[发明专利]一种基于近红外光谱成像的头部模型构建方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于近红外光谱成像的头部模型构建方法及系统，本发明技术方案通过提取波长为1000‑1100nm的近红外光谱数据作为目标人物头部的面颅骨区域成像数据来源，利用短波波动剧烈的特性可以对人物面颅骨区域中的眼眶区域、鼻腔区域和口腔区域等深壑区域进行精准识别；通过提取波长为1800‑2200nm的近红外光谱数据作为目标人物头部的脑颅骨区域成像数据来源，利用长波波动平缓的特性可以对人物脑颅骨区域中的后脑区域等坡度区域进行精准识别，得到精准的人物头部数据；然后对两者数据形成的图像进行融合后，能够构建精准的头部模型。

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种基于近红外光谱成像的头部模型构建方法及系统。

背景技术

随着社会的进步和发展，人们对于自身健康的追求也越来越大。在需求增大和技术发展的双向推动下，越来越多的医疗器械被研发并投入使用；其中，针对头部脑部研究的医疗器械的需求越来越大。

脑电图(EEG)帽，一种用于EEG活动的EEG研究的医疗器械。通过将电极固定在头部，帽子设计可以包括头盔、框架、网格和柔软的弹性帽拥抱头部。在实际应用中，需要根据不同的研究类型和患者需求，设计出不同形状和尺寸的帽子，例如：成人、儿童和新生儿，由于其发育程度不同，都需要根据头骨发育情况首先采集头部数据，再设计出对应的头部模型，最后制作成合适的帽子。然而，目前现有技术在采集头部数据设计出对应头部模型的过程中，往往是通过摄像头或红外扫描器对头部数据进行采集，但局限于摄像头的像素和细节分辨能力，无法对细小的头骨变化差异进行精准采集；通过现有技术采集到的头部数据往往都是不可靠的，无法贴合用户的实际需求。

近红外光谱是 90年代以来发展最快、 最引人注目的光谱分析技术, 是光谱测量技术与化学计量学学科的有机结合。光谱成像技术可把物质光谱划分至几十至几百波段，实现对目标精细谱特征的辨识能力具有巨大提升。目前现有技术中没有利用近红外光谱成像技术设计头部模型，最后制作成精准的帽子的相关技术研究。因此，如何通过近红外光谱成像来构建精准的头部模型，是我们目前亟需解决的一道技术难题。

发明内容

本发明提供了一种基于近红外光谱成像的头部模型构建方法及系统，能够获取精准的人物头部数据，从而构建精准的头部模型。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于近红外光谱成像的头部模型构建方法，包括：

获取目标人物头部的近红外光谱数据，在所述近红外光谱数据中对光谱波长为1000-1100nm对应的近红外光谱数据进行提取，得到第一光谱数据，以及对光谱波长为1800-2200nm对应的近红外光谱数据进行提取，得到第二光谱数据；

分别根据所述第一光谱数据和所述第二光谱数据生成所述目标人物头部的第一头部立体图像和第二头部立体图像；

对所述第一头部立体图像中的面颅骨区域进行提取，得到面颅骨光谱图像；以及对所述第二头部立体图像中的脑颅骨区域进行提取，得到脑颅骨光谱图像；

根据所述面颅骨区域和所述脑颅骨区域在目标人物头部的空间距离，确定所述面颅骨区域和所述脑颅骨区域之间的位置基准数据；

根据所述位置基准数据，以所述面颅骨光谱图像为底层，以所述脑颅骨光谱图像为顶层，对所述面颅骨光谱图像和所述脑颅骨光谱图像进行融合，得到目标人物头部图像；

根据所述目标人物头部图像，提取出所述目标人物头部的三维立体数据，并根据所述三维立体数据建立目标人物头部模型。

作为优选方案，所述分别根据所述第一光谱数据和所述第二光谱数据生成所述目标人物头部的第一头部立体图像和第二头部立体图像的步骤中，具体包括：

根据所述第一光谱数据生成所述目标人物头部的第一初始图像，并对所述第一初始图像中目标人物头部的眼眶区域、鼻腔区域和口腔区域进行识别并进行特征放大处理，得到第一头部立体图像；