[發明專利]基于影像的運動物體邊界插值與預測方法及其相關組件

在審

• 申請號: 202210082038.2
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114494333A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 龔也君;張子健;程婷婷;周蓉蓉;顧艷
• 申請（專利權）人: 湖南師范大學
• 主分類號: G06T7/207
• 分類號: G06T7/207;G06T7/13
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 柳虹

本申請公開了一種基于影像的運動物體邊界插值與預測方法、裝置、設備及介質，包括：獲取基于影像采集的多個時間節點的運動物體邊界數據，并基于運動物體邊界數據重構運動物體邊界；利用預設采樣方法從每個運動物體邊界提取預設數量個采樣點，并基于采樣點的坐標得到按照時序排列的快照組；利用動態模態分解算法對快照組進行插值與預測，以得到其他時間節點的運動物體邊界。本申請通過基于影像采集的運動物體邊界數據重構多個時間節點的運動物體邊界，再基于運動物體邊界得到按照時序排列的快照組，最后利用動態模態分解算法對快照組進行插值與預測，得到其他時間節點的運動物體邊界，并且上述技術方案尤其適用于多自由度、不規則、可形變物體。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，特別涉及一種基于影像的運動物體邊界插值與預測方法、裝置、設備及介質。

背景技術

當前，對于運動狀態具有一定周期性、形狀不規則且可能發生形變的物體，如擺動的柔性翅膀、隨波浪運動的浮式防波堤、與受呼吸運動影響的肺部腫瘤等，物體的邊界在運動過程中會發生形變。

以往對物體運動軌跡的插值與預測方法，僅適用于剛性物體。當物體邊界隨時間發生形變時，運動邊界的捕捉往往依賴于這一時刻的影像數據。

在以固定時間間隔獲取其運動物體影像并進行相應的分析時，會因為時間間隔大小的設置，難以獲取到已知時間節點以外的其他時間節點的運動物體邊界數據。綜上可見，對于運動的不規則物體，如何利用已知時間節點的運動物體邊界獲取其他時間節點的運動物體邊界是目前有待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于影像的運動物體邊界插值與預測方法、裝置、設備及介質，能夠對近似周期運動的不規則可形變物體，利用已知時間節點的運動物體邊界獲取到已知時間節點以外的其他時間節點的運動物體邊界數據。其具體方案如下：

第一方面，本申請公開了一種基于影像的運動物體邊界插值與預測方法，包括：

獲取基于影像采集的多個時間節點的運動物體邊界數據，并基于所述運動物體邊界數據重構運動物體邊界；

利用預設采樣方法從每個所述運動物體邊界提取預設數量個采樣點，并基于所述采樣點的坐標得到按照時序排列的快照組；

利用動態模態分解算法對所述快照組進行插值與預測，以得到其他時間節點的運動物體邊界。

可選的，所述利用預設采樣方法從每個所述運動物體邊界提取預設數量個采樣點，包括：

確定相鄰采樣點之間的預設間隔角度和采樣點位置；

基于所述預設間隔角度確定采樣點的預設數量，并基于所述預設數量和所述采樣點位置從每個所述運動物體邊界提取相應數量個采樣點。

可選的，所述確定相鄰采樣點之間的預設間隔角度和采樣點位置，包括：

計算每個所述運動物體邊界中位于邊界線內部的所有坐標點的坐標平均值，以得到中心點坐標；

確定相鄰采樣點之間的預設間隔角度，并基于所述中心點坐標和所述預設間隔角度計算每個所述運動物體邊界中采樣點的笛卡爾坐標，以得到采樣點位置。

可選的，所述基于所述采樣點的坐標得到按照時序排列的快照組，包括：

獲取所述采樣點的笛卡爾坐標，并將所述笛卡爾坐標按照坐標軸類別進行分類，以得到按照時序排列的不同坐標軸類別的快照組。

可選的，所述將所述笛卡爾坐標按照坐標軸類別進行分類，以得到按照時序排列的不同坐標軸類別的快照組之后，還包括；

根據所述快照組中的時間序列得到快照矩陣；

相應的，所述利用動態模態分解算法對所述快照組進行插值與預測，以得到其他時間節點的運動物體邊界，包括：