[發(fā)明專利]對(duì)周期性生理活動(dòng)的圖像序列進(jìn)行分析的方法、介質(zhì)和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810195622.2
• 申請(qǐng)日: 2018-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN108364290B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉瀟瀟;劉樹寶;馬斌;曹坤琳;尹游兵;李育威;趙倩;宋麒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳科亞醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/246;G16H30/20
• 代理公司: 北京金信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;夏東棟

1.一種對(duì)周期性生理活動(dòng)的圖像序列進(jìn)行分析的方法，其特征在于，所述方法包括：

相鄰幀運(yùn)動(dòng)分析步驟，該步驟通過對(duì)所述圖像序列中的相鄰幀進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，來(lái)計(jì)算各幀圖像中每個(gè)像素的局部運(yùn)動(dòng)向量；

主成分分析步驟，該步驟對(duì)所述圖像序列的幀圖像中像素的局部運(yùn)動(dòng)向量進(jìn)行主成分分析，來(lái)估計(jì)各個(gè)像素的主運(yùn)動(dòng)向量；

全局運(yùn)動(dòng)度量重建步驟，該步驟通過將各幀圖像中各個(gè)像素的局部運(yùn)動(dòng)向量在其相應(yīng)的主運(yùn)動(dòng)向量上進(jìn)行投影，來(lái)重建各幀的全局運(yùn)動(dòng)度量；以及

相位計(jì)算步驟，該步驟基于各幀的全局運(yùn)動(dòng)度量，計(jì)算所述各幀在所述周期性生理活動(dòng)中的相位，

各幀的全局運(yùn)動(dòng)度量通過對(duì)該幀中每個(gè)像素的局部運(yùn)動(dòng)向量向其主運(yùn)動(dòng)向量的投影系數(shù)求和來(lái)得到，或者通過將所述投影系數(shù)除以相應(yīng)主運(yùn)動(dòng)向量的模再求和來(lái)得到，

相位計(jì)算步驟基于各幀的全局運(yùn)動(dòng)度量的曲線的過零點(diǎn)及其斜率來(lái)計(jì)算所述各幀在所述周期性生理活動(dòng)中的相位。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)周期性生理活動(dòng)的圖像序列進(jìn)行分析的方法，其特征在于，所述相鄰幀運(yùn)動(dòng)分析步驟采用如下中的任何一種來(lái)實(shí)現(xiàn)：非剛性圖像配準(zhǔn)、相鄰幀之間的圖像塊的匹配、光流估計(jì)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)周期性生理活動(dòng)的圖像序列進(jìn)行分析的方法，其特征在于，所述相鄰幀運(yùn)動(dòng)分析步驟采用光流估計(jì)方法中的的Farneback算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)周期性生理活動(dòng)的圖像序列進(jìn)行分析的方法，其特征在于，所述主成分分析步驟采用線性分解或非線性分解方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述線性分解方法包括奇異值分解方法和特征值分解方法中的任何一種，所述非線性分解方法包括核主成分分析方法和采用深度置信網(wǎng)絡(luò)的方法中的任何一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)周期性生理活動(dòng)的圖像序列進(jìn)行分析的方法，其特征在于，在完成相鄰幀運(yùn)動(dòng)分析步驟后，在執(zhí)行主成分分析步驟之前，還執(zhí)行如下步驟：

對(duì)各幀像素的局部運(yùn)動(dòng)向量進(jìn)行預(yù)處理，以識(shí)別非生理性活動(dòng)的特殊運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的局部運(yùn)動(dòng)向量；

在識(shí)別出特殊運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的局部運(yùn)動(dòng)向量時(shí)，停止后續(xù)步驟。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)周期性生理活動(dòng)的圖像序列進(jìn)行分析的方法，其特征在于，所述相位計(jì)算步驟對(duì)各幀的所述全局運(yùn)動(dòng)度量進(jìn)行時(shí)間上的積分得到相應(yīng)各幀的全局位移，并據(jù)此計(jì)算所述各幀在所述周期性生理活動(dòng)中的相位。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)周期性生理活動(dòng)的圖像序列進(jìn)行分析的方法，其特征在于，所述周期性生理活動(dòng)包括心動(dòng)運(yùn)動(dòng)和呼吸運(yùn)動(dòng)中的任何一個(gè)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的對(duì)周期性生理活動(dòng)的圖像序列進(jìn)行分析的方法，其特征在于，相位計(jì)算步驟基于各幀的全局位移的曲線的波峰、波谷、過零點(diǎn)及其斜率中的至少一種來(lái)計(jì)算所述各幀在所述周期性生理活動(dòng)中的相位。

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，其特征在于，該計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-8中的任何一項(xiàng)所述的對(duì)周期性生理活動(dòng)的圖像序列進(jìn)行分析的方法的步驟。

10.一種對(duì)周期性生理活動(dòng)的圖像序列進(jìn)行分析的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-8中的任何一項(xiàng)所述的對(duì)周期性生理活動(dòng)的圖像序列進(jìn)行分析的方法的步驟。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的對(duì)周期性生理活動(dòng)的圖像序列進(jìn)行分析的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令時(shí)將計(jì)算出的相位標(biāo)記在相應(yīng)的圖像幀上，并將標(biāo)記相位的圖像幀保存到所述存儲(chǔ)器中。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的對(duì)周期性生理活動(dòng)的圖像序列進(jìn)行分析的系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲(chǔ)器與醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)通信連接，用于從其獲取所述圖像序列，和/或?qū)?biāo)記相位的圖像幀傳輸?shù)剿鲠t(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的對(duì)周期性生理活動(dòng)的圖像序列進(jìn)行分析的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括顯示器，用于顯示圖像幀連同對(duì)其標(biāo)記的相位。