校准方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种校准方法、装置及系统。本发明专利技术实施例通过获取图像采集器采集的目标空间范围内医学成像设备的可移动的扫描床上校准板的第一视频数据，所述目标空间范围包括扫描床的多个水平位置和多个垂直位置，从所述第一视频数据中提取至少一个目标图像帧，并从所述至少一个目标图像帧中获取多个第一基准点在像素坐标系的第一坐标，获取所述多个第一基准点在世界坐标系的第二坐标，根据所述第一坐标和所述第二坐标，确定像素坐标系与世界坐标系之间的坐标转换关系，实现了普遍适用的规范化、自动化校准，提高了校准效率。

【技术实现步骤摘要】
校准方法、装置及系统
本专利技术涉及图像采集器校准
，尤其涉及一种校准方法、装置及系统。
技术介绍
当前，在临床检查中医学影像检查已经成为常规检查。在医学影像检查中，工作流扫描的患者注册、摆位、定位过程容易因为繁冗的操作过程出现误操作。传统的医学影像检查的工作流程中，需要医生进入扫描间通过手动控制按键的方式调整医学成像设备的扫描床的床高和床位码，以确定扫描起始范围，然后返回操作间通过控制台设备启动扫描，该过程费时且需要与患者进行直接接触。近年来，基于自然图像进行远程定位的方法正逐渐被使用。这种技术用对实时自然图像的操作代替手动控制医学成像设备的按键，可以实现隔室操作。其中的重要一环是将图像采集器获取的自然图像的像素坐标与世界坐标系的空间坐标进行互相转换，而进行这种转换的前提是校准，即获取到像素坐标系与世界坐标系之间的坐标转换关系。
技术实现思路
为克服相关技术中存在的问题，本专利技术提供了一种校准方法、装置及系统。根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种校准方法，应用于校准设备，包括：获取图像采集器采集的目标空间范围内医学成像设备的可移动的扫描床上校准板的第一视频数据，所述目标空间范围包括扫描床的多个水平位置和多个垂直位置；从所述第一视频数据中提取至少一个目标图像帧，并从所述至少一个目标图像帧中获取多个第一基准点在像素坐标系的第一坐标；获取所述多个第一基准点在世界坐标系的第二坐标；根据所述第一坐标和所述第二坐标，确定像素坐标系与世界坐标系之间的坐标转换关系。根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种校准装置，应用于校准设备，包括：视频数据获取模块，用于获取图像采集器采集的目标空间范围内医学成像设备的可移动的扫描床上校准板的第一视频数据，所述目标空间范围包括扫描床的多个水平位置和多个垂直位置；第一目标坐标获取模块，用于从所述第一视频数据中提取至少一个目标图像帧，并从所述至少一个目标图像帧中获取多个第一基准点在像素坐标系的第一坐标；第二坐标获取模块，用于获取所述多个第一基准点在世界坐标系的第二坐标；转换关系确定模块，用于根据所述第一坐标和所述第二坐标，确定像素坐标系与世界坐标系之间的坐标转换关系。根据本专利技术实施例的第三方面，提供一种校准方法，应用于包括图像采集器、医学成像设备和校准设备的校准系统，包括：图像采集器采集目标空间范围内医学成像设备的可移动的扫描床上校准板的第一视频数据，并将所述第一视频数据发送给校准设备，所述目标空间范围包括扫描床的多个水平位置和多个垂直位置；校准设备从所述第一视频数据中提取至少一个目标图像帧，并从所述至少一个目标图像帧中获取多个第一基准点在像素坐标系的第一坐标；校准设备获取所述多个第一基准点在世界坐标系的第二坐标；校准设备根据所述第一坐标和所述第二坐标，确定像素坐标系与世界坐标系之间的坐标转换关系。根据本专利技术实施例的第四方面，提供一种校准系统，包括：医学成像设备，所述医学成像设备包括扫描床，所述扫描床上安装有可移动的校准板；图像采集器，用于采集目标空间范围内医学成像设备的可移动的扫描床上校准板的第一视频数据，并将所述第一视频数据发送给校准设备，所述目标空间范围包括多个水平位置和多个垂直位置；校准设备，用于从所述第一视频数据中提取至少一个目标图像帧，并从所述至少一个目标图像帧中获取多个第一基准点在像素坐标系的第一坐标；获取所述多个第一基准点在世界坐标系的第二坐标；根据所述第一坐标和所述第二坐标，确定像素坐标系与世界坐标系之间的坐标转换关系。本专利技术实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本专利技术实施例，通过获取图像采集器采集的目标空间范围内医学成像设备的可移动的扫描床上校准板的第一视频数据，所述目标空间范围包括多个水平位置和多个垂直位置，从所述第一视频数据中提取至少一个目标图像帧，并从所述至少一个目标图像帧中获取多个第一基准点在像素坐标系的第一坐标，获取所述多个第一基准点在世界坐标系的第二坐标，根据所述第一坐标和所述第二坐标，确定像素坐标系与世界坐标系之间的坐标转换关系，实现了普遍适用的规范化、自动化校准，提高了校准效率。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施例，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。图1是本专利技术实施例提供的校准方法的一种应用场景示例图。图2是本专利技术实施例提供的校准方法的另一种应用场景示例图。图3是本专利技术实施例提供的校准方法的另一种应用场景示例图。图4是本专利技术实施例提供的校准方法的流程示例图。图5是相机与医学成像设备的扫描床之间的位置关系示意图。图6是本专利技术实施例提供的校准装置的功能方块图。图7是本专利技术实施例提供的校准设备的一个硬件结构图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本专利技术实施例使用的术语是仅仅出于描述特定本专利技术实施例的目的，而非旨在限制本专利技术实施例。在本专利技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。应当理解，尽管在本专利技术实施例可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本专利技术实施例范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。图1是本专利技术实施例提供的校准方法的一种应用场景示例图。如图1所示，在进行医学影像检查的相关设备的安装时，将医学成像设备和图像采集器放置在扫描间，将控制台设备放置在与扫描间相邻的操作间中。其中，医学成像设备包括扫描床(本文中也可称为检查床)，图像采集器可以通过固定装置安装于扫描床的上方。控制台设备分别与医学成像设备和图像采集器通信连接，能够接收医学成像设备和图像采集器发送的数据，以及向医学成像设备和图像采集器发送相关的指令。其中，控制台设备可以通过执行本专利技术校准设备侧的校准方法，获得像素坐标系与世界坐标系之间的坐标转换关系，并存储在控制台设备中，即本实施例中，控制台设备中包括校准设备或控制台设备作为校准设备。在进行医学影像检查时，图像采集器采集扫描床上受检者的待扫描部位的自然图像，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种校准方法，其特征在于，应用于校准设备，包括：/n获取图像采集器采集的目标空间范围内医学成像设备的可移动的扫描床上校准板的第一视频数据，所述目标空间范围包括扫描床的多个水平位置和多个垂直位置；/n从所述第一视频数据中提取至少一个目标图像帧，并从所述至少一个目标图像帧中获取多个第一基准点在像素坐标系的第一坐标；/n获取所述多个第一基准点在世界坐标系的第二坐标；/n根据所述第一坐标和所述第二坐标，确定像素坐标系与世界坐标系之间的坐标转换关系。/n

【技术特征摘要】
1.一种校准方法，其特征在于，应用于校准设备，包括：
获取图像采集器采集的目标空间范围内医学成像设备的可移动的扫描床上校准板的第一视频数据，所述目标空间范围包括扫描床的多个水平位置和多个垂直位置；
从所述第一视频数据中提取至少一个目标图像帧，并从所述至少一个目标图像帧中获取多个第一基准点在像素坐标系的第一坐标；
获取所述多个第一基准点在世界坐标系的第二坐标；
根据所述第一坐标和所述第二坐标，确定像素坐标系与世界坐标系之间的坐标转换关系。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一坐标和所述第二坐标，确定像素坐标系与世界坐标系之间的坐标转换关系，包括：
将所述第一坐标和所述第二坐标分为多个坐标对，每个坐标对包括一个第一坐标和一个第二坐标，且每个坐标对中的第一坐标和第二坐标属于同一个第一基准点；
将每个坐标对中的第一坐标和第二坐标代入预设的目标函数中，所述目标函数为带有未知参数的多元方程组，得到所述多个坐标对对应的多个等式；
根据所述多个等式，确定所述多元方程组的参数值；
将所述参数值代入所述多元方程组，得到目标函数；
将所述目标函数确定为像素坐标系与世界坐标系之间的坐标转换关系。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述目标函数确定为像素坐标系与世界坐标系之间的坐标转换关系之前，还包括：
从所述至少一个目标图像帧中获取多个第二基准点在像素坐标系的第一坐标；
获取所述多个第二基准点在世界坐标系的第二坐标；
将所述多个第二基准点的第一坐标分别代入所述目标函数，得到多个预估函数值，每个预估函数值对应一个第二基准点；
对于每个预估函数值，获取所述预估函数值与对应的第二基准点的第二坐标的差值的绝对值，作为所述预估函数值对应的误差值；
确定所述多个预估函数值对应的误差值中的最大值小于或等于预设误差阈值。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一坐标和所述第二坐标，确定像素坐标系与世界坐标系之间的坐标转换关系之后，还包括：
基于所述像素坐标系与世界坐标系之间的坐标转换关系，进行坐标转换。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述像素坐标系与世界坐标系之间的坐标转换关系，进行坐标转换，包括：
获取图像采集器采集的目标空间范围内扫描床上的受检者的第二视频数据，以及所述图像采集器与所述受检者之间的距离信息；
从所述第二视频数据中确定自然图像帧；
接收对所述自然图像帧中第一目标坐标的第一操作信息；
根据所述像素坐标系与世界坐标系之间的坐标转换关系、所述第一目标坐标对应的像素坐标系坐标和所述距离信息，将所述第一目标坐标转换为世界坐标系中的第二目标坐标。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述第一目标坐标转换为世界坐标系中的第二目标坐标之后，还包括：
根据所述第一操作信息，生成针对所述第二目标坐标的第二操作信息；
将所述第二操作信息发送给医学成像设备。


7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述像素坐标系与世界坐标系之间的坐标转换关系，进行坐标转换，包括：
获取图像采集器采集的目标空间范围内扫描床上的受检者...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘月，赵烁，邹达，韩冬，
申请(专利权)人：沈阳先进医疗设备技术孵化中心有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21