[发明专利]对周期性生理活动的图像序列进行分析的方法、介质和系统

权利要求书

1.一种对周期性生理活动的图像序列进行分析的方法，其特征在于，所述方法包括：

相邻帧运动分析步骤，该步骤通过对所述图像序列中的相邻帧进行运动分析，来计算各帧图像中每个像素的局部运动向量；

主成分分析步骤，该步骤对所述图像序列的帧图像中像素的局部运动向量进行主成分分析，来估计各个像素的主运动向量；

全局运动度量重建步骤，该步骤通过将各帧图像中各个像素的局部运动向量在其相应的主运动向量上进行投影，来重建各帧的全局运动度量；以及

相位计算步骤，该步骤基于各帧的全局运动度量，计算所述各帧在所述周期性生理活动中的相位，

各帧的全局运动度量通过对该帧中每个像素的局部运动向量向其主运动向量的投影系数求和来得到，或者通过将所述投影系数除以相应主运动向量的模再求和来得到，

相位计算步骤基于各帧的全局运动度量的曲线的过零点及其斜率来计算所述各帧在所述周期性生理活动中的相位。

2.根据权利要求1所述的对周期性生理活动的图像序列进行分析的方法，其特征在于，所述相邻帧运动分析步骤采用如下中的任何一种来实现：非刚性图像配准、相邻帧之间的图像块的匹配、光流估计。

3.根据权利要求1所述的对周期性生理活动的图像序列进行分析的方法，其特征在于，所述相邻帧运动分析步骤采用光流估计方法中的的Farneback算法来实现。

4.根据权利要求1所述的对周期性生理活动的图像序列进行分析的方法，其特征在于，所述主成分分析步骤采用线性分解或非线性分解方法来实现，所述线性分解方法包括奇异值分解方法和特征值分解方法中的任何一种，所述非线性分解方法包括核主成分分析方法和采用深度置信网络的方法中的任何一种。

5.根据权利要求1所述的对周期性生理活动的图像序列进行分析的方法，其特征在于，在完成相邻帧运动分析步骤后，在执行主成分分析步骤之前，还执行如下步骤：

对各帧像素的局部运动向量进行预处理，以识别非生理性活动的特殊运动导致的局部运动向量；

在识别出特殊运动导致的局部运动向量时，停止后续步骤。

6.根据权利要求1所述的对周期性生理活动的图像序列进行分析的方法，其特征在于，所述相位计算步骤对各帧的所述全局运动度量进行时间上的积分得到相应各帧的全局位移，并据此计算所述各帧在所述周期性生理活动中的相位。

7.根据权利要求1所述的对周期性生理活动的图像序列进行分析的方法，其特征在于，所述周期性生理活动包括心动运动和呼吸运动中的任何一个。

8.根据权利要求6所述的对周期性生理活动的图像序列进行分析的方法，其特征在于，相位计算步骤基于各帧的全局位移的曲线的波峰、波谷、过零点及其斜率中的至少一种来计算所述各帧在所述周期性生理活动中的相位。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可执行指令，其特征在于，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1-8中的任何一项所述的对周期性生理活动的图像序列进行分析的方法的步骤。

10.一种对周期性生理活动的图像序列进行分析的系统，所述系统包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述处理器执行所述计算机可执行指令时实现权利要求1-8中的任何一项所述的对周期性生理活动的图像序列进行分析的方法的步骤。

11.根据权利要求10所述的对周期性生理活动的图像序列进行分析的系统，其特征在于，所述处理器执行所述计算机可执行指令时将计算出的相位标记在相应的图像帧上，并将标记相位的图像帧保存到所述存储器中。

12.根据权利要求11所述的对周期性生理活动的图像序列进行分析的系统，其特征在于，所述存储器与医学数据库通信连接，用于从其获取所述图像序列，和/或将标记相位的图像帧传输到所述医学数据库。

13.根据权利要求11所述的对周期性生理活动的图像序列进行分析的系统，其特征在于，所述系统包括显示器，用于显示图像帧连同对其标记的相位。