[發明專利]基于Harris角點檢測的隨動定位系統導針計算方法

有效

• 申請號: 202210971975.3
• 申請日: 2022-08-15
• 公開（公告）號: CN115035124B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 宮進昌;繆婉;宋廷宇;黃河
• 申請（專利權）人: 南京偉思醫療科技股份有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 南京冠譽至恒知識產權代理有限公司 32426
• 代理人: 夏恒霞

1.基于Harris角點檢測的隨動定位系統導針計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、構建DLPFC靶區圖像；

根據磁共振模板空間下的坐標生成二值球體圖像，將與磁共振模板空間下的腦區圖像掩膜相乘，獲取兩者重合的區域，即為所需靶區圖像；

S2、獲取中的所有角點；

逐層取DLPFC三維靶區圖像的每一層進行Harris檢測，得到三維的角點分布圖；

S3、求取任意兩個角點之間的歐幾里得距離；

S4、取距離排序在前兩位的角點坐標，輸出距離排序在前兩位的dmax1、dmax2及兩個距離對應的坐標、 、和作為平面擬合的點，用于對圖像的剖面擬合平面方程；

S5、擬合圖像的剖面所在平面：用最小二乘法擬合步驟S4中獲取的四個角點、、和坐標所在平面；

具體擬合過程為：

設平面方程為：

其中，x，y，z是圖像的角點坐標，A、B、C是描述平面空間特征的常數，

使該平面到四個角點的距離最近，根據最小二乘法，其響應函數S為：

計算出一組A、B、C，使得對四個角點來說S最小，對A、B、C分別求導，得到S最小時的A、B、C的值：

求解方程組，即可得到四個角點所在平面方程的系數A、B、C，得到擬合平面；

S6、計算MNI空間下的DLPFC中心點在步驟S5得到的平面上的投影點；

S7、計算得到導針：連接DLPFC中心點與投影點，即得導針。

2.根據權利要求1所述的基于Harris角點檢測的隨動定位系統導針計算方法，其特征在于，所述步驟S1中，二值球體圖像的半徑為20mm。

3.根據權利要求1所述的基于Harris角點檢測的隨動定位系統導針計算方法，其特征在于，所述步驟S1中，得到靶區圖像后，計算靶區圖像的灰度值：

，

其中，表示圖像中的像素在位置上的灰度值，表示圖像中的像素在位置上的灰度值，表示與對應像素灰度值的乘法運算。

4.根據權利要求1所述的基于Harris角點檢測的隨動定位系統導針計算方法，其特征在于，所述步驟S2包括如下子步驟：

S2.1、選擇三維球體圖像的任一層記為，則三維圖像變成二維圖像，其中表示圖像中像素的位置；

利用水平、垂直差分算子對其圖像灰度的每個像素進行濾波，在水平和垂直方向上計算梯度，求得和，和為圖像灰度的偏導；

設滑動窗口的滑動變量為，則以目標像素為中心的矩形窗口在任意方向上的灰度變化量為，代表水平、垂直方向上的偏移量，定義如下：

S2.2、獲得互相關矩陣M：

S2.3、對互相關矩陣M中的四個元素做高斯平滑濾波，對圖像中的每一點構建新的互相關矩陣M’：

離散二維高斯濾波函數為：，其中，決定高斯函數的寬度，取值0.8或者1；

新的互相關矩陣為：，

S2.4、利用新的互相關矩陣構造角點響應函數R：

，

其中，|-|表示矩陣的行列式，tr表示矩陣M’的跡，參數k取值0.04-0.06，利用R的取值來確定目標像素點的特征；和分別代表矩陣M’的最大特征值和最小特征值;

S2.5、對R進行非極大值抑制，同時滿足R大于一閾值threshold且為某鄰域內的局部極大值的點記為角點。

5.根據權利要求4所述的基于Harris角點檢測的隨動定位系統導針計算方法，其特征在于，所述步驟S2.5中，通過非極大值抑制將不是極大值的點去掉。

6.根據權利要求4所述的基于Harris角點檢測的隨動定位系統導針計算方法，其特征在于，所述步驟S2.5中，設定閾值R0，則為角點；R0則為邊緣。