(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111615031.4 (22)申请日 2021.12.27 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114271856 A (43)申请公布日 2022.04.05 (73)专利权人 开普云信息科技股份有限公司 地址 523000 广东省东莞 市石龙镇中山 东 东升路1号汇星商业中心5栋2单元 1805室 专利权人 北京开普云信息科技有限公司 (72)发明人 杨春宇　彭祖剑　刘嘉亮　 (74)专利代理 机构 北京德崇智捷知识产权代理 有限公司 1 1467 专利代理师 邢飞飞 (51)Int.Cl. A61B 8/00(2006.01) G06T 5/00(2006.01) G06T 7/00(2017.01) (56)对比文件 CN 112991356 A,2021.0 6.18US 2009241673 A1,20 09.10.01 US 2021169455 A1,2021.0 6.10 EP 0944026 A2,1999.09.22 JP 2011194084 A,201 1.10.06 CN 1016120 62 A,2009.12.30 JP 20180 00775 A,2018.01.1 1 US 2021196425 A1,2021.07.01 CN 109620274 A,2019.04.16 CN 107714082 A,2018.02.23 US 2016093050 A1,2016.0 3.31 WO 201707020 5 A1,2017.04.27 GB 201701383 D0,2017.0 3.15 王丽梅.三维医学超 声影像表面重建方法的 应用研究. 《中国优秀硕士学位 论文全文数据库 （信息科技 辑） 》 .2010, Yanjun Hu.An Ef ficient Quadratic Constrained Least Squares L ocalization Method for Nar row Space W ith Rangi ng Measurement. 《IE EE Access》 .2019, 审查员 张晓梦 (54)发明名称 三维超声影像生成方法、 装置、 存储介质及 设备 (57)摘要 本申请公开了一种三维超声影像生成方法、 装置、 存储介质及设备， 属于图像处理技术领域。 所述方法包括： 通过超声探头获取当前时刻的二 维超声图像； 获取每个机械臂的臂长以及对应的 角度传感器在当前时刻测得的转角数据； 根据 臂 长和转角数据计算当前时刻的转移矩阵； 根据转 移矩阵， 将二维超声图像中各个像素点的二维坐 标转换成三维坐标； 将各个像素点的三维坐标转 换成点云数据， 点云数据用于生成三维超声影 像。 本申请可以提高三维超声影像的生成效率和 准确性。 权利要求书3页 说明书11页 附图4页 CN 114271856 B 2022.10.11 CN 114271856 B 1.一种三维超声影像生成方法， 其特征在于， 用于超声波设备中， 所述超声波设备中的 基座和超声探头之间顺次连接有第一角度传感器、 第一机械臂、 第二角度传感器、 第二机械 臂、 第三角度传感器、 第三机械臂、 第四角度传感器、 第四机械臂、 第五角度传感器、 第五机 械臂、 第六角度传感器和第六机 械臂； 所述方法包括： 通过所述超声探 头获取当前时刻的二维超声图像； 获取每个机械臂的臂长以及对应的角度传感器在当前时刻测得的转角数据； 根据所述臂长和所述 转角数据计算当前时刻的转移 矩阵； 根据所述 转移矩阵， 将所述 二维超声图像中各个 像素点的二维坐标转换成三维坐标； 将各个像素点的三维坐标转换成点云数据， 所述 点云数据用于生成三维超声影 像； 所述根据所述臂长和所述转角数据计算当前时刻的转移矩阵， 包括： 根据所述超声探 头绕所述第六机械臂旋转的转角生成绕Z轴的第六旋转矩阵， 并计算所述第 五角度传感器 相对于所述超声探头产生的第六位移矩阵， 将所述第六旋转矩阵和所述第六位移矩阵组成 第六转移矩阵； 根据所述第五角度传感器旋转的转角生成 绕Y轴的第五旋转矩阵， 并计算所 述第四角度传感器相对于所述第五角度传感器产生的第五位移矩阵， 将所述第五旋转矩阵 和所述第 五位移矩阵组成第 五转移矩阵； 根据所述第四角度传感器旋转的转角生成绕Y轴 的第四旋转矩阵， 并计算所述第三角度传感器相对于所述第四角度传感器产生的第四位移 矩阵， 将所述第四旋转矩阵和所述第四位移矩阵组成第四转移矩阵； 根据所述第三角度传 感器旋转的转角生成绕X轴的第三旋转矩阵， 并计算所述第二角度传感器相对于所述第三 角度传感器产生的第三位移矩阵， 将所述第三旋转矩阵和所述第三位移矩阵组成第三转移 矩阵； 根据所述第二角度传感器旋转的转角生 成绕X轴的第二旋转矩阵， 并计算所述第一角 度传感器相对于所述第二角度传感器产生的第二位移矩阵， 将所述第二旋转矩阵和所述第 二位移矩阵组成第二转移矩阵； 根据所述第一角度传感器旋转的转角生成绕Z轴的第一旋 转矩阵， 并计算所述基座相对于所述第一角度传感器产生的第一位移矩阵， 将所述第一旋 转矩阵和所述第一位移矩阵组成第一转移矩阵； 将所述第一转移矩阵、 所述第二转移矩阵、 所述第三转移矩阵、 所述第四转移矩阵、 所述第五转移矩阵和所述第六转移矩阵依次相乘， 得到所述 转移矩阵； 所述根据 所述转移矩阵， 将所述二维超声图像中各个像素点的二维坐标转换成三维坐 标， 包括： 当所述二维超声图像所在平面为X ‑Z平面时， 在每个像素点的二维坐标中添加数 值为0的Y轴坐标， 得到每个像素点的第一坐标； 对所有像素点的第一坐标进行一维齐次化 处理， 得到坐标集； 将所述坐标集中灰度值 非零的每个第一坐标乘以所述转移矩阵， 得到各 个像素点的第二坐标； 对每个第二坐标进行整数化处理， 并去除每个 向量中最末尾的1， 得 到各个像素点的第三 坐标。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述通过所述超声探头获取当前时刻的二 维超声图像， 包括： 获取所述超声探 头在当前时刻采集到的数据， 得到扇形图像； 依次对所述扇形图像进行降噪处 理、 分割处 理和二值化处理， 得到所述 二维超声图像。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 当点云数据包括键值和数值列表时， 所述 将各个像素点的三维坐标转换成点云数据， 包括： 对于每个像素点的三维坐标， 当存在以所述三维坐标为键值的点云数据， 且所述三维权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114271856 B 2坐标有数值时， 在所述键值对应的数值列表的末位添加第一标记； 当存在以所述三维坐标为键值的点云数据， 且所述三维坐标没有数值时， 在所述键值 对应的数值列表的末位添加第二标记； 当不存在以所述三维坐标为键值的点云数据， 且所述三维坐标有数值时， 创建与所述 键值对应的数值列表， 在所述键值对应的数值列表的末位添加第一标记， 并在所述第一标 记之前补齐历史时刻的第二标记。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述在所述键值对应的数值列表的末位添 加第一标记， 包括： 利用概率占位栅格图算法计算每个点云数据的权重， 将所述权重作为所述第 一标记添 加到所述数值列表的末位。 5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 获取每个时刻的点云数据； 对每个时刻的点云数据进行三维显示， 得到所述 三维超声影 像。 6.一种三维超声影像生成装置， 其特征在于， 用于超声波设备中， 所述超声波设备中的 基座和超声探头之间顺次连接有第一角度传感器、 第一机械臂、 第二角度传感器、 第二机械 臂、 第三角度传感器、 第三机械臂、 第四角度传感器、 第四机械臂、 第五角度传感器、 第五机 械臂、 第六角度传感器和第六机 械臂； 所述装置包括： 图像获取模块， 用于通过超声探 头获取当前时刻的二维超声图像； 数据获取模块， 用于获取每个机械臂的臂长以及对应的角度传感器在当前时刻测得的 转角数据； 矩阵计算模块， 用于根据所述臂长和所述 转角数据计算当前时刻的转移 矩阵； 坐标转换模块， 用于根据所述转移矩阵， 将所述二维超声图像中各个像素点的二维坐 标转换成三维坐标； 点云转换模块， 用于将各个像素点的三维坐标转换成点云数据， 所述点云数据用于生 成三维超声影 像； 所述矩阵计算模块， 还用于： 根据所述超声探头绕所述第六机械臂旋转的转角生成绕Z 轴的第六旋转矩阵， 并计算所述第五角度传感器相对于所述超声探头产生的第六位移矩 阵， 将所述第六旋转矩阵和所述第六位移矩阵组成第六转移矩阵； 根据所述第 五角度传感 器旋转的转角生成绕Y轴的第 五旋转矩阵， 并计算所述第四角度传感器相对于所述第 五角 度传感器产生的第五位移矩阵， 将所述第五旋转矩阵和所述第五位移矩阵组成第五转移矩 阵； 根据所述第四角度传感器旋转的转角生成 绕Y轴的第四旋转矩阵， 并计算所述第三角度 传感器相对于所述第四角度传感器产生的第四位移矩阵， 将所述第四旋转矩阵和所述第四 位移矩阵组成第四转移矩阵； 根据所述第三角度传感器旋转的转角生成绕X轴的第三旋转 矩阵， 并计算所述第二角度传感器相对于所述第三角度传感器产生的第三位移矩阵， 将所