光源矫正方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光源矫正方法及装置。其中，该方法包括：获取目标血管的一个或多个关键点在不同投影面上的坐标，其中，不同投影面为固定光源和矫正光源分别对目标血管从不同角度投射光源形成的投影面；基于固定光源以及坐标对矫正光源进行矫正，直到一个或多个关键点的对应点存在预定关系。本发明专利技术解决了相关技术中不同投影面内由于血管形态和空间位置的改变造成的无法对血管进行三维重构的技术问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
光源矫正方法及装置
[0001]本案为基于于2021年04月27日提交中国专利局、申请号为2021104624733、申请名称“光源矫正方法及装置”的案件提出的分案申请。


[0002]本专利技术涉及计算机辅助DSA影像处理
，具体而言，涉及一种光源矫正方法及装置。

技术介绍

[0003]临床进行数字剪影血管造影DSA影像检查时，医生会根据患者血管狭窄处的实际情况取成像最清晰的角度进行拍摄，一般取两个角度的图像进行保存和分析。由于相机平移旋转过程中会产生难以避免的机械误差，这会导致两个角度下的相机空间位置并不完全准确，为血管的三维重构增添了许多难度。对此，在三维重构处理之前，需要对相机位置即光源位置进行矫正。对于无形变，但空间位置存在偏移的血管，如颅脑血管，需要一次平移即可实现光源矫正。而对于受心脏舒张和收缩交替影响的冠脉血管，不同时刻的冠脉血管会同时出现形状和空间位置的改变，图1(a)(图1(a)是根据现有技术的同一根血管在同一处光源下拍摄的三帧连续的DSA影像一)、图1(b)(图1(b)是根据现有技术的同一根血管在同一处光源下拍摄的三帧连续的DSA影像二)以及图1(c)(图1(c)是根据现有技术的同一根血管在同一处光源下拍摄的三帧连续的DSA影像三)分别是根据现有技术的同一根血管在同一处光源下拍摄的三帧连续的DSA影像的示意图，由图1可见，三帧图像中的血管发生不同程度的形变，若只通过平移来矫正光源的位置，矫正后的结果仍难以重构出三维模型。
[0004]针对上述相关技术中不同投影面内由于血管形态和空间位置的改变造成的无法对血管进行三维重构的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
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技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种光源矫正方法及装置，以至少解决相关技术中不同投影面内由于血管形态和空间位置的改变造成的无法对血管进行三维重构的技术问题。
[0006]根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种光源矫正方法，包括：获取目标血管的一个或多个关键点在不同投影面上的坐标，其中，所述不同投影面为固定光源和矫正光源分别对所述目标血管从不同角度投射光源形成的投影面；基于所述固定光源以及所述坐标对所述矫正光源进行矫正，直到所述一个或多个关键点的对应点存在预定关系；其中，基于所述固定光源以及所述坐标对所述矫正光源进行矫正，直到所述多个关键点的对应点存在预定关系，包括：控制所述固定光源位置不变，对所述矫正光源进行平移和旋转，直到满足：在所述关键点为多个的情况下，满足第一关键点的对应点重合、第二关键点的对应点在一条极线上，所述第一关键点和所述第二关键点为多个关键点中的点；各所述关键点为狭窄点或者分叉点，所述目标血管为冠脉血管；所述关键点为两个，基于所述固定光源以及所述坐标对所述矫正光源进行矫正，包括：确定所述关键点在所述固定光源的投射下形成的投
影面一上的坐标点一和坐标点三；确定所述关键点在所述矫正光源的投射下形成的投影面二上的坐标点二和坐标点四；控制所述固定光源位置不变，对所述矫正光源进行平移和旋转，直到所述坐标点一和所述坐标点二重合、且所述坐标点三与所述坐标点四在一条极线上；控制所述固定光源位置不变，对所述矫正光源进行平移和旋转，包括：控制所述固定光源和所述坐标点一对应的向量一不变，同时对所述矫正光源和所述坐标点二对应的向量二进行平移和旋转，直到所述固定光源、所述坐标点一、所述矫正光源以及所述坐标点二共面；计算所述固定光源、所述坐标点一、所述矫正光源以及所述坐标点二共面时，所述矫正光源的平移量；根据所述平移量控制所述矫正光源平移；其中，设定光源的平移量；根据所述平移量控制所述矫正光源平移；其中，设定光源的平移量；根据所述平移量控制所述矫正光源平移；其中，设定为四点在同一平面内时，所述平面的法向量，设定为：为四点在同一平面内时，所述平面的法向量，设定为：求解得到为所述平移量：S1指的是所述固定光源，PN1指的是所述坐标点一，S2指的是所述矫正光源，PN2指的是所述坐标点二，S
′2指的是平移后的第二光源，P
′
12
指的是平移后的所述坐标点二。
[0007]可选地，获取目标血管的一个或多个关键点在不同投影面上的坐标，包括：利用所述固定光源和所述矫正光源分别从不同角度向所述目标血管投射光源，得到所述目标血管的血管轮廓；对所述血管轮廓进行分析，确定所述一个或多个关键点；获取所述一个或多个关键点在所述不同投影面上的坐标。
[0008]可选地，在获取目标血管的一个或多个关键点在不同投影面上的坐标之前，还包括：在确定所述目标血管仅存在空间位置偏移时，确定所述关键点为一个；在确定所述目标血管发生形变并且存在空间位置偏移时，确定所述关键点为多个。
[0009]可选地，控制所述固定光源位置不变，对所述矫正光源进行平移，包括：计算所述固定光源、所述坐标点一、所述矫正光源以及所述坐标点二共面时，所述矫正光源的和旋转矩阵；根据所述旋转矩阵控制所述矫正光源旋转。
[0010]可选地，计算所述固定光源、所述坐标点一、所述矫正光源以及所述坐标点二共面时，所述矫正光源的平移量和旋转矩阵，包括：对所述平移量和所述旋转矩阵进行初始化，得到初始化平移量和初始化旋转矩阵；利用所述初始化平移量、所述初始化旋转矩阵以及单位矩阵构造目标函数，同时利用所述初始化平移量、所述初始化旋转矩阵以及共面方程构造拉格朗日方程；利用所述拉格朗日方程确定所述目标函数的最优解，得到所述平移量和所述旋转矩阵；其中，定义：和所述旋转矩阵；其中，定义：N＝1,2,3...；设定旋转矩阵r(α,β,γ)和平移量为其中，方程未知数为α，β，γ，x，y，z，如下所示：
S1指的是所述固定光源，PN1指的是所述坐标点一，S2指的是所述矫正光源，PN2指的是所述坐标点二，S
′2为S2矫正后的位置，P
′
N2
为PN2矫正后的位置，
[0011]构建以下公式：构建以下公式：构建以下公式：由分配率得：由分配率得：接着由混合积的轮换性得：令：设目标函数为其中，目标函数为：构成拉格朗日方程，求目标函数的最优解，构成拉格朗日方程L(α,β,γ,x,y,z,λ)如下：方程中未知数为α，β，γ，x，y，z，λ，其余量已知，分别计算拉格朗日函数对α，β，γ，x，y，z，λ的偏导数，令偏导数为零，联立方程组，求得函数最优解。
[0012]可选地，在对所述矫正光源进行矫正前，所述目标血管的血管轮廓一与所述目标血管的血管轮廓二存在位置偏差，其中，所述血管轮廓一为所述目标血管在所述不同投影面中的投影面一上的轮廓，所述血管轮廓二为所述目标血管在所述不同投影面中除所述投影面一的其他投影面上的轮廓；在对所述矫正光源进行矫正后，所述目标血管的血管轮廓一与所述目标血管的血管轮廓二的至少一组对应点重合。
[0013]根据本专利技术实施例的另一个方面，提供了一种光源矫正装置，包括：获取单元，用于获取目标血管的一个或多个关键点在不同投影面上的坐标，其中，所述不同投影面为固定光源和矫正光源分别对所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光源矫正方法，其特征在于，包括：获取目标血管的一个或多个关键点在不同投影面上的坐标，其中，所述不同投影面为固定光源和矫正光源分别对所述目标血管从不同角度投射光源形成的投影面；基于所述固定光源以及所述坐标对所述矫正光源进行矫正，直到所述一个或多个关键点的对应点存在预定关系；其中，基于所述固定光源以及所述坐标对所述矫正光源进行矫正，直到所述多个关键点的对应点存在预定关系，包括：控制所述固定光源位置不变，对所述矫正光源进行平移和旋转，直到满足：在所述关键点为多个的情况下，满足第一关键点的对应点重合、第二关键点的对应点在一条极线上，所述第一关键点和所述第二关键点为多个关键点中的点；各所述关键点为狭窄点或者分叉点，所述目标血管为冠脉血管；所述关键点为两个，基于所述固定光源以及所述坐标对所述矫正光源进行矫正，包括：确定所述关键点在所述固定光源的投射下形成的投影面一上的坐标点一和坐标点三；确定所述关键点在所述矫正光源的投射下形成的投影面二上的坐标点二和坐标点四；控制所述固定光源位置不变，对所述矫正光源进行平移和旋转，直到所述坐标点一和所述坐标点二重合、且所述坐标点三与所述坐标点四在一条极线上；控制所述固定光源位置不变，对所述矫正光源进行平移和旋转，包括：控制所述固定光源和所述坐标点一对应的向量一不变，同时对所述矫正光源和所述坐标点二对应的向量二进行平移和旋转，直到所述固定光源、所述坐标点一、所述矫正光源以及所述坐标点二共面；计算所述固定光源、所述坐标点一、所述矫正光源以及所述坐标点二共面时，所述矫正光源的平移量；根据所述平移量控制所述矫正光源平移；其中，设定其中，设定为四点在同一平面内时，所述平面的法向量，设定为：平面的法向量，设定为：平面的法向量，设定为：求解得到为所述平移量：S1指的是所述固定光源，P
N1
指的是所述坐标点一，S2指的是所述矫正光源，P
N2
指的是所述坐标点二，S
′2指的是平移后的第二光源，P1′2指的是平移后的所述坐标点二。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取目标血管的一个或多个关键点在不同投影面上的坐标，包括：利用所述固定光源和所述矫正光源分别从不同角度向所述目标血管投射光源，得到所述目标血管的血管轮廓；对所述血管轮廓进行分析，确定所述一个或多个关键点；获取所述一个或多个关键点在所述不同投影面上的坐标。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取目标血管的一个或多个关键点在不
同投影面上的坐标之前，还包括：在确定所述目标血管仅存在空间位置偏移时，确定所述关键点为一个；在确定所述目标血管发生形变并且存在空间位置偏移时，确定所述关键点为多个。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述固定光源位置不变，对所述矫正光源进行平移，包括：计算所述固定光源、所述坐标点一、所述矫正光源以及所述坐标点二共面时，所述矫正光源的和旋转矩阵；根据所述旋转矩阵控制所述矫正光源旋转。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，计算所述固定光源、所述坐标点一、所述矫正光源以及所述坐标点二共面时，所述矫正光源的平移量和旋转矩阵，包括：对所述平移量和所述旋转矩阵进行初始化，得到初始化平移量和初始化旋转矩阵；利用所述初始化平移量、所述初始化旋转矩阵以及单位矩阵构造目标函数，同时利用所述初始化平移量、所述初始化旋转矩阵以及共面方程构造拉格朗日方程；利用所述拉格朗日方程确定所述目标函数的最优解，得到所述平移量和所述旋转矩阵；其中，定义...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵清华，毛益进，张超，高唱，刘伟，
申请(专利权)人：北京阅影科技有限公司，
类型：发明
国别省市：