[發(fā)明專利]運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380034152.7
• 申請(qǐng)日: 2013-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN104395933B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·卡布斯;C·洛倫茨;T·克林德;J·馮貝格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/20
• 分類號(hào): G06T7/20;G06T7/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司72002
• 代理人: 李光穎,王英

1.一種被配置為估計(jì)移動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算機(jī)(122)，包括：

形變矢量場(chǎng)確定器(210)，其確定4D圖像集的形變矢量場(chǎng)，所述4D圖像集包括三幅或更多幅不同3D圖像，每幅3D圖像與所述移動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)周期的運(yùn)動(dòng)階段中的不同時(shí)間點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，其中，每個(gè)形變矢量場(chǎng)將所述3D圖像中的一幅映射到所述3D圖像中的連續(xù)的一幅，以建立所述圖像之間的3D逐體素對(duì)應(yīng)性；

體積曲線確定器(212)，其基于所述形變矢量場(chǎng)來(lái)生成所述3D圖像集上的3D圖像體素的對(duì)應(yīng)體積曲線，其中，所述體積曲線將所述運(yùn)動(dòng)周期上的所述逐體素的3D體積變化描述為時(shí)間的函數(shù)；

模型擬合器(214)，其將預(yù)定的運(yùn)動(dòng)模型擬合到所述體積曲線，其中，所述擬合調(diào)整所述參數(shù)化模型的參數(shù)，并且所述模型將局部體積表示為所述運(yùn)動(dòng)周期上的時(shí)間的函數(shù)；以及

參數(shù)確定器(218)，其基于擬合的模型來(lái)估計(jì)至少一個(gè)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，其中，估計(jì)出的物體運(yùn)動(dòng)參數(shù)與擬合的參數(shù)化運(yùn)動(dòng)模型的參數(shù)中的一個(gè)相對(duì)應(yīng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)，其中，所述形變矢量場(chǎng)確定器使用非剛性配準(zhǔn)來(lái)確定所述形變矢量場(chǎng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算機(jī)，其中，所述非剛性配準(zhǔn)將所述3D圖像中的所述一幅映射到所述3D圖像中的連續(xù)的一幅。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的計(jì)算機(jī)，其中，所述形變矢量場(chǎng)確定器通過(guò)將目標(biāo)函數(shù)最小化來(lái)確定所述形變矢量場(chǎng)，所述目標(biāo)函數(shù)包括加權(quán)相似項(xiàng)和正則化項(xiàng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)，其中，所述體積曲 線確定器通過(guò)計(jì)算雅可比矩陣來(lái)確定所述體積曲線，所述雅可比矩陣由所述形變矢量場(chǎng)的一階導(dǎo)數(shù)組成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)，其中，所述體積曲線確定器通過(guò)計(jì)算所述形變矢量場(chǎng)的強(qiáng)度差來(lái)確定所述體積曲線。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)，其中，所述模型是由cos²ⁿ函數(shù)表示的曲線，其中，n與感興趣階段相對(duì)應(yīng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的計(jì)算機(jī)，其中，所述至少一個(gè)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括以下中的至少一個(gè)：運(yùn)動(dòng)幅度、運(yùn)動(dòng)階段、運(yùn)動(dòng)偏置或預(yù)定的運(yùn)動(dòng)階段的時(shí)間。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)，還包括：

置信度確定器(220)，其基于所述擬合的模型和所述體積曲線之間的誤差差異來(lái)確定所述估計(jì)的置信度水平。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的計(jì)算機(jī)，其中，基于利用所述運(yùn)動(dòng)周期的幅度的倒數(shù)進(jìn)行加權(quán)的所述擬合的模型和所述體積曲線之間的方差來(lái)確定所述置信度水平。

11.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)，還包括：

狀態(tài)識(shí)別器(222)，其基于與已知健康和不健康狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的圖樣和/或值的庫(kù)(224)通過(guò)比較擬合的模型或所述至少一個(gè)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)識(shí)別所述目標(biāo)的狀態(tài)。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計(jì)算機(jī)，還包括：

推薦器(226)，其基于所確定的所述目標(biāo)的狀態(tài)來(lái)推薦所述目標(biāo)的動(dòng)作進(jìn)程。

13.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)，還包括：

顯示器(124)，其顯示擬合的模型或所述至少一個(gè)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)中的至少一個(gè)。

14.一種用于估計(jì)移動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的方法，包括：

確定4D圖像集的形變矢量場(chǎng)，所述4D圖像集包括三幅或更多幅不同3D圖像，每幅3D圖像與所述移動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)階段中的不同時(shí)間點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，其中，每個(gè)形變矢量場(chǎng)將所述3D圖像中的一幅映射到所述3D圖像中的連續(xù)的一幅，以建立所述圖像之間的3D逐體素對(duì)應(yīng)性；

基于所述形變矢量場(chǎng)來(lái)生成所述3D圖像集上的3D圖像體素的對(duì)應(yīng)體積曲線，其中，所述體積曲線將所述運(yùn)動(dòng)周期上的所述逐體素的3D體積變化描述為時(shí)間的函數(shù)；

將預(yù)定的參數(shù)化運(yùn)動(dòng)模型擬合到所述體積曲線，其中，所述擬合調(diào)整所述參數(shù)化模型的參數(shù)，并且所述模型將局部體積表示為所述運(yùn)動(dòng)周期上的時(shí)間的函數(shù)；并且

基于擬合的模型來(lái)估計(jì)至少一個(gè)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并且生成對(duì)其進(jìn)行指示的信號(hào)，其中，估計(jì)出的物體運(yùn)動(dòng)參數(shù)與擬合的參數(shù)化運(yùn)動(dòng)模型的參數(shù)中的一個(gè)相對(duì)應(yīng)。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，確定所述形變矢量場(chǎng)包括采用非剛性配準(zhǔn)，所述非剛性配準(zhǔn)將所述3D圖像中的所述一幅映射到所述3D圖像中的連續(xù)的一幅，對(duì)包括加權(quán)相似項(xiàng)和正則化項(xiàng)的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最小化。