CN112401919B - 一种基于摆位模型的辅助摆位方法及系统 - Google Patents

一种基于摆位模型的辅助摆位方法及系统 Download PDF

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Abstract

本说明书实施例公开了一种基于摆位模型的辅助摆位方法及系统，所述方法包括：基于预设拍摄设备采集的目标对象的体态数据和成像设备对应于所述目标对象的扫描计划，确定标准摆位模型；基于渲染参数对所述标准摆位模型进行渲染，得到目标标准摆位模型；将所述目标标准摆位模型与所述预设拍摄设备当前采集的包括目标对象的视频进行融合，确定摆位结果；展示所述摆位结果，以使所述目标对象基于所述摆位结果进行摆位。本实施例公开的方法，通过目标标准摆位模型与目标对象的视频进行融合，辅助患者或技师基于正确的摆位结果进行摆位，提高了摆位效率，降低了因影像不佳导致的重新拍摄的风险。

Description

一种基于摆位模型的辅助摆位方法及系统
技术领域
本说明书实施例涉及计算机视觉技术领域，特别涉及一种基于摆位模型的辅助摆位方法及系统。
背景技术
医学影像检测是目前常用的医疗辅助手段之一，通过医学成像设备对目标对象内部组织进行检测，以辅助医师进行疾病的诊疗。在使用医学成像设备对患者进行检测时，因为各种因素的限制，例如拍摄的场景、需要拍摄的患者部位和设备硬件特性等，需要患者配合进行摆位。
由于患者摆位是否正确，会直接影响到医学成像设备的拍摄质量，因此，有必要提出一种基于摆位模型的辅助摆位方法，以辅助患者进行正确的摆位，提高医学影像检测的效率和质量。
发明内容
本说明书实施例的一个方面提供一种基于摆位模型的辅助摆位方法，所述方法包括：基于预设拍摄设备采集的目标对象的体态数据和成像设备对应于所述目标对象的扫描计划，确定标准摆位模型；基于渲染参数对所述标准摆位模型进行渲染，得到目标标准摆位模型；将所述目标标准摆位模型与所述预设拍摄设备当前采集的包括目标对象的视频进行融合，确定摆位结果；展示所述摆位结果，以使所述目标对象基于所述摆位结果进行摆位。
本说明书实施例的一个方面提供一种基于摆位模型的辅助摆位系统，所述系统包括：标准摆位模型确定模块，用于基于预设拍摄设备采集的目标对象的体态数据和成像设备对应于所述目标对象的扫描计划，确定标准摆位模型；渲染模块，用于基于渲染参数对所述标准摆位模型进行渲染，得到目标标准摆位模型；融合模块，用于将所述目标标准摆位模型与所述预设拍摄设备当前采集的包括目标对象的视频进行融合，确定摆位结果；展示模块，用于展示所述摆位结果，以使所述目标对象基于所述摆位结果进行摆位。
本说明书实施例的一个方面提供一种基于摆位模型的辅助摆位装置，所述装置包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行所述指令，以实现如前任一项所述的基于摆位模型的辅助摆位方法对应的操作。
本说明书实施例的一个方面提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现如前任一项所述的基于摆位模型的辅助摆位方法对应的操作。
附图说明
本说明书将以示例性实施例的方式进一步描述，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
图1是根据本说明书的一些实施例所示的基于目标摆位模型的辅助摆位系统的应用场景图；
图2是根据本说明书的一些实施例所示的基于目标摆位模型的辅助摆位系统的模块图；
图3是根据本说明书的一些实施例所示的基于目标摆位模型的辅助摆位方法的流程图；
图4是根据本说明书一些实施例所示的检测当前摆位是否正确的流程图；
图5是根据本说明书一些实施例所示的步骤420的流程图；
图6是根据本说明书一些实施例所示的确定映射关系的流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
应当理解，本说明书中所使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模组”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
图1是根据本说明书的一些实施例所示的基于摆位模型的辅助摆位系统的应用场景示意图。
基于目标摆位模型的辅助摆位系统100可以通过实施本申请中披露的方法和/或过程，通过摆位结果辅助目标对象进行摆位调整，提高摆位效率和摆位准确度。
如图1所示，基于目标摆位模型的辅助摆位系统100可以包括成像设备110、网络120、终端130、处理设备140以及存储设备150。基于目标摆位模型的辅助摆位系统100中的各个部件可以以多种方式相连接。例如，成像设备110与处理设备140可以通过网络120连接，也可以直接连接(如图1中连接成像设备110和处理设备140的虚线箭头所示)。又例如，存储设备150与处理设备140可以直接连接或通过网络120连接。又例如，终端130与处理设备140可以通过网络120连接，也可以直接连接(如图1中连接终端130和处理设备140的虚线箭头所示)。
成像设备110可以用于对目标对象进行成像从而产生图像。在一些实施例中，成像设备110可以是医学成像设备(例如，CT(Computed Tomography，计算机断层扫描)成像设备、PET(Positron Emission Computed Tomography，正电子发射型计算机断层显像)成像设备、MRI(Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像)成像设备、SPECT(Single-PhotonEmission Computed Tomography，单光子发射计算机断层成像术)成像设备、PET-CT成像设备、PET-MRI成像设备等)。
在一些实施例中，成像设备110可以包括机架111、探测器112、扫描区域113、以及扫描床114。仅作为示例，图1示例的成像设备为卧式成像设备，其中，扫描床114为卧式结构，可以理解的，本说明书实施例所披露的辅助摆位方法也可以应用于立式的成像设备。如图1所示，机架111可以支撑探测器112。目标对象可以在扫描床114上进行摆位后接受扫描。在一些实施例中，探测器112可以包括一个或多个探测器单元。探测器单元可以包括单排探测器和/或多排探测器。探测器单元可以包括闪烁探测器(例如，碘化铯探测器)或其他探测器。在一些实施例中(例如，在PET成像设备中)，探测器112可以探测从扫描区域113发出的辐射束(例如，伽马光子)，在接收目标对象发出的辐射束后，探测器112可以将其转变为可见光，并通过光电转换转变为电信号，再经模拟/数字转换器转换为数字信息，输入计算设备(例如，计算机)进行处理，或传输至存储设备进行存储。在一些实施例中，机架111可以旋转，例如，在CT成像设备中，机架111可以围绕机架旋转轴线顺时针或逆时针旋转。在一些实施例中，成像设备110可以进一步包括放射扫描源，放射扫描源可以与机架111一同旋转。放射扫描源可以发出放射线束(例如，X射线)到目标对象，经目标对象衰减后被探测器112探测到，进而产生图像信号。在一些实施例中(例如，在MRI成像设备中)，成像设备110可以包括射频发射线圈和/或射频接收线圈(图中未展示)，通过射频发射线圈向目标对象施加射频脉冲从而使目标对象中的氢质子受到激励而发生磁共振现象，再通过射频接收线圈接收磁共振信号从而产生图像。
网络120可以包括能够促进基于目标摆位模型的辅助摆位系统100的信息和/或数据交换的任何合适的网络。在一些实施例中，基于目标摆位模型的辅助摆位系统100的一个或多个组件(例如，成像设备110、终端130、处理设备140、存储设备150等)可以通过网络120与基于目标摆位模型的辅助摆位系统100的一个或多个组件之间交换信息和/或数据。例如，处理设备140可以通过网络120从成像设备110中获取目标对象的扫描计划。网络120可以包括公共网络(例如，互联网)、私人网络(例如，局域网(LAN)、广域网(WAN))等)、有线网络(例如，以太网)、无线网络(例如，802.11网络、无线Wi-Fi网络等)、蜂窝网络(例如，长期演进(LTE)网络)、帧中继网络、虚拟专用网络(VPN)、卫星网络、电话网络、路由器、集线器、服务器计算机等其中一种或几种组合。例如，网络120可以包括有线网络、光纤网络、电信网络、局域网、无线局域网(WLAN)、城域网(MAN)，公用电话交换网(PSTN)、蓝牙TM网络，ZigBeeTM网络、近场通信(NFC)网络等其中一种或几种的组合。在一些实施例中，网络120可以包括一个或多个网络接入点。例如，网络120可以包括有线和/或无线网络接入点，例如基站和/或因特网交换点，通过网络接入点，基于目标摆位模型的辅助摆位系统100的一个或多个组件可以连接网络120以交换数据和/或信息。
终端130可以包括移动设备131、平板电脑132、笔记本电脑133等或其任意组合。在一些实施例中，终端130可以通过网络120与基于目标摆位模型的辅助摆位系统100中的其他组件交互。例如，终端130可以向成像设备110发送一个或多个控制指令以控制成像设备110按照指令对目标对象进行扫描。又例如，终端130还可以接收处理设备140确定的摆位结果，并展示摆位结果供目标对象基于摆位结果进行摆位。在一些实施例中，移动设备131可以包括智能家居装置、可穿戴设备、移动装置、虚拟现实装置、增强现实装置等或其任意组合。在一些实施例中，智能家居装置可以包括智能照明装置、智能电器控制装置、智能监控装置、智能电视、智能摄像机、对讲机等或其任意组合。在一些实施例中，可穿戴设备可以包括手链、鞋袜、眼镜、头盔、手表、衣服、背包、智能附件等或其任意组合。在一些实施例中，移动装置可包括移动电话、个人数字助理(PDA)、游戏装置、导航装置、POS装置、笔记本电脑、平板电脑、台式机等或其任意组合。在一些实施例中，该虚拟现实装置和/或增强现实装置可包括虚拟现实头盔、虚拟现实眼镜、虚拟现实补丁、增强现实头盔、增强现实眼镜、增强现实补丁等或其任意组合。例如，该虚拟现实装置和/或增强现实装置可包括GoogleGlassTM、Oculus RiftTM、HoloLensTM或Gear VRTM等。在一些实施例中，终端130可以是处理设备140的一部分。在一些实施例中，终端130可以与处理设备140整合为一体，作为成像设备110的操作台。例如，基于目标摆位模型的辅助摆位系统100的用户/操作者(例如，医生)可以通过该操作台控制设备成像设备110的运行，例如，对目标对象进行扫描等。
处理设备140可以处理从成像设备110、终端130和/或存储设备150获得的数据和/或信息。例如，处理设备140可以基于预设拍摄设备采集的目标对象的体态数据和成像设备对应于所述目标对象的扫描计划，确定标准摆位模型。又例如，处理设备140可以基于渲染参数对标准摆位模型进行渲染，得到目标标准摆位模型。又例如，处理设备140可以将目标标准摆位模型与预设拍摄设备当前采集的包括目标对象的视频进行融合，确定摆位结果。又例如，处理设备140可以展示摆位结果，以使目标对象基于摆位结果进行摆位。在一些实施例中，处理设备140可以是单个服务器或服务器组。服务器组可以是集中式的，也可以是分布式的。在一些实施例中，处理设备140可以是本地的或远程的。例如，处理设备140可以通过网络120从成像设备110、终端130和/或存储设备150访问信息和/或数据。又例如，处理设备140可以直接连接成像设备110、终端130和/或存储设备150以访问信息和/或数据。在一些实施例中，处理设备140可以在云平台上实现。例如，云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、跨云、多云等其中一种或几种的组合。
存储设备150可以存储数据(例如，目标对象的扫描数据)、指令和/或任何其他信息。在一些实施例中，存储设备150可以存储从成像设备110、终端130和/或处理设备140处获取的数据，例如，存储设备150可以存储从成像设备110获取的目标对象的扫描计划、目标对象的扫描数据等。在一些实施例中，存储设备150可以存储处理设备140可以执行本申请中描述的示例性方法的数据和/或指令。在一些实施例中，存储设备150可包括大容量存储器、可移除存储器、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等其中一种或几种的组合。大容量存储可以包括磁盘、光盘、固态硬盘、移动存储等。可移除存储器可以包括闪存驱动器、软盘、光盘、存储卡、ZIP磁盘、磁带等。易失性读写存储器可以包括随机存取存储器(RAM)。RAM可以包括动态随机存储器(DRAM)、双数据率同步动态随机存取存储器(DDR-SDRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、可控硅随机存取存储器(T-RAM)、零电容随机存取存储器(Z-RAM)等。ROM可以包括掩模只读存储器(MROM)、可编程的只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘的光盘等。在一些实施例中，存储设备150可以通过云平台实现。例如，云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、跨云、多云等其中一种或几种的组合。
在一些实施例中，存储设备150可以连接网络120，以与基于目标摆位模型的辅助摆位系统100中的一个或多个组件(例如，处理设备140、终端130等)之间实现通信。基于目标摆位模型的辅助摆位系统100中的一个或多个组件可以通过网络120读取存储设备150中的数据或指令。在一些实施例中，存储设备150可以是处理设备140的一部分，也可以是独立的，与处理设备直接或间接相连。
图2是根据本说明书的一些实施例所示的基于摆位模型的辅助摆位系统的模块图。
如图2所示，该系统200可以包括标准摆位模型确定模块210、渲染模块220、融合模块230以及展示模块240。
标准摆位模型确定模块210可以用于基于预设拍摄设备采集的目标对象的体态数据和成像设备对应于目标对象的扫描计划，确定标准摆位模型。
渲染模块220可以用于基于渲染参数对标准摆位模型进行渲染，得到目标标准摆位模型。在一些实施例中，渲染参数包括预设拍摄设备的内参数和外参数。
融合模块230可以用于将目标标准摆位模型与预设拍摄设备当前采集的包括目标对象的视频进行融合，确定摆位结果。
展示模块240可以用于展示摆位结果，以使目标对象基于摆位结果进行摆位。
在一些实施例中，该系统200还可以包括映射关系确定模块250，映射关系确定模块250可以用于确定预设拍摄设备的第一空间坐标系与成像设备的第二空间坐标系的映射关系。
在一些实施例中，映射关系确定模块250可以进一步用于确定成像设备的预设标记点；改变成像设备的位置，并确定预设标记点在第二空间坐标系的第二标记点坐标；基于预设拍摄设备获得包含有预设标记点的图像，确定预设标记点在第一空间坐标系的第一标记点坐标；循环上述步骤，得到第一标记点坐标与第二标记点坐标的多个坐标对；基于多个坐标对，确定映射关系。
在一些实施例中，该系统200还可以包括当前摆位模型确定模块260和检测模块270。
当前摆位模型确定模块260可以用于基于预设拍摄设备采集的目标对象的当前摆位，确定当前摆位模型。
检测模块270可以用于基于当前摆位模型和目标标准摆位模型，检测当前摆位是否正确；若否，则提示需要重新调整当前摆位。
在一些实施例中，检测模块270可以进一步用于基于当前摆位模型，确定至少一个预设关节点在第一空间坐标系中的至少一个关节点坐标；基于映射关系，在第二空间坐标系中确定与至少一个第一关节点坐标对应的至少一个实际关节点坐标；基于目标标准摆位模型，确定至少一个预设关节点在第二空间坐标系中的至少一个标准关节点坐标；基于至少一个实际关节点坐标和至少一个标准关节点坐标，检测当前摆位是否正确。
在一些实施例中，检测模块270可以进一步用于计算至少一个实际关节点坐标和至少一个标准关节点坐标的至少一个偏差；当至少一个偏差中的至少一个超过预设阈值，确定当前摆位不正确，提示需重新调整当前摆位。
应当理解，图2所示的系统及其模块可以利用各种方式来实现。例如，在一些实施例中，系统及其模块可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。其中，硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分则可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域技术人员可以理解上述的方法和系统可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本说明书的系统及其模块不仅可以有诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用例如由各种类型的处理器所执行的软件实现，还可以由上述硬件电路和软件的结合(例如，固件)来实现。
需要注意的是，以上对于基于目标摆位模型的辅助摆位的系统200及其模块的描述，仅为描述方便，并不能把本说明书限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该系统的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对各个模块进行任意组合，或者构成子系统与其他模块连接。例如，上述模块可以是一个系统中的不同模块，也可以是一个模块实现上述两个或多个模块的功能。又例如，上述模块可以共用一个存储模块，各个模块也可以分别具有各自的存储模块。诸如此类的变形，均在本说明书的保护范围之内。
图3是根据本说明书的一些实施例所示的基于摆位模型的辅助摆位方法的流程图。在一些实施例中，流程300可以由处理设备140执行。例如，流程300可以以程序或指令的形式存储在存储装置(如处理设备的自带存储单元或外接存储设备)中，所述程序或指令在被执行时，可以实现流程300。如图3所示，流程300可以包括以下操作。
步骤310，基于预设拍摄设备采集的目标对象的体态数据和成像设备对应于目标对象的扫描计划，确定标准摆位模型。在一些实施例中，步骤310可以由标准摆位模型确定模块210执行。
在一些实施例中，预设拍摄设备可以是具备拍摄(如拍照和摄像等)功能的任何设备。在一些实施例中，预设拍摄设备可以是3D摄像机，其可以获取拍摄对象(例如，目标对象)的三维图像。在一些实施例中，预设拍摄设备可以是深度相机，其可以获取拍摄对象(例如，目标对象)的深度信息。例如，结构光深度相机、TOF深度相机、双目立体视觉深度相机等。
在一些实施例中，预设拍摄设备可以是成像设备110包括的设备，也可以是独立于成像设备110以外的设备，本说明书实施例并不对此做任何限制。在一些实施例中，预设拍摄设备的安装位置固定，具体是指预设拍摄设备在空间中相对成像设备(例如，扫描床)的位置固定，预设拍摄设备每一次采集图像或视频时的拍摄位置均相同。
在一些实施例中，预设拍摄设备的安装位置可以与成像设备相关。例如，与成像设备包括的扫描床相关，若扫描床为卧式结构，则预设拍摄设备可以位于扫描床的正上方，也可以位于扫描床的侧上方；若扫描床为立式结构，则预设拍摄设备可以位于扫描床的正前方，也可以位于扫描床的斜前方。
在一些实施例中，目标对象可以是成像设备扫描的对象。例如，患者、体检者等。在一些实施例中，目标对象的体态数据至少可以包括目标对象的体型数据(例如，身高、体重等)、身材比例数据(例如，体宽体厚、手长脚长等)和关节点数据。其中，关节点数据至少可以包括多个骨骼关键关节点的数据。例如，头部关节点、脊柱关节点、肩膀关节点、手肘关节点、手腕关节点、脚踝关节点等。在一些实施例中，关节点数据至少可以包括关节点位置。例如关节点在预设拍摄设备的第一空间坐标系的坐标位置。关于第一空间坐标系的具体细节可以参见步骤510及其相关描述，在此不再赘述。
在一些实施例中，扫描计划至少可以反映成像设备的成像模态和成像协议。在一些实施例中，成像模态至少可以包括X射线成像模态、超声成像模态和磁共振成像模态中的一种或多种。在一些实施例中，成像协议至少可以反映目标对象的计划扫描范围。其中，计划扫描范围可以是指根据治疗或检查需要准备对目标对象进行扫描的区域或部位。例如，心脏、胸腔、腹腔、髋骨、小腿等。在一些实施例中，计划扫描范围还可以是指定的器官和/或组织的任意范围。
在一些实施例中，确定模块210可以从成像设备(例如，成像设备110)、存储设备(例如，存储设备150)，或数据库中获取扫描计划。
在一些实施例中，标准摆位模型可以是与目标对象匹配的标准摆位的3D模型。可以理解的，标准摆位与扫描计划有关。例如，扫描计划的成像模态为X射线，成像协议的计划扫描范围为胸腔，则标准摆位可以为站立。对应的，标准摆位模型可以是目标对象的站立摆位对应的3D模型。又例如，扫描计划的成像模态为X射线，成像协议的计划扫描范围为小腿，则标准摆位可以为屈膝等。对应的，标准摆位模型可以是目标对象的屈膝摆位对应的3D模型。
在一些实施例中，确定模块210可以基于目标对象的体态数据和目标对象的扫描计划，确定标准摆位模型。具体的，预设拍摄设备(例如，深度相机)可以采集目标对象的图像的点云数据，通过点云数据得到体态数据中的关节点数据，再结合体型数据、身材比例数据和扫描计划，利用三维重建生成标准摆位模型。
在一些实施例中，确定模块210可以基于目标对象的体态数据确定目标对象3D模型；基于目标对象3D模型和目标对象的扫描计划，确定标准摆位模型。具体的，预设拍摄设备(例如，深度相机)可以采集目标对象的图像的点云数据，通过点云数据得到体态数据中的关节点数据，再结合体型数据和身材比例数据，利用三维重建生成与目标对象真实体型对应的3D模型，即目标对象3D模型。进而基于该目标对象3D模型和扫描计划，利用三维重建生成标准摆位模型。
本说明书实施例通过体态数据和扫描计划确定标准摆位模型，使得标准摆位模型与目标对象的真实体态匹配，生成的标准摆位模型更真实，提高后续目标对象摆位的准确率。
步骤320，基于渲染参数对标准摆位模型进行渲染，得到目标标准摆位模型。在一些实施例中，步骤320可以由渲染模块220执行。
渲染参数可以是与预设拍摄设备相关的参数。在一些实施例中，渲染参数可以包括预设拍摄设备的内参数和外参数。内参数可以是与拍摄设备自身特性相关的参数。在一些实施例中，内参数至少可以反映预设拍摄设备的焦距、视角、像素大小等。外参数可以是世界坐标系中的参数。在一些实施例中，外参数至少可以反映预设拍摄设备的安装位置和朝向等。
在一些实施例中，目标标准摆位模型可以是具备模型效果图的标准摆位模型。在一些实施例中，渲染模块220可以利用模型渲染工具基于渲染参数对标准摆位模型进行渲染，得到目标标准摆位模型。例如，3dmax(3D Studio Max,简称为3dmax或3ds MAX)。
步骤330，将目标标准摆位模型与预设拍摄设备当前采集的包括目标对象的视频进行融合，确定摆位结果。在一些实施例中，步骤330可以由融合模块230执行。
在一些实施例中，摆位结果可以是指将目标标准摆位模型融合至目标对象的视频后的实时视频结果。目标对象的视频可以实时采集目标对象的当前姿势(即当前摆位)，因此，在一些实施例中，摆位结果可以是将目标标准摆位模型与目标对象的当前摆位进行融合后的实时视频结果。在一些实施例中，融合模块230可以利用三维视频融合技术将目标标准摆位模型与目标对象的视频进行融合。
步骤340，展示摆位结果，以使目标对象基于摆位结果进行摆位。在一些实施例中，步骤340可以由展示模块240执行。
在一些实施例中，展示模块240可以通过多种方式展示摆位结果。例如，在终端130的显示屏上展示摆位结果。本说明书实施例通过将目标标准摆位模型与目标对象的视频进行融合，使得目标对象的视频中实时展示目标标准摆位模型，进而帮助技师或目标对象直观的了解正确的摆位，使得技师或目标对象可以基于该视频动态调整目标对象的摆位，例如，使视频中显示的目标对象的当前摆位与目标标准摆位模型对应的摆位一致，提高目标对象的摆位准确度。
在一些实施例中，在展示摆位结果之后，基于摆位模型的辅助摆位方法还可以包括检测当前摆位是否正确的流程。图4是根据本说明书一些实施例所示的检测当前摆位是否正确的流程图。在一些实施例中，流程400可以由处理设备140执行。例如，流程400可以以程序或指令的形式存储在存储装置(如处理设备的自带存储单元或外接存储设备)中，所述程序或指令在被执行时，可以实现流程400。在一些实施例中，流程400可以由位于处理设备140上的检测模块270执行。如图4所示，流程400可以包括以下操作。
步骤410，基于预设拍摄设备采集的目标对象的当前摆位，确定当前摆位模型。
在一些实施例中，当前摆位可以是目标对象基于摆位结果进行摆位后，预设拍摄设备采集的目标对象的当前姿势。在一些实施例中，当前摆位模型可以是基于当前摆位生成的3D模型。在一些实施例中，检测模块270可以基于预设拍摄设备采集的目标对象的当前摆位，利用三维重建生成当前摆位模型。
步骤420，基于当前摆位模型和目标标准摆位模型，检测当前摆位是否正确。
在一些实施例中，检测当前摆位是否正确可以是指检测当前摆位模型对应的当前摆位和目标标准摆位模型对应的标准摆位是否一致。关于检测当前摆位是否正确的具体细节可以参见图5及其相关描述，在此不再赘述。
步骤430，若否，则提示需重新调整当前摆位。
在一些实施例中，在当前摆位不正确的情况下，检测模块270可以提示需要重新调整当前摆位。例如，提示技师重新调整目标对象的当前摆位，和/或提示目标对象重新调整当前摆位。在一些实施例中，检测模块270可以通过各种方式提示需重新调整当前摆位。例如，语音提示、灯光提示、警报提示等。本说明书实施例通过提示重新调整当前摆位，及时纠正目标对象的错误摆位，提高摆位效率，减少因摆位错误带来的成像图像质量不佳而重新拍摄的风险。
图5是根据本说明书一些实施例所示的步骤420的流程图。在一些实施例中，流程500可以由处理设备140执行。例如，流程500可以以程序或指令的形式存储在存储装置(如处理设备的自带存储单元或外接存储设备)中，所述程序或指令在被执行时，可以实现流程500。在一些实施例中，流程500可以由位于处理设备140上的检测模块270执行。如图5所示，流程500可以包括以下操作。
步骤510，基于当前摆位模型，确定至少一个预设关节点在第一空间坐标系中的至少一个关节点坐标。
在一些实施例中，预设关节点可以由目标对象的扫描计划确定。例如，扫描计划的成像模态为X射线，成像协议的计划扫描范围为全身为例，由于扫描计划对应的扫描部位为全身，则预设关节点可以至少包括人体全身的骨骼关键点。例如，脊柱关节点、肩膀关节点、手肘关节点、手腕关节点以及脚踝关节点等。又例如，扫描计划的成像模态为X射线，成像协议的计划扫描范围为手掌为例，由于扫描计划对应的扫描部位为手掌，则预设关节点可以至少包括手掌处的骨骼关节点。例如，手掌关节点、手腕关节点、手肘关节点等。
在一些实施例中，第一空间坐标系可以是预设拍摄设备的空间坐标系。在一些实施例中，预设拍摄设备为深度相机，对应的，其空间坐标系可以是以相机的光心为坐标原点，x轴和y轴分别平行于图像坐标系的z轴和y轴，相机的光轴为z轴。其中，图像坐标系是以图像平面的中心为坐标原点，x轴和y轴分别平行于图像平面的两条垂直边。
由于当前摆位模型是基于预设拍摄设备采集的当前摆位确定的，预设拍摄设备可以获取当前摆位的关节点数据，因此，在一些实施例中，检测模块270可以基于当前摆位模型，确定至少一个预设关节点在第一空间坐标系中的至少一个关节点坐标。在一些实施例中，检测模块270可以基于Kinect骨骼追踪技术确定至少一个预设关节点在第一空间坐标系中的至少一个关节点坐标。
步骤520，基于映射关系，在第二空间坐标系中确定与至少一个第一关节点坐标对应的至少一个实际关节点坐标。
在一些实施例中，映射关系可以是指预设拍摄设备的第一空间坐标系与成像设备的第二空间坐标系的映射关系。可以理解的，通过该映射关系，可以确定第一空间坐标系中坐标点与第二空间坐标系中坐标点的对应关系。
在一些实施例中，处理设备140可以预先确定映射关系，因此，在一些实施例中，基于摆位模型的辅助摆位方法还可以包括确定预设拍摄设备的第一空间坐标系与成像设备的第二空间坐标系的映射关系。可以理解的，该确定映射关系的步骤可以在步骤520之前实施，也可以在步骤520之前的任意步骤前实施(例如，步骤320、步骤330或步骤410)，本说明书实施例并不对此做任何限制。关于确定映射关系的具体细节可以参见图6及其相关描述，在此不再赘述。
步骤530，基于目标标准摆位模型，确定至少一个预设关节点在第二空间坐标系中的至少一个标准关节点坐标。
在一些实施例中，第二空间坐标系可以是成像设备的空间坐标系。在一些实施例中，可以基于成像设备中包括的平面建立其空间坐标系。例如，基于成像设备中的扫描床平面建立其空间坐标系。示例地，若扫描床为卧式结构，则空间坐标系可以是以扫描床平面的中心为坐标原点，x轴和y轴分别平行于扫描床平面的两条垂直边。在一些实施例中，检测模块270还可以基于其他方式建立成像设备的空间坐标系，例如，以扫描床左上角为原点，扫描床长边为x轴，短边为y轴，垂直于扫描床所在平面为z轴。本说明书实施例并不对此做任何限制。
在一些实施例中，检测模块270可以基于Kinect骨骼追踪技术确定至少一个预设关节点在第二空间坐标系中的至少一个标准关节点坐标。
步骤540，基于至少一个实际关节点坐标和至少一个标准关节点坐标，检测当前摆位是否正确。
在一些实施例中，基于至少一个实际关节点坐标和至少一个标准关节点坐标，检测当前摆位是否正确，可以包括：计算至少一个实际关节点坐标和至少一个标准关节点坐标的至少一个偏差；当至少一个偏差中的至少一个超过预设阈值，确定当前摆位不正确，提示需重新调整当前摆位。
在一些实施例中，偏差可以通过多种方式表征。例如，绝对误差、相对误差和距离等。在一些实施例中，预设阈值可以根据实际需求进行具体设置。例如，以相对误差为例，则预设阈值可以为5％或10％等。
关于提示重新调整当前摆位的具体细节可以参见步骤420和430及其相关描述，在此不再赘述。
图6是根据本说明书一些实施例所示的确定映射关系的流程图。在一些实施例中，流程600可以由处理设备140执行。例如，流程600可以以程序或指令的形式存储在存储装置(如处理设备的自带存储单元或外接存储设备)中，所述程序或指令在被执行时，可以实现流程600。在一些实施例中，流程500可以由位于处理设备140上的检测模块270执行。如图6所示，流程600可以包括以下操作。
步骤610，确定成像设备的预设标记点。
在一些实施例中，预设标记点可以是预先选取的成像设备上的至少一个标记点。例如，扫描床上的至少一个标记点。在一些实施例中，预设标记点可以根据实际需求灵活选择。例如，扫描床的床头、床尾以及侧边等。
步骤620，改变成像设备的位置，并确定预设标记点在第二空间坐标系的第二标记点坐标。
在一些实施例中，检测模块270可以通过各种方式改变成像设备的位置。例如，旋转一定的角度，前后移动等。通过改变成像设备的位置，成像设备中的预设标记点的坐标位置也会发生变化，对应的，检测模块270可以确定预设标记点在第二空间坐标系的第二标记点坐标。关于第二空间坐标系的具体细节可以参见步骤520及其相关描述。
步骤630，基于预设拍摄设备获得包含有预设标记点的图像，确定预设标记点在第一空间坐标系的第一标记点坐标。
在一些实施例中，检测模块270可以基于预设拍摄设备拍摄得到包含有预设标记点的图像。在一些实施例中，预设拍摄设备为深度相机，通过深度相机可以确定预设标记点在第一空间坐标系的第一标记点坐标。关于第一空间坐标系的具体细节可以参见步骤510及其相关描述。
步骤640，循环上述步骤，得到第一标记点坐标与第二标记点坐标的多个坐标对。
步骤650，基于所述多个坐标对，确定映射关系。
在一些实施例中，检测模块270可以基于多个坐标对，利用算法确定映射关系。例如，2D转换3D的算法。在一些实施例中，检测模块270可以利用映射表的方式存储映射关系。
本说明书实施例通过预先确定映射关系，使得后续在预设拍摄设备的第一空间坐标系下的任何坐标点通过该映射关系，均可得到成像设备的第二空间坐标系中对应的坐标点。例如，预设关节点a在第一空间坐标系下的关节点坐标为(x1,y1,z1)，通过该映射关系，可以确定预设关节点a在第二空间坐标系下的实际关节点坐标为(x′1,y′1,z′1)。
本说明书实施例还提供一种基于摆位模型的辅助摆位装置，包括处理器以及存储器，存储器用于存储指令，处理器用于执行指令，以实现如前任一项所述的基于摆位模型的辅助摆位方法对应的操作。
本说明书实施例还提供一种计算机可读存储介质。存储介质存储计算机指令，计算机指令被处理器执行时，实现如前任一项的基于摆位模型的辅助摆位方法对应的操作。
本说明书实施例可能带来的有益效果包括但不限于：通过将目标标准摆位模型与目标对象的视频进行融合，使得目标对象的视频中实时展示目标标准摆位模型，进而帮助技师或目标对象直观的了解正确的摆位，使得技师或目标对象可以基于该视频动态调整目标对象的摆位，提高了摆位效率，降低了因影像不佳导致的重新拍摄的风险。
需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，本领域技术人员可以理解，本说明书的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本说明书的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外，本说明书的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。
计算机存储介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等，或合适的组合形式。计算机存储介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机存储介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、RF、或类似介质，或任何上述介质的组合。
本说明书各部分操作所需的计算机程序编码可以用任意一种或多种程序语言编写，包括面向对象编程语言如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等，常规程序化编程语言如C语言、Visual Basic、Fortran2003、Perl、COBOL2002、PHP、ABAP，动态编程语言如Python、Ruby和Groovy，或其他编程语言等。该程序编码可以完全在用户计算机上运行、或作为独立的软件包在用户计算机上运行、或部分在用户计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或处理设备上运行。在后种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接，比如局域网(LAN)或广域网(WAN)，或连接至外部计算机(例如通过因特网)，或在云计算环境中，或作为服务使用如软件即服务(SaaS)。
此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的处理设备或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说明书权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本说明书中的)也除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

Claims (8)

1.一种基于摆位模型的辅助摆位方法，其特征在于，所述方法包括：
基于预设拍摄设备采集的目标对象的体态数据和成像设备对应于所述目标对象的扫描计划，确定标准摆位模型；
基于渲染参数对所述标准摆位模型进行渲染，得到目标标准摆位模型；
基于所述预设拍摄设备采集的所述目标对象的当前摆位，确定当前摆位模型；
确定所述预设拍摄设备的第一空间坐标系与所述成像设备的第二空间坐标系的映射关系，所述确定所述映射关系包括：
确定所述成像设备的预设标记点；
改变所述成像设备的位置，并确定所述预设标记点在所述第二空间坐标系的第二标记点坐标；
基于所述预设拍摄设备获得包含有所述预设标记点的图像，确定所述预设标记点在所述第一空间坐标系的第一标记点坐标；
循环所述确定所述成像设备的预设标记点、所述确定所述预设标记点在所述第二空间坐标系的第二标记点坐标以及所述确定所述预设标记点在所述第一空间坐标系的第一标记点坐标的步骤，得到所述第一标记点坐标与所述第二标记点坐标的多个坐标对；以及
基于所述多个坐标对，确定所述映射关系；以及
基于所述当前摆位模型、所述目标标准摆位模型和所述映射关系，对所述目标对象进行摆位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述渲染参数包括所述预设拍摄设备的内参数和外参数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述当前摆位模型和所述目标标准摆位模型，对所述目标对象进行摆位，包括：
通过比较所述当前摆位模型和所述目标标准摆位模型，检测所述当前摆位是否正确；以及
若否，则提示需重新调整所述当前摆位。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过比较所述当前摆位模型和所述目标标准摆位模型，检测所述当前摆位是否正确，包括：
基于所述当前摆位模型，确定至少一个预设关节点在所述第一空间坐标系中的至少一个关节点坐标；
基于所述映射关系，在所述第二空间坐标系中确定与所述至少一个第一关节点坐标对应的至少一个实际关节点坐标；
基于所述目标标准摆位模型，确定所述至少一个预设关节点在所述第二空间坐标系中的至少一个标准关节点坐标；
基于所述至少一个实际关节点坐标和所述至少一个标准关节点坐标，检测所述当前摆位是否正确。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述至少一个实际关节点坐标和所述至少一个标准关节点坐标，检测所述当前摆位是否正确，包括：
计算所述至少一个实际关节点坐标和所述至少一个标准关节点坐标的至少一个偏差；
当所述至少一个偏差中的至少一个超过预设阈值，确定所述当前摆位不正确，提示需重新调整所述当前摆位。
6.一种基于摆位模型的辅助摆位系统，其特征在于，所述系统包括：
标准摆位模型确定模块，用于基于预设拍摄设备采集的目标对象的体态数据和成像设备对应于所述目标对象的扫描计划，确定标准摆位模型；
渲染模块，用于基于渲染参数对所述标准摆位模型进行渲染，得到目标标准摆位模型；
当前摆位模型确定模块，用于基于所述预设拍摄设备采集的所述目标对象的当前摆位，确定当前摆位模型；
映射关系确定模块，用于确定所述预设拍摄设备的第一空间坐标系与所述成像设备的第二空间坐标系的映射关系，所述确定所述预设拍摄设备的第一空间坐标系与所述成像设备的第二空间坐标系的映射关系包括：
确定所述成像设备的预设标记点；
改变所述成像设备的位置，并确定所述预设标记点在所述第二空间坐标系的第二标记点坐标；
基于所述预设拍摄设备获得包含有所述预设标记点的图像，确定所述预设标记点在所述第一空间坐标系的第一标记点坐标；
循环所述确定所述成像设备的预设标记点、所述确定所述预设标记点在所述第二空间坐标系的第二标记点坐标以及所述确定所述预设标记点在所述第一空间坐标系的第一标记点坐标的步骤，得到所述第一标记点坐标与所述第二标记点坐标的多个坐标对；以及
基于所述多个坐标对，确定所述映射关系；以及
检测模块，用于基于所述当前摆位模型、所述目标标准摆位模型和所述映射关系，对所述目标对象进行摆位。
7.一种基于摆位模型的辅助摆位装置，所述装置包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储指令，其特征在于，所述处理器用于执行所述指令，以实现如权利要求1至5中任一项所述的基于摆位模型的辅助摆位方法对应的操作。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现如权利要求1至5中任一项所述的基于摆位模型的辅助摆位方法对应的操作。
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