TWI477773B - 偵測影像以判斷掃描狀態及非掃描狀態的方法 - Google Patents

Description

偵測影像以判斷掃描狀態及非掃描狀態的方法

本發明是有關於一種偵測影像的方法，且特別是有關於一種偵測超音波影像以判斷掃描狀態及非掃描狀態的方法。

在非破壞性檢測當中，常應用超音波掃描器來發射超音波，並接收反射此超音波產生的回波訊號，以進行檢測。超音波探頭內具有精密的超音波陣元，用以偵測掃描訊號的強度，但超音波陣元的性能會因使用狀況、時間增加而逐漸損耗，因而必須調整參數以符合超音波檢測的要求。然而，超音波探頭未使用或閒置時，超音波掃描器無法自動關閉或停止發射超音波，以致於嚴重消耗探頭的使用壽命。因此，對使用者來說，當超音波探頭未掃描時，有必要設定一凍結模式，以節省電能。

本發明係有關於一種偵測影像以判斷掃描狀態及非掃描狀態的方法，以得知超音波探頭的目前狀態。

根據本發明之一方面，提出一種偵測影像以判斷掃 描狀態及非掃描狀態的方法，包括下列步驟。以一超音波探頭掃描一影像，並將收到的影像分為一強反射區與一弱反射區。當弱反射區內的影像訊號強度大於一預設值，判斷正處於掃描狀態中，當弱反射區內的影像訊號強度小於一預設值，則進入一凍結模式，並將掃描影像停留在進入凍結模式前的影像。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

Ig‧‧‧基準影像

Sg‧‧‧掃描影像

Tv‧‧‧強度臨界值

AH‧‧‧強反射區

AL‧‧‧弱反射區

Peak‧‧‧峰值點

第1圖繪示以超音波探頭得到的一基準影像並顯示於使用者介面上。

第2圖繪示基準影像內各取樣訊號的強度分佈，以決定強度臨界值。

第3圖繪示決定強度臨界值之後，將基準影像區分為強反射區與弱反射區的示意圖。

第4圖繪示判斷超音波探頭是否處於掃描狀態的各個步驟。

第5圖繪示各個深度中相對應的基準影像的訊號強度平均值與掃描影像的訊號強度平均值的關係圖。

本實施例之判斷掃描狀態及非掃描狀態的方法，用於判斷超音波探頭是否處於工作狀態(即掃描狀態)或閒置狀態(即非掃描狀態)下。當超音波探頭在閒置狀態下，超音波掃描器仍然會重複不斷地藉由探頭發射超音波，在這樣的狀況下，不 但浪費能源，並且會嚴重消耗探頭的使用壽命。所以，若能在探頭不進行掃描的狀態時，將超音波掃描器自動進入一凍結模式，將可有效的節省電力與減少探頭的損耗。因此，本實施例藉由偵測超音波影像，來判斷超音波探頭是處於掃描狀態或非掃描狀態，並於進入凍結模式時，將掃描影像停留在當前的影像，且超音波探頭也停止再發射超音波。

以下係提出實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為範例說明，並非用以限縮本發明欲保護之範圍。

請參照第1~3圖，第1圖繪示以超音波探頭得到的一基準影像Ig並顯示於使用者介面上，第2圖繪示基準影像Ig內各取樣訊號的強度分佈，以決定強度臨界值Tv。第3圖繪示決定強度臨界值Tv之後，將基準影像Ig區分為強反射區(strong echo area)AH與弱反射區(weak echo area)AL的示意圖。

在第1圖中，可於超音波掃描器開機時，以超音波探頭接收超音波發射後產生的回波訊號，以做為一基準影像Ig。本實施例不限定於每次開機時重新取得基準影像Ig，亦可只進行一次並儲存為影像檔，以供後續檢測時比對之用。

請參照第2圖，根據所有掃描線的訊號強度分佈的關係，將基準影像Ig中各個掃描線的訊號進行平均，可得到在不同深度上的訊號強度平均值。接著，對所得到的各個深度的訊號強度平均值進行統計，由其中得到一可將基準影像Ig大致上分為一強反射區AH與一弱反射區AL的強度臨界值Tv。之後，再以強度臨界值Tv判定超音波探頭是否處於掃描狀態。

在一實施例中，可選擇所有取樣訊號中數量佔多數的訊號強度做為強度臨界值Tv，例如：在第2圖中，訊號強度值為110的數量最多，則以110做為強度臨界值Tv。在第3圖中，當強度臨界值Tv決定之後，再以低於強度臨界值Tv(例如110)所出現的第一個峰值點Peak的深度做為強反射區AH與弱反射區AL的邊界，以將基準影像Ig區分為強反射區AH與弱反射區AL。

請參照第4圖，以下介紹判斷超音波探頭是否處於掃描狀態的各個步驟。步驟200是以一超音波探頭掃描一影像，並將收到的掃描影像Sg分為一強反射區AH與一弱反射區AL。步驟201是將位於弱反射區AL內的掃描影像Sg與基準影像Ig進行比較，並於步驟202中判斷弱反射區AL內的影像訊號強度是否大於一預設值。在步驟203中，當弱反射區AL內的影像訊號強度大於一預設值，則判斷正處於掃描狀態中。在步驟204中，當弱反射區AL內的影像訊號強度小於一預設值，判斷正處於非掃描狀態。當持續超過一預定時間處於非掃描狀態，則進入步驟205的一凍結模式中，並將掃描影像Sg停留在進入凍結模式前的影像。在步驟206中，超音波探頭停止再發射超音波，以節省能源及減少超音波探頭的損耗。

此外，在步驟207中，當超音波掃描器停止掃描時，可發出一警示訊號通知使用者，是否取消凍結模式。若否，則保持在凍結模式，若是，則取消凍結模式，並回到步驟200中，重新開始掃描影像Sg。當超音波探頭週期性取消凍結模式時，更可進行上述的步驟200~204以決定是否再次進入凍結模式。

在上述步驟202中，判斷弱反射區AL內的影像訊 號強度的方法，例如是以邊緣偵測的方式對弱反射區AL的邊緣總量進行偵測。當掃描影像Sg位於弱反射區AL內的邊緣總量遠大於基準影像Ig位於弱反射區AL內的邊緣總量時，則判斷處於掃描狀態；反之，則判斷處於非掃描狀態。

此外，在上述步驟202中，亦可藉由計算超音波探頭得到的掃描影像Sg於弱反射區AL內各個深度的一強度平均值，當各個深度的強度平均值中超過一預定比例(例如95%以上)大於強度臨界值Tv時，判斷處於掃描狀態下。反之，當各個深度的強度平均值中超過一預定比例(例如95%以上)小於或等於強度臨界值Tv時，判斷處於非掃描狀態下。

以下介紹計算各個深度的強度平均值的各個步驟：

步驟1：計算每一掃描影像Sg與基準影像Ig間強度平均值的差異。

步驟2：將各個深度的訊號強度平均差異值乘上相對應深度的權重值，以得到一加權訊號強度平均差異值。權重值的大小與深度呈正比，例如：深度較深的權重值大於深度較淺的權重值。

步驟3：當位於弱反射區AL內的各個深度的加權訊號強度平均差異值中超過一預定比例(例如95%以上)大於預設值時，則判斷正處於掃描狀態中。

請參照第5圖，其繪示各個深度中相對應的基準影像Ig的訊號強度平均值與掃描影像Sg的訊號強度平均值的關係圖。在第5圖中，曲線1表示超音波探頭塗膠時所得到的基準影像Ig的訊號強度平均值，曲線2表示超音波探頭未塗膠時所得到的掃描影像Sg的訊號強度平均值，曲線3表示超音波探頭塗膠 時所得到的掃描影像Sg的訊號強度平均值。本實施例可藉由計算曲線1與曲線2之間或曲線1與曲線3之間的掃描影像Sg與基準影像Ig的強度平均值的差異，再乘上相對應深度的權重值，以得到一加權訊號強度平均差異值。預定值可設定在強度臨界值的1.5~2倍，一旦超過此預定值，則判定處於掃描狀態下；反之，則判定處於非掃描狀態下。

上述實施例所揭露之判斷掃描狀態及非掃描狀態的方法，係利用影像偵測的方式來判斷超音波探頭是否處於工作狀態(即掃描狀態)或閒置狀態(即非掃描狀態)。若超音波探頭長時間未使用，可藉由上述實施例來凍結影像，且停止發射超音波，以有效的節省電力與減少探頭的損耗。若要重新開始掃描影像，可以透過取消凍結模式來達成。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

200~207‧‧‧各個步驟

Claims (10)

1. 一種偵測影像以判斷掃描狀態及非掃描狀態的方法，該方法包括：以一超音波探頭掃描一影像，並將收到的該影像分為一強反射區與一弱反射區；當該弱反射區內的影像訊號強度大於一預設值，判斷正處於掃描狀態中，當該弱反射區內的影像訊號強度小於一預設值，則進入一凍結模式，並將掃描影像停留在進入該凍結模式前的影像。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中掃描該影像的步驟包括：以該超音波探頭得到一基準影像；根據該基準影像中所有掃描線的訊號強度分佈的關係，得到在不同深度上的強度平均值；對各個深度的強度平均值進行統計，以得到將該基準影像分為該強反射區與該弱反射區的一強度臨界值；以及以該強度臨界值判定該超音波探頭是否處於掃描狀態。
3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中，判定該超音波探頭是否處於掃描狀態包括：計算該超音波探頭得到的掃描影像於該弱反射區內各個深度的一強度平均值，當各個深度的該強度平均值中超過一預定比例大於該強度臨界值時，判斷該探頭處於掃描狀態下，而當各個 深度的該強度平均值中超過該預定比例小於或等於該強度臨界值時，判斷該超音波探頭處於非掃描狀態下。
4. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該強反射區與該弱反射區的區分，係以低於該強度臨界值所出現的第一個峰值點的深度做為邊界。
5. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中計算各個深度的該強度平均值的步驟包括：計算每一掃描影像與該基準影像間強度平均值的差異；將各個深度的訊號強度平均差異值乘上相對應深度的權重值，以得到一加權訊號強度平均差異值；以及當位於該弱反射區內的各個深度的該加權訊號強度平均差異值中超過一預定比例大於該預設值時，則判斷正處於掃描狀態中。
6. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該預設值為該強度臨界值的1.5~2倍。
7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中當判斷處於非掃描狀態，且持續超過一預定時間時，則凍結影像，且該探頭停止再發射超音波。
8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中判斷該弱反射區內的影像訊號強度的方法，係以邊緣偵測的方式對該弱反射區的邊緣總量進行偵測。
9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括取消該凍結模 式，重新開始掃描影像。
10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，更包括該超音波探頭週期性取消該凍結模式，並進行申請專利範圍第1項的步驟以決定是否再次進入該凍結模式。