构增强,生成增强后的心脏彩超图像; 所述信号激发导引注意力模块,包括: S21、定义信号激发强度函数,用于计算输入特征矩阵中每个位置的能量激发强度,数学模型为: 其中,为空间位置总数,为通道数量,为第位置第通道的特征值,作为信号激发因子表征位置的局部能量响应; S22、引入能量差异驱动的连接权值函数描述任意两个位置之间的相似性连接程度并抑制能量差异较大的弱相关连接,数学模型为: ; 其中,为温度参数,为能量差阈值,为指示函数; S23、定义结构响应调节因子,增强高能量位置之间的连接权重并抑制低能量区域连接,改善结构特征的表达能力,数学模型为: ; 其中,为能量激发向量的最大值,为非线性调节指数; S24、基于能量差异驱动的连接矩阵与结构响应调节因子矩阵的结合,构建结构引导连接映射矩阵,数学模型为: ; S25利用所述结构引导连接映射矩阵对输入特征矩阵进行映射运算,得到输出特征矩阵; S3、引入局部扰动响应差异计算,构建局部扰动散度引导映射模块,增强后的心脏彩超图像通过所述局部扰动散度引导映射模块进行处理,生成优化后的心脏彩超图像特征矩阵; 所述局部扰动散度引导映射模块,包括: S31、对S2输出的信号激发导引特征矩阵进行扰动生成,以获得扰动响应矩阵,通过在每个位置引入小幅扰动,得到两个扰动版本和,其数学模型为: ; ; 其中为扰动幅度;为元素级别的符号函数; S32、对于每个通道,定义扰动响应差值方差,其数学模型为: ; 其中,表示通道对扰动的响应敏感度,和分别为位置处在第通道的扰动版本; S301、构建结构引导矩阵,其数学模型为: ; 其中,表示位置和位置之间的结构关联度; S302、使用构建的结构引导矩阵对输入特征矩阵进行映射,得到最终的增强特征矩阵,其数学模型为: ; S303、使用tanh函数对计算结果进行非线性投影变换,得到最终的特征矩阵,其数学模型为: ; 其中,为保持原始信号的幅度; S4、设计响应残差与局部信息熵计算机制,引入关键调节因子,构建可逆性响应熵编码模块,优化后的心脏彩超图像通过所述可逆性响应熵编码模块进行增强,生成高质量增强心脏彩超图像; 所述可逆性响应熵编码模块,包括: S41、构建局部重建估计心脏彩超图像,通过中值滤波来避免噪声干扰和局部不一致的影响,其数学模型为: ; 其中为以像素为中心的邻域,为去除中心像素后的邻域像素集合,为重建后的估计值; S42、计算每个像素位置与其重建值之间的响应残差,其数学模型为: ; S43、定义局部熵,其数学模型为: ; 其中,为邻域内像素值的归一化概率分布,为邻域集合,表示该像素区域的局部熵值; S44、结合响应残差与局部信息熵,计算每个像素的响应熵评分,其数学模型为: ; 其中,为极小常数; S401、构建关键调节因子,依据反射强度变化和结构特征重建误差,其数学模型为: ; 其中,为全局基准调节强度,表示位置处的超声反射强度,和分别为超声反射强度图的均值和标准差,为极小常数,表示位置处的结构重建误差,为图像整体的平均结构重建误差; S402、构建最终的去雾掩码,该掩码通过结合响应熵评分和调节因子,生成一个基于图像局部信息的可调增强因子,其数学模型为: ; 其中,为调节因子,为响应熵评分; S403、使用响应熵编码掩码对输入图像进行增强处理,得到增强后的图像其数学模型为: ; 其中,为输入图像的原始像素值;为根据响应熵评分和调节因子计算得到的掩码值;为经过增强后的图像像素值; S5、集成信号激发导引注意力模块、局部扰动散度引导映射模块和可逆性响应熵编码模块,构建心脏彩超图像增强处理模型,包括: S51、将心脏彩超图像数据集输入信号激发导引注意力模块,根据局部响应强度与全局均值的差异计算权重系数矩阵,对输入特征矩阵进行加权处理,得到增强后的心脏彩超图像; S52、将增强后的心脏彩超图像输入局部扰动散度引导映射模块,在每个像素位置引入固定幅值的正扰动和负扰动,计算扰动响应差异并标准化生成扰动散度权重矩阵,将其作用于进行特征优化,得到优化后的心脏彩超图像特征矩阵; S53、将优化后的心脏彩超图像特征矩阵输入可逆性响应熵编码模块,计算像素残差矩阵与局部信息熵,引入关键调节因子对权重进行修正,完成可逆性编码增强,得到高质量增强的心脏彩超图像; S6、将心脏彩超图像输入到心脏彩超图像增强处理模型中进行图像增强,输出高质量增强心脏彩超图像。
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