CN113056034B - 基于云计算的超声图像处理方法和超声*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于云计算的超声图像处理方法和超声***，所述基于云计算的超声图像处理方法包括：在超声收发终端和高可用性的第一网络均可用时，通过第一网络建立超声收发终端与显示交互终端的直连；在云端处理***和第二网络均可用时，将超声图像数据通过云端连接路径上传至云端处理***进行图像处理，将处理完成的超声图像数据通过第二网络发送至显示交互终端中展示；云端连接路径为超声收发终端与云端处理***之间的唯一通信连接路径；在云端处理***和第二网络中至少一个不可用时，将超声图像数据通过第一网络发送至显示交互终端进行图像处理并展示。本发明超声***不仅成本功耗低且便携性强，还保证了良好的图像性能以及可用性。

Description

基于云计算的超声图像处理方法和超声***

技术领域

本发明涉及超声图像数据处理领域，尤其涉及一种基于云计算的超声图像处理方法和超声***。

背景技术

超声成像诊断是一种不会对人体产生副作用的检查，且超声诊断成本低，具有便利性、广泛性与实时性等优点，因此，通过超声***进行超声诊断成为医院必备的诊断病灶的利器。

目前，超声***实时生成超声图像的过程，由模拟部分和数字部分组成，超声***成像的功能和性能，由模拟部分和数字部分共同决定；其中，模拟部分负责超声波的发射和接收，决定了信号质量，信号质量越高，信息量越大，对数字部分的处理能力要求越高；数字部分包含信号处理和图像处理，数字部分的处理能力越高，所能支持的功能也会越丰富。超声***中，只有模拟发射和接收部分是专用***，而数字部分其实是通用的计算***，比如FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程逻辑门阵列)、DSP(数字信号处理：Digital Signal Process)、CPU(中央处理器，Central Processing Unit)、GPU(图形处理器:Graphics Processing Unit)来实现；且数字部分中的信号处理多为FPGA实现，图像处理多为软件(CPU+GPU)实现。

现有技术中，超声***通常设计为独立***，在基于大数据的深度学习流行起来之后，独立***中的超声***的数字部分处理已明显成为了瓶颈。目前所使用的大部分超声***通常复杂笨重，因此只能设置在固定地点供使用；但随着超声可视化技术的发展，超声***逐渐不再仅用于超声科这样的固定环境，更多地用在了户外急救、重症、麻醉、手术室等环境中。因此，临床场景下的超声***被当作临床医生的视诊仪，对超声设备的便携性和可靠性要求大大提高。

基于上述需求出现了便携式的超声***，但其受到电池、功率、散热等设计约束，无法支持诸如4D、平面波、超声标准面智能识别等高级超声成像方式的实现；且现有便携式超声***成本偏高，在成本、功耗、体积受限的情况下，图像性能还无法满足广泛的临床需求。也即，由于用于图像处理的CPU、GPU在超声数字处理中的占比越来越高，性能要求也越来越高，功耗占比也越来越大；虽然移动设备芯片的处理能力也在逐渐加强，但便携超声***的数字处理能力仍然受到了限制(不同超声***由于硬件资源的差异，在基本相同的处理流程下，在不同的设备上的处理数据量，例如32通道、44通道、全通道等等，与算法复杂度一定有非常大的区别)，因此，便携式超声***(包括无线探头)，大多受到硬件条件的限制，在算法复杂度上做出了让步，更多采用了低通道设计，这大大限制了便携超声***的可使用范围。

并且，随着以深度学习为代表的算法进步，对算力的要求越来越高，超声***后端的数字部分架构变化也越来越剧烈，甚至未来后端可能出现NPU(网络处理器：Neural-network Processing Unit)计算载体。

目前，在云计算技术兴起后，存在通过无线探头检测超声图像，进而将超声图像处理部分完全使用云计算方式进行处理的方案，该方案的不足之处在于，在实际医疗环境中，对于计算密集型的超声实时成像应用场景来说，因为受到网络条件和服务器因素(户外急救、重症、麻醉、手术室等环境中，通常存在电磁屏蔽、电磁干扰、移动网络信号覆盖不足等问题)等的限制，云服务会经常出现不可用的情况，云服务的不可用就会意味着超声***的基本功能无法使用，也即，无法保证超声***随时随地可用。如此，意味着临床医生要么需要替代设备，要么回到“失明”状态下进行诊断和治疗(比如区域神经阻滞麻醉过程中，由超声下引导，变为“盲穿”)，这显然是不可接受的。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于云计算的超声图像处理方法和超声***，以解决现有技术中超声***的处理能力受限以及可用性低等问题。

一种基于云计算的超声图像处理方法，包括：

显示交互终端向待直连的超声收发终端发送直连指令，在检测到超声收发终端和具有高可用性的第一网络均可用时，通过第一网络建立所述超声收发终端与所述显示交互终端之间的直连；

在检测到云端处理***和第二网络均可用时，令所述超声收发终端将扫描接收到的超声图像数据通过云端连接路径上传至所述云端处理***进行图像处理，再令所述云端处理***将图像处理完成的超声图像数据通过第二网络发送至所述显示交互终端中进行展示；其中，所述云端连接路径为所述超声收发终端与云端处理***之间的唯一通信连接路径；所述云端连接路径包括顺次连接的超声收发终端、第一网络、显示交互终端、第二网络和云端处理***；

在检测到所述云端处理***和所述第二网络中的至少一个不可用时，令所述超声收发终端将扫描接收到的超声图像数据通过第一网络发送至所述显示交互终端，令所述显示交互终端对接收到的超声图像数据进行图像处理并展示。

一种用于执行上述基于云计算的超声图像处理方法的***，包括超声收发终端、显示交互终端和云端处理***；所述超声收发终端通过具有高可用性的第一网络与所述显示交互终端直连；所述显示交互终端通过第二网络与所述云端处理***通信连接。

上述基于云计算的超声图像处理方法和超声***，所述基于云计算的超声图像处理方法中，显示交互终端向待直连的超声收发终端发送直连指令，在检测到超声收发终端和第一网络均可用时，通过第一网络建立所述超声收发终端与所述显示交互终端之间的直连；在检测到云端处理***和第二网络均可用时，令所述超声收发终端将扫描接收到的超声图像数据通过云端连接路径上传至所述云端处理***进行图像处理，再令所述云端处理***将图像处理完成的超声图像数据通过第二网络发送至所述显示交互终端中进行展示；其中，所述云端连接路径为所述超声收发终端与云端处理***之间的唯一通信连接路径；所述云端连接路径包括顺次连接的超声收发终端、显示交互终端和云端处理***；所述超声收发终端通过第一网络与所述显示交互终端直连；所述显示交互终端通过第二网络与所述云端处理***通信连接；在检测到所述云端处理***和所述第二网络中的至少一个不可用时，令所述超声收发终端将扫描接收到的超声图像数据通过第一网络发送至所述显示交互终端，令所述显示交互终端对接收到的超声图像数据进行图像处理并展示。

本发明的超声***区别于独立超声***和普通无线探头超声***，由超声收发终端、云端处理***、显示交互终端三者组成，且三者可以通过第一网络和第二网络构成两条图像处理路径；第一条图像处理路径为云端连接路径：超声收发终端-第一网络-显示交互终端-第二网络-云端处理***；第二条图像处理路径为云端连接路径中的前一部分：超声收发终端-第一网络-显示交互终端；进而在不同可用性条件下通过上述不同的图像处理路径对超声图像数据进行图像处理，提高超声***的整体可靠性(可用性)。

在上述过程中，由于第一条图像处理路径(也即云端连接路径)中采用云端处理***进行图像处理(也即，超声***在云端计算状态工作)，可以不受其计算能力的限制，可以使用更多的高级成像处理模式，进而获得高质量的超声图像，因此，优选在云端连接路径整体可用的情况下通过该云端连接路径进行图像处理，该优选方案中基于云计算和无线通讯网络(第一网络和第二网络)，能够让超声***在更低成本功耗以及更便携体积的状态下，保持良好的图像性能，也拥有丰富的图像功能。本发明的超声***在云端计算状态工作时，在保证最终得到的超声图像性能的同时，还利用云端计算资源使得超声***的便携性能不再受限，使得超声***的计算能力的增强与便携装置功耗和散热之间的矛盾不再存在。而在云端连接路径中除第二条图像处理路径之外的其中任何一个环节不可用(也即云端连接路径中位于第二条图像处理路径之后的第二网络和云端处理***中的至少一个不可用)时，则通过第二条图像处理路径(也即，超声***在本地计算状态工作)进行图像处理，利用本地的计算资源保证了超声***时刻具有可用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例中超声***的结构示意图；

图2是本发明一实施例中基于云计算的超声图像处理方法的流程示意图；

图3是本发明一实施例中基于云计算的超声图像处理方法的步骤S20的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供的基于云计算的超声图像处理方法和超声***，基于云计算的超声图像处理方法可应用在超声***中。也即，该超声***与基于云计算的超声图像处理方法一一对应。

在一实施例中，如图1所示，该超声***包括超声收发终端1、显示交互终端2和云端处理***3；所述超声收发终端1通过具有高可用性的第一网络4与所述显示交互终端2直连；所述显示交互终端2通过第二网络5与所述云端处理***3通信连接。并且，在本发明中，云端连接路径(超声收发终端1-第一网络4-显示交互终端2-第二网络5-云端处理***3)为所述超声收发终端与云端处理***之间的唯一通信连接路径；也即，在本发明中，由于超声收发终端1(也即无线探头)通常提供的人机交互手段有限(往往只有几个简单按钮，因此交互功能有限)，因此，在本发明中，并不设置将超声收发终端1通过任何网络和云端处理***3直连，但两者之间可以通过上述云端连接路径通信连接。如此，可以令超声收发终端1专注于其超声扫描功能，降低功耗、提及、改善散热功能，同时提升其扫描效率。

显示交互终端2用于提供用户交互界面，让用户设定、调节超声***的参数，以实现特定的发射、接收、成像条件等。在确定的发射或接收条件下，超声收发终端1向人体组织发射超声波信号，并且接收经过人体组织反射的回波信号，经过波束合成、数字信号处理等后得到的超声图像数据，在不同可用性条件下(由超声***的动态配置决定)通过两条不同的图像处理路径进行图像处理，进而提高超声***的整体可靠性(可用性)；第一条图像处理路径为云端连接路径：超声收发终端1-第一网络4-显示交互终端2-第二网络5-云端处理***3；第二条图像处理路径为云端连接路径中的前一部分：超声收发终端1-第一网络4-显示交互终端2。

在上述过程中，由于第一条图像处理路径(也即云端连接路径)中采用云端处理***3进行图像处理(也即，超声***在云端计算状态工作)，可以不受其计算能力的限制，可以使用更多的高级成像处理模式，进而获得高质量的超声图像，因此，优选在云端连接路径整体可用的情况下通过云端连接路径进行图像处理，该优选方案中基于云计算和无线通讯网络(第一网络4和第二网络5)，能够让超声***在更低成本功耗以及更便携体积的状态下，保持良好的图像性能，也拥有丰富的图像功能。本发明的超声***在云端计算状态工作时，在保证最终得到的超声图像性能的同时，还利用云端计算资源使得超声***的便携性能不再受限，使得超声***的计算能力的增强与便携装置功耗和散热之间的矛盾不再存在。

而在云端连接路径中除第二条图像处理路径之外的其中任何一个环节不可用(也即云端连接路径中位于第二条图像处理路径之后的第二网络和云端处理***中的至少一个不可用)时，则通过第二条图像处理路径(也即，超声***在本地计算状态工作)进行图像处理，利用本地的计算资源解决云端计算资源可用性下降的问题，保证了超声***时刻具有可用性。在本发明中，显示交互终端2可以采用通用计算设备(由于优先选用云端计算状态进行工作，显示交互终端2无需具备超强的计算性能)，降低了超声***的成本，只需要显示交互终端2中的软件进行升级即可使用最新的硬件资源，实现提升显示交互终端2的计算能力。

可理解地，当超声***初始化，或者用户在显示交互终端2中进行成像参数设定时，显示交互终端2将发射、接收参数条件通过第二条图像处理路径下发给超声收发终端1。且由于超声收发终端1通过具有高可用性的第一网络4与显示交互终端2直连，超声收发终端1还会通过具有高可用性的第一网络4，将超声收发终端1的工作状态，定时报告给显示交互终端2，以便及时发现第一网络4或者显示交互终端2的可用性问题。

在一实施例中，所述显示交互终端2为移动终端，所述移动终端包括但不限于为智能手机，平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备等；所述超声收发终端1为无线超声探头(无线探头)；所述第二网络5包括但不限于为4G网络或5G网络；所述第一网络4包括但不限于为WIFI直连网络。本发明中的移动终端可以同时工作于第一网络4或第二网络5。本发明的无线探头可以工作于第一网络4。

云端处理***3是一个通用计算设备，在本发明中，第二网络5通常优选为便携性更好的4G网络或5G网络，以便于移动终端可以通过第二网络5直连云端处理***3，而不用考虑医院内部局域网是否通外网的情况。但在本发明中，第二网络5也可以并不限于为4G网络或5G网络，也可以为WIFI网络、有线连接网络等。

由于WIFI直连信号强度只依赖于超声收发终端1和显示交互终端2之间的距离和遮挡，不依赖第三方，受环境影响最小，可靠性会比4G网络或5G网络高，因此，为了更好地解决室内4G网络或5G网络信号弱时***无法使用的问题，所述第一网络4优选为可用性更高的WIFI直连网络(采用WIFI直连网络时，无线探头作为访问接入点提供WIFI服务)。可理解地，本发明中的第一网络4也并不限于为WIFI直连网络，也可以是其他具有高可用性的网络，比如，无线探头自身构成WIFI路由器所述形成的WIFI网络、高质量的本地WIFI网络、USB传输网络或者以太网有线传输网络等。

进一步地，云端处理***3包含多个图像处理单元，以与多个超声收发终端1和多个显示交互终端2构建成可以同时工作的多套超声***(每一套超声***中的图像处理单元和超声收发终端1之间也并未通过网络直连，而是仅通过上述云端连接路径通信连接)。此时，一个图像处理单元与一个超声收发终端1和一个显示交互终端2搭配使用，构成多套完整的超声***，每一套超声***中的图像数据流、参数数据流严格匹配，达到支持多个使用者同时对多个被测人体组织进行超声图像扫查的效果。

可理解地，每一套完整的超声***中，图像处理单元中均包括一个第一参数管理子单元和一个第一图像处理子单元，每一个显示交互终端2中均包括一个第二参数管理子单元和一个第二图像处理子单元，也即，一个第一参数管理子单元通过第二网络与一个第二参数管理子单元对应连接，一个第一图像处理子单元通过第二网络与一个第二图像处理子单元对应连接；同理，每一个超声收发终端1中均包括一个扫描控制单元(根据接收到的参数数据流控制无线探头进行超声扫描)和一个信号处理单元(根据无线探头扫描得到的图像数据流生成超声图像数据)，也即，一个第二参数管理子单元通过第一网络与一个扫描控制单元对应连接，一个第二图像处理子单元通过第一网络与一个信号处理单元对应连接。如此，超声***中的第一条图像处理路径和第二条图像处理路径均可以通过第一网络和第二网络独立组成***，每一套超声***中的图像数据流、参数数据流严格匹配，提高了***整体可用性，也达到了支持多个使用者同时对多个被测人体组织进行超声图像扫查的效果。

在一实施例中，如图2所示，提供一种基于云计算的超声图像处理方法，包括如下步骤：

S10，显示交互终端2向待直连的超声收发终端1发送直连指令，在检测到超声收发终端1和具有高可用性的第一网络4均可用时，通过第一网络4建立所述超声收发终端1与所述显示交互终端2之间的直连；可理解地，云端处理***3和超声收发终端1是在显示交互终端2的控制下进行工作的，云端处理***3和超声收发终端1的可用性，可以通过显示交互终端2来进行判断；比如，云端处理***3和超声收发终端1不可用时，显示交互终端2接收图像的时延将会超过预设标准(预设标准可以根据需求进行设定；例如，预设标准为：云服务能力可以跟随并发要求进行图像处理这个条件所对应的预设时延标准，此时，若云端处理***3的云服务能力跟不上并发要求，显示交互终端2接收图像的时延必然会超过预设标准)；又比如，显示交互终端2与云端处理***3不处于同一状态，例如，显示交互终端2处于实时图像显示状态，但是较长时间都接收不到云端处理***3上传的可供显示的超声图像，说明云端处理***无法达到使得显示交互终端2实现进入实时图像显示状态的预设标准，两者不处于同一状态；又或者，各终端或者模块之间的连接完全出现了中断。

可理解地，所述直连指令是通过显示交互终端2向待直连的超声收发终端1发送的，直连指令的生成方式可以根据需求设定，比如，可以直接在显示交互终端2中选择待直连的超声收发终端1之后，触发预设按钮即会生成直连指令并向被选择的超声收发终端1发送该直连指令。又比如，每一个超声收发终端1上均设置有一个识别码(二维码或一维码等均可)，显示交互终端2识别所述识别码(显示交互终端2识别所述识别码可以通过当前已有的社交应用程序进行扫码识别，进而在浏览器中显示识别结果和直连即可，无需额外安装专门的应用程序进行扫码等，因此，对于显示交互终端2的硬件配置要求低)之后，将会自动向与该识别码对应的超声收发终端1发送直连指令。又或者，显示交互终端2可以作为NFC(近场通信，Near Field Communication)发起设备靠近某个超声收发终端1(超声收发终端1作为NFC目标设备)，以向该超声收发终端1发送直连指令并与超声收发终端1建立NFC连接。也即，直连指令的发送与高可用性网络可以相关或者不相关，其目的只是为了快速便捷地建立显示交互终端2与超声收发终端1之间的直连。可理解地，在本发明中，显示交互终端2还需要通过第二网络5向云端处理***3发送连接指令，连接指令的发送时间点可以在直连指令的发送时间点之前、之后，或者两者同步发送均可。具体地，可以直接在显示交互终端2中选择待连接的云端处理***3之后，触发预设按键(可以为实体按键或者虚拟按键)即生成连接指令并向被选择的云端处理***3发送该连接指令。

其中，用户可以通过显示交互终端2向待直连的超声收发终端1发送直连指令，说明显示交互终端2可用(在超声***的工作过程中，显示交互终端2将始终可用，否整个超声***无法运行)，但是其并不一定满足基本成像要求，因此，在检测超声收发终端1和第一网络4的可用性时，还可以同时检测显示交互终端2的计算性能，进而用于确定其是否满足基本成像要求。可理解地，显示交互终端2向待直连的超声收发终端1发送直连指令时，是为显示交互终端2选择与其直连的超声收发终端1的过程，不一定意味着超声收发终端1真正可用；因此还需要对超声收发终端1进行可用性检测。并且，在超声***工作过程中，超声收发终端1还会通过第一网络4，将超声收发终端1的工作状态，定时报告给显示交互终端2，以便及时发现超声收发终端1、第一网络4或者显示交互终端2的可用性问题。

进一步地，所述步骤S10中，显示交互终端2向待直连的超声收发终端1发送直连指令之后，还包括：在检测到所述超声收发终端1或/和所述第一网络4不可用时，提示所述超声收发终端1与所述显示交互终端2之间直连失败。也即，在检测到所述超声收发终端1或/和所述第一网络4不可用时，说明为显示交互终端2选择的待直连的超声收发终端1之间的直连失败，此时，将会提示本次直连指令对应的直连失败，以便于进行下一步的直连操作，也即，为显示交互终端2选择下一个与其直连的超声收发终端1。在一实施例中，所述步骤S10之后，也即通过第一网络4建立所述超声收发终端1与所述显示交互终端2之间的直连之后，还包括：

接收本地处理限定指令，令所述超声收发终端1将扫描接收到的超声图像数据通过第一网络4发送至所述显示交互终端2，令所述显示交互终端2对接收到的超声图像数据进行图像处理并展示。也即，在确定为显示交互终端2选择的超声收发终端1直连成功之后，此时，若用户在显示交互终端2上选择了与本地计算状态工作对应的本地处理限定指令，此时，将不考虑进入云端计算状态进行工作(也即不考虑通过第一条图像处理路径进行图像处理)，而是通过第二条图像处理路径进行图像处理，在本实施例中，仅在显示交互终端2中进行图像处理。但在本发明中，图像处理过程可以在显示交互终端2和/或超声收发终端1中进行，只要与其对应的显示交互终端2和/或超声收发终端1具有可用性，且第一网络4以及显示交互终端2和/或超声收发终端1满足基本成像需求即可。

S20，在检测到云端处理***3和第二网络5均可用时，令所述超声收发终端1将扫描接收到的超声图像数据通过云端连接路径上传至所述云端处理***3进行图像处理，再令所述云端处理***3将图像处理完成的超声图像数据通过第二网络5发送至所述显示交互终端2中进行展示；其中，所述云端连接路径为所述超声收发终端1与云端处理***3之间的唯一通信连接路径；所述云端连接路径包括顺次连接的超声收发终端1、第一网络4、显示交互终端2、第二网络5和云端处理***3；其中，在检测到云端处理***3和第二网络5均可用之后，再令所述超声收发终端1将扫描接收到的超声图像数据通过云端连接路径上传至所述云端处理***3进行图像处理。在该步骤中，图像处理可以根据实际的网络通信条件等进行确定图像处理的方式以获取不同的图像质量，进而将不同图像质量的超声图像数据在显示交互终端2的预设显示界面中进行展示。

在该步骤中，由于通过第一条图像处理路径(也即整条云端连接路径)中的云端处理***3进行图像处理可以不受其计算能力的限制，在网络通信调节允许的情况下，可以使用更多的高级成像处理模式，进而获得高质量的超声图像，因此，优选在第一条图像处理路径可用的情况下通过第一条图像处理路径进行图像处理，该优选方案中基于云计算和无线通讯网络(第一网络4和第二网络5)，能够让超声***在更低成本功耗以及更便携体积的状态下，保持良好的图像性能，也拥有丰富的图像功能。

S30，在检测到所述云端处理***3和所述第二网络5终端中的至少一个不可用时，令所述超声收发终端1将扫描接收到的超声图像数据通过第一网络4发送至所述显示交互终端2，令所述显示交互终端2对接收到的超声图像数据进行图像处理并展示。

该实施例中，显示交互终端2随时检测云端处理***3以及超声收发终端1的工作状态，在云端连接路径中除第二条图像处理路径之外的其中任何一个环节不可用(也即云端连接路径中位于第二条图像处理路径之后的第二网络和云端处理***中的至少一个不可用)时，说明整个超声***偏离了上述优选方案下可进行的云端计算工作状态，无法再通过云端处理***3进行图像处理，此时，通过第二条图像处理路径(也即，超声***在本地计算状态工作)进行图像处理以保证超声成像过程的进行，如此，利用本地的计算资源保证了超声***时刻具有可用性。

本发明的超声***区别于独立***，由超声收发终端1、云端处理***3、显示交互终端2三者组成，且三者可以通过不同网络(第一网络4和第二网络)构成两条图像处理路径；第一条图像处理路径为云端连接路径：超声收发终端1-第一网络4-显示交互终端2-第二网络5-云端处理***3；第二条图像处理路径为云端连接路径中的前一部分：超声收发终端1-第一网络4-显示交互终端2；进而在不同可用性条件下通过上述不同的图像处理路径对超声图像数据进行处理，提高超声***的整体可靠性(可用性)。

在一实施例中，如图3所示，所述步骤S20中，令所述超声收发终端将扫描接收到的超声图像数据通过云端连接路径上传至所述云端处理***进行图像处理，再令所述云端处理***将图像处理完成的超声图像数据通过第二网络发送至所述显示交互终端中进行展示，包括：

S201，检测云端连接路径中的所述第一网络4和所述第二网络5是否满足预设网络通信条件；其中，预设网络通信条件是指通信顺畅的预设带宽条件和预设时延条件；具体地，带宽是指每秒传输的数据量，每秒数据量＝帧率*帧数*点数*线数*字节数，因此，根据超声成像中各环节的不同，字节数常见为4、2、1，通常帧数＝1，当开启空间复合时，帧数＝3，通过上述公式，可以在建立连接时预先测试满足通信顺畅的具体需求带宽，并将其设定为与各环节分别对应的预设带宽条件。由于端到端时延是计算机网络非拥塞条件下的固有时延，通常相对固定，但如果带宽下降，导致网络拥塞，则实测的时延会增加。因此，在本发明一些实施例中，也可以仅根据时延来确定是否同时符合预设带宽条件和预设时延条件。也即，可以将超声***预先同步***时钟(基于NTP协议实现)，进而确定时延是否满足上述固有时延。作为优选，在超声***进行心脏超声检测时，时延超过100ms即视为不满足预设时延条件，在超声***进行腹部超声检测时，时延超过200ms即视为不满足预设时延条件。

S202，在所述第一网络4和所述第二网络5均满足预设网络通信条件时，令所述超声收发终端将扫描接收到的超声图像数据通过第一网络4发送至所述显示交互终端2之后，由所述显示交互终端2将所述超声图像数据通过第二网络5转发至所述云端处理***3；

S203，通过所述云端处理***3对所述超声图像数据进行高级成像处理并生成高质量图像之后，将所述高质量图像通过第二网络5发送至所述显示交互终端2中进行展示。

也即，在本实施例中，当第一网络4、第二网络5均满足预设网络通信条件而通信顺畅，并且云端处理***3可用时，超声收发终端1通过云端连接路径与云端处理***3进行通信，图像处理在云端处理***3中进行，并且，云端处理***3可以支持高级成像算法进行高级成像处理，包括但不限于为3D/4D重建、曲线解剖M、宽景成像等复杂的图像模式，以及图像增强、边缘检测、帧相关、斑点消除等图像参数。最终生成的高质量图像不仅在图像质量(比如清晰度，尺寸、色彩等)上较高，也可以是指具有不同的高级图像功能的高质量图像，其中，高级图像功能包括但不限于为高级成像模式(例如4D图像模式等)、实时AI识别(例如，实时血管识别、实时神经识别等)。

在一实施例中，所述步骤S201之后，也即所述检测云端连接路径中的所述第一网络4和所述第二网络5是否满足预设网络通信条件之后，还包括：

在所述第一网络4或/和所述第二网络5不满足预设网络通信条件时，若所述第一网络4、所述第二网络5以及所述云端处理***3均满足基本成像要求，令所述超声收发终端将扫描接收到的超声图像数据通过第一网络发送至所述显示交互终端之后，由所述显示交互终端将所述超声图像数据通过第二网络转发至所述云端处理***；

通过所述云端处理***3对所述超声图像数据进行图像参数约束成像处理并生成低质量图像之后，将所述低质量图像通过第二网络5发送至所述显示交互终端2中进行展示，并在所述显示交互终端2中提示图像质量降低信息。

在本实施例中，当初始进行超声成像时即判断第一网络4或/和第二网络5不满足预设网络通信条件时；或者在第一网络4和第二网络5均满足预设网络通信条件之后，由于第一网络4或/和第二网络5的网络条件(带宽、时延)的下降，导致第一网络4或/和第二网络5不满足预设网络通信条件时，虽然云端处理***3可用，但是由于数据传输将受限，因此已不能支持云端处理***3的高级成像处理，此时，可以对超声图像数据中的参数(比如图像增强、边缘检测、帧相关、斑点消除等用户可调节的图像参数，或者与线密度，线点数，帧率等参数相关的用户参数)进行一定的约束，也即通过云端处理***3对所述超声图像数据进行图像参数约束成像处理，以降低图像质量(生成低质量图像)来保证图像正确性，解决了云端计算资源可用性下降的问题。但是，在通过该方式得到低质量图像并进行显示时，还需要在所述显示交互终端2的预设显示界面中提示用户图像质量降低信息。

进一步地，所述步骤S201之后，也即所述检测云端连接路径中的所述第一网络4和所述第二网络5是否满足预设网络通信条件之后，还包括：

在所述第一网络4或/和所述第二网络5不满足预设网络通信条件，且所述第二网络5以及所述云端处理***3中的至少一个不满足基本成像要求时，检测所述第一网络4和所述显示交互终端2是否满足基本成像要求。

也即，所述第二网络5以及所述云端处理***3中的至少一个出现可用性不满足基本成像要求的情况时，需要检测第一网络4和显示交互终端2是否可以满足用户的基本成像需求，进而确定是否可以更换图像处理方式。其中，上述检测云端处理***3或显示交互终端2是否可以满足用户的基本成像要求，是指检测在对超声图像数据中的参数进行一定的约束之后，通过云端处理***3或显示交互终端2对所述超声图像数据进行图像参数约束成像处理(例如B、Color、M、PW、CW及其组合形式，其数据量、计算量相对较小)是否可以满足低质量图像的基本要求，上述基本成像要求所对应的带宽需求是一个预先设定的带宽范围中的一个带宽值(考虑压缩传输，所需带宽可能在某个确定的范围内变化)，因此，可以通过确认第一网络4和所述第二网络5的带宽小于上述带宽值，确定其不满足基本成像要求。而云端处理***3和显示交互终端2的基本成像要求可以根据上述内容，通过时延进行判断。

在所述第一网络4和所述显示交互终端2均满足基本成像要求时，确定图像处理主体；所述图像处理主体为所述显示交互终端2或第一处理组合体；所述第一处理组合体为所述显示交互终端2和所述云端处理***3。进一步地，所述确定图像处理主体，还包括：若所述超声收发终端1满足基本成像要求，确定所述图像处理主体还包括第二处理组合体、第三处理组合体和第四处理组合体；其中，所述第二处理组合体为所述超声收发终端1、所述显示交互终端2和所述云端处理***3；第三处理组合体为所述超声收发终端1和所述显示交互终端2；第四处理组合体为所述超声收发终端1和所述云端处理***3。

令所述超声收发终端1将扫描接收到的超声图像数据发送至所述图像处理主体进行图像参数约束成像处理，并在生成低质量图像之后，在所述显示交互终端2中展示所有所述低质量图像并提示图像质量降低信息。

也即，在第一条图像处理路径中第二网络以及所述云端处理***中的至少一个不满足基本成像要求时，说明不能单独通过云端处理***3进行图像处理时，此时，若上述超声收发终端1、云端处理***3与显示交互终端2均可用，此时，可以将图像处理分配到超声收发终端1、云端处理***3与显示交互终端2三者中的一个或者多个进行处理(此时不能单独分配给云端处理***3，也即，图像处理主体必然包括包含第二条图像处理路径中的超声收发终端1或显示交互终端2)，进而根据分配结果，通过图像处理主体实行图像处理。此时，必然需要通过第一网络4进行全部的数据传输(图像数据上传、参数数据下发)，超声成像计算工作由图像处理主体共同承担，在该实施例中，对用户可以选择的图像模式与图像参数进行一定的约束进行图像参数约束成像处理，使得计算量在图像处理主体的能力范围内，满足用户基本的成像需求。但是，在通过该方式得到低质量图像并进行显示时，还需要在所述显示交互终端2的预设显示界面中提示用户图像质量降低信息。

在一实施例中，所述检测所述第一网络4和所述显示交互终端2是否满足基本成像要求之后，还包括：

在所述第一网络4或/和所述显示交互终端2不满足基本成像要求时，在所述显示交互终端2中警示无法成像，并令所述超声收发终端1停止检测超声图像数据。也即，若因为第一网络4和第二网络5中的至少一个的网速过低、云端处理***3可用性下降(云端处理***3出现故障或者并发流量突然增多时，可能会超出其扩容速度，导致可用性下降)、显示交互终端2的性能过低等原因，导致即便通过超声***中各模块的组合进行图像参数约束成像处理，也不能满足低质量图像对应的基本成像要求时，则应当在所述显示交互终端2中(或者通过超声收发终端1警示亦可)发出无法成像的警告，进而停止操作超声收发终端1检测超声图像数据，以避免误诊。上述无法成像条件的判断过程，可以首先设定与超声收发终端1检测过程中获取的超声图像数据对应的最低成像条件(比如140线*500点)，进而判断上述最低成像条件对应的时延是否符合预设用户需求进行确定，也即，时延高于预设用户需求，即认为无法成像。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

本发明中关于超声***的具体限定可以参见上文中对于基于云计算的超声图像处理方法的限定，以便于执行以上基于云计算的超声图像处理方法对应的操作。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述***的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于云计算的超声图像处理方法，其特征在于，包括：

显示交互终端向待直连的超声收发终端发送直连指令，在检测到超声收发终端和具有高可用性的第一网络均可用时，通过第一网络建立所述超声收发终端与所述显示交互终端之间的直连；

在检测到云端处理***和第二网络均可用时，令所述超声收发终端将扫描接收到的超声图像数据通过云端连接路径上传至所述云端处理***进行图像处理，再令所述云端处理***将图像处理完成的超声图像数据通过第二网络发送至所述显示交互终端中进行展示，以在云端连接路径可用的情况下通过所述云端连接路径中的所述云端处理***进行高级成像处理，进而获得高质量的超声图像；其中，所述云端连接路径为所述超声收发终端与云端处理***之间的唯一通信连接路径；所述云端连接路径包括顺次连接的超声收发终端、第一网络、显示交互终端、第二网络和云端处理***；

在检测到所述云端处理***和所述第二网络中的至少一个不可用时，令所述超声收发终端将扫描接收到的超声图像数据通过第一网络发送至所述显示交互终端，令所述显示交互终端对接收到的超声图像数据进行图像处理并展示，以在所述云端连接路径中除第二条图像处理路径之外的其中任何一个环节不可用时，通过第二条图像处理路径进行图像处理，以保证超声***时刻具有可用性；所述第二条图像处理路径包括顺次连接的超声收发终端、第一网络、显示交互终端；

令所述超声收发终端将扫描接收到的超声图像数据通过云端连接路径上传至所述云端处理***进行图像处理，再令所述云端处理***将图像处理完成的超声图像数据通过第二网络发送至所述显示交互终端中进行展示，包括：

检测云端连接路径中的所述第一网络和所述第二网络是否满足预设网络通信条件；

在所述第一网络或/和所述第二网络不满足预设网络通信条件时，若所述第一网络、所述第二网络、所述显示交互终端以及所述云端处理***均满足基本成像要求，令所述超声收发终端将扫描接收到的超声图像数据通过第一网络发送至所述显示交互终端之后，由所述显示交互终端将所述超声图像数据通过第二网络转发至所述云端处理***；

通过所述云端处理***对所述超声图像数据进行图像参数约束成像处理并生成低质量图像之后，将所述低质量图像通过第二网络发送至所述显示交互终端中进行展示，并在所述显示交互终端中提示图像质量降低信息。

2.如权利要求1所述的基于云计算的超声图像处理方法，其特征在于，令所述超声收发终端将扫描接收到的超声图像数据通过云端连接路径上传至所述云端处理***进行图像处理，再令所述云端处理***将图像处理完成的超声图像数据通过第二网络发送至所述显示交互终端中进行展示，包括：

在所述第一网络和所述第二网络均满足预设网络通信条件时，令所述超声收发终端将扫描接收到的超声图像数据通过第一网络发送至所述显示交互终端之后，由所述显示交互终端将所述超声图像数据通过第二网络转发至所述云端处理***；

通过所述云端处理***对所述超声图像数据进行高级成像处理并生成高质量图像之后，将所述高质量图像通过第二网络发送至所述显示交互终端中进行展示。

3.如权利要求1所述的基于云计算的超声图像处理方法，其特征在于，所述云端连接路径中的检测所述第一网络和所述第二网络是否满足预设网络通信条件之后，还包括：

在所述第一网络或/和所述第二网络不满足预设网络通信条件，且所述第二网络以及所述云端处理***中的至少一个不满足基本成像要求时，检测所述第一网络和所述显示交互终端是否满足基本成像要求；

在所述第一网络和所述显示交互终端均满足基本成像要求时，确定图像处理主体；所述图像处理主体为所述显示交互终端或第一处理组合体；所述第一处理组合体为所述显示交互终端和所述云端处理***；

令所述超声收发终端将扫描接收到的超声图像数据发送至所述图像处理主体进行图像参数约束成像处理，并在生成低质量图像之后，在所述显示交互终端中展示所有所述低质量图像并提示图像质量降低信息。

4.如权利要求3所述的基于云计算的超声图像处理方法，其特征在于，所述确定图像处理主体，还包括：

若所述超声收发终端满足基本成像要求，确定所述图像处理主体还包括第二处理组合体、第三处理组合体和第四处理组合体；其中，所述第二处理组合体为所述超声收发终端、所述显示交互终端和所述云端处理***；第三处理组合体为所述超声收发终端和所述显示交互终端；第四处理组合体为所述超声收发终端和所述云端处理***。

5.如权利要求3所述的基于云计算的超声图像处理方法，其特征在于，所述检测所述第一网络和所述显示交互终端是否满足基本成像要求之后，还包括：

在所述第一网络或/和所述显示交互终端不满足基本成像要求时，在所述显示交互终端中警示无法成像，并令所述超声收发终端停止检测超声图像数据。

6.如权利要求1所述的基于云计算的超声图像处理方法，其特征在于，所述显示交互终端向待直连的超声收发终端发送直连指令之后，还包括：

在检测到所述超声收发终端或/和所述第一网络不可用时，提示所述超声收发终端与所述显示交互终端之间直连失败。

7.如权利要求1所述的基于云计算的超声图像处理方法，其特征在于，所述通过第一网络建立所述超声收发终端与所述显示交互终端之间的直连之后，还包括：

接收本地处理限定指令，令所述超声收发终端将扫描接收到的超声图像数据通过第一网络发送至所述显示交互终端，令所述显示交互终端对接收到的超声图像数据进行图像处理并展示。

8.一种用于执行权利要求1至7任一项所述的基于云计算的超声图像处理方法的超声***，其特征在于，包括超声收发终端、显示交互终端和云端处理***；所述超声收发终端通过具有高可用性的第一网络与所述显示交互终端直连；所述显示交互终端通过第二网络与所述云端处理***通信连接。

9.如权利要求8所述的超声***，其特征在于，所述显示交互终端为移动终端；所述超声收发终端为无线超声探头；所述第一网络为WIFI直连网络；所述第二网络为4G网络或5G网络。

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