在核磁图像序列中自动提取舌位轮廓的方法和系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105551040A(43)申请公布日2016.05.04(21)申请号201510929281.3(22)申请日2015.12.15(71)申请人中国科学院自动化研究所地址100080北京市海淀区中关村东路95号(72)发明人陶建华张大伟杨明浩(74)专利代理机构北京博维知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11486代理人方振昌(51)Int.Cl.G06T7/00(2006.01)G06K9/46(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图2页(54)发明名称在核磁图像序列中自动提取舌位轮廓的方法和系统(57)摘要本发明提供了一种在核磁图像序列中自动提取舌位轮廓的方法和系统。其中该方法包括：对于核磁图像序列，在舌位运动区域内，利用多方向Sobel算子得到舌位轮廓初始边缘点；建立舌位边缘点映射矩阵，并结合前一帧舌位轮廓位置，对该映射矩阵进行调整；在调整后的映射矩阵中寻找最优边缘点序列，借助过控制点的二次样条曲线拟合技术得到舌位轮廓。本发明能够自动从核磁图像序列中较准确地提取出舌位轮廓，其优势在于当舌位与其他发音器官发生接触时，该方法也具有较好的鲁棒性，且整个过程自动完成，无需人工交互。CN105551040ACN105551040A权利要求书1/3页1.一种在核磁图像序列中自动提取舌位轮廓的方法，其特征在于，所述方法至少包括：在所述核磁图像中，在舌位运动区域内，利用多方向Sobel算子，提取舌位轮廓初始边缘点；基于所述舌位轮廓初始边缘点，建立舌位边缘点映射矩阵；根据所述舌位边缘点映射矩阵，并利用相邻边缘点位置的制约关系，搜索舌位最优边缘点序列；将所述舌位最优边缘点序列作为控制点，利用曲线拟合算法得到舌位轮廓。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述核磁图像中，在舌位运动区域内，利用多方向Sobel算子，提取舌位轮廓初始边缘点，具体包括：在所述舌位的前半部分，用上、前上、前、前下方向的Sobel算子提取所述舌位轮廓初始边缘点；在所述舌位的后半部分，用上、后上、后、后下方向的Sobel算子提取所述舌位轮廓初始边缘点。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述舌位轮廓初始边缘点，建立舌位边缘点映射矩阵，具体包括：以所述舌位运动区域的中心点为圆心，将所述舌位轮廓初始边缘点的图像分为N个扇区；其中，所述N取正整数；在所述扇区内，从所述圆心出发，由近及远等间距地选取每一弧线上最强的舌位轮廓初始边缘点，作为该扇区内所述弧线的边缘强度值；根据所述边缘强度值，建立N×D的舌位边缘点映射矩阵；其中，所述D为舌位轮廓初始边缘点距圆心的最大距离。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述舌位边缘点映射矩阵，并利用相邻边缘点位置的制约关系，搜索舌位最优边缘点序列，具体包括：根据所述舌位边缘点映射矩阵，并利用相邻边缘点位置的制约关系，构建所述舌位边缘点之间的转移概率：其中，所述Thi为所述舌位边缘点映射矩阵相邻两列中所处行位分别为h和i的舌位边缘点之间的转移概率；σT为转移方差参数；根据所述转移概率，通过求解以下公式的最优解，得到舌位最优边缘点序列：其中，所述r*为最优边缘点序列；所述P(.)为概率函数；所述r为可能的边缘点序列；所述r(j)为r中第j个元素。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述曲线拟合算法为二次样条曲线拟合算法。2CN105551040A权利要求书2/3页6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述核磁图像序列包括第一帧核磁图像和第二帧核磁图像，所述第二帧核磁图像在所述第一帧核磁图像之后；所述方法还包括：在所述第二帧核磁图像的舌位边缘点映射矩阵中，确定所述第一帧核磁图像的舌位轮廓最优边缘点序列的对应位置；利用以下公式对所述第二帧核磁图像的所述舌位边缘点映射矩阵进行调整：其中，Mij为调整后的舌位边缘点映射矩阵中的第i行第j列元素；Kij为舌位边缘点映射矩阵中第i行第j列元素；ij为第一帧舌位轮廓最优边缘点序列中第j列边缘点所处的行位；σM为调整方差参数。7.一种在核磁图像序列中自动提取舌位轮廓的系统，其特征在于，所述系统至少包括：提取模块，被配置为在所述核磁图像中，在舌位运动区域内，利用多方向Sobel算子，提取舌位轮廓初始边缘点；矩阵建立模块，被配置为基于所述舌位轮廓初始边缘点，建立舌位边缘点映射矩阵；搜索模块，被配置为根据所述舌位边缘点映射矩阵，并利用相邻边缘点位置的制约关系，搜索舌位最优边缘点序列；曲线拟合模块，被配置为将所述舌位最优边缘点序列作为控制点，利用曲线拟合算法得到舌位轮廓。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述提取模块具体被配置为：在所述舌位的前半部分，用上、前上、前、前下方向的Sob