患者監(jiān)視器和方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了患者監(jiān)視系統(tǒng)和方法。監(jiān)視系統(tǒng)包括一組立體攝像機(jī)(10)，其被定向?yàn)楂@得機(jī)械床(18)上的患者(20)的圖像。攝像機(jī)(10)連接至計(jì)算機(jī)14，其包括：3D位置確定模塊(26)，其可操作來處理患者的立體圖像以識(shí)別所成像患者的表面上的多個(gè)點(diǎn)的3D位置；目標(biāo)模型存儲(chǔ)器(32)，其可操作來存儲(chǔ)包括標(biāo)識(shí)三角形3D線網(wǎng)模型的頂點(diǎn)的集合的3D位置和表示頂點(diǎn)之間的連接的連通性的數(shù)據(jù)的目標(biāo)模型；以及匹配模塊(34)，其可操作來識(shí)別目標(biāo)模型存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的目標(biāo)模型表面中離由3D位置確定模塊識(shí)別的點(diǎn)最近的三角形，并計(jì)算最小化在所識(shí)別的點(diǎn)與包含目標(biāo)模型表面的被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離的剛性轉(zhuǎn)換。所確定的轉(zhuǎn)換可以用于指示機(jī)械床(18)將患者(20)定位在與所存儲(chǔ)目標(biāo)模型相對(duì)應(yīng)的位置上或者可替換地在患者超出位置大于閾值量時(shí)禁止治療設(shè)備(16)操作。
【專利說明】患者監(jiān)視器和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及患者監(jiān)視。更特別地，本發(fā)明的實(shí)施例涉及監(jiān)視患者的定位并且還能夠檢測(cè)患者的移動(dòng)。本發(fā)明特別適于與放射治療裝置和計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)掃描器等一起使用，其中，患者移動(dòng)的精確定位和檢測(cè)對(duì)于成功的治療來說很重要。

【背景技術(shù)】
[0002]放射治療包括在患者身體的預(yù)定區(qū)域上投射輻射波束以破壞或消除其中存在的腫瘤。這種治療通常定期和重復(fù)地進(jìn)行。在每次醫(yī)療干預(yù)中，輻射源必須相對(duì)于患者定位以利用盡可能最高的準(zhǔn)確度照射所選擇的區(qū)域，從而避免輻射到輻射波束會(huì)對(duì)其有害的鄰近組織。
[0003]當(dāng)將輻射施加至患者時(shí)，治療設(shè)備的選通應(yīng)該與呼吸周期匹配以使得輻射聚焦在腫瘤的位置上并且最小化對(duì)其他組織的附帶損害。如果檢測(cè)到患者的移動(dòng)，則治療應(yīng)該被停止以避免照射患者的除腫瘤位置以外的區(qū)域。
[0004]為此，用于在放射治療期間協(xié)助患者定位的許多監(jiān)視系統(tǒng)被提出，諸如在維申RT(Vis1n RT)的早期專利以及專利申請(qǐng)US7348974、US7889906和US2009-018711中所述，其全部?jī)?nèi)容通過引用包含于此。
[0005]在Vis1n RT的專利和專利申請(qǐng)中所述的系統(tǒng)中，患者的立體圖像被獲得并被處理以生成標(biāo)識(shí)與所成像患者的表面上的點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的大量點(diǎn)的3D位置的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以與之前情況下生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較并用于以一致的方式定位患者或在患者移動(dòng)出位置時(shí)提供警告。通常，這種比較包括進(jìn)行普氏分析(Procrustes analysis)以確定轉(zhuǎn)換,該轉(zhuǎn)換最小化了由基于實(shí)時(shí)圖像生成的數(shù)據(jù)所標(biāo)識(shí)的患者表面上的點(diǎn)和由之前情況下生成的數(shù)據(jù)所標(biāo)識(shí)的患者表面上的點(diǎn)之間的位置差異。
[0006]確定當(dāng)前患者位置和治療前期患者位置之間的精確匹配是困難的。
[0007]—個(gè)特殊問題是不能保證恰好患者的相同部分在兩個(gè)不同情況下被成像。這意味著，盡管所獲得的數(shù)據(jù)可以標(biāo)識(shí)患者表面上的點(diǎn)的3D坐標(biāo)，但在一個(gè)模型中標(biāo)識(shí)的點(diǎn)不一定對(duì)應(yīng)于在先前所生成模型中的數(shù)據(jù)所表示的點(diǎn)。由此，試圖確定轉(zhuǎn)換以最小化不同情況下所獲得的數(shù)據(jù)中的點(diǎn)之間的平均距離可能不能精確地反映患者的位置如何改變。
[0008]此外，在使用時(shí)，治療設(shè)備的部分可能模糊立體攝像機(jī)的視圖，以使得僅可以生成患者的表面的一部分的數(shù)據(jù)。這可能意味著，所成像表面和用于生成目標(biāo)數(shù)據(jù)的表面之間僅存在有限的重疊區(qū)域。
[0009]除了試圖識(shí)別兩個(gè)表面之間的精確匹配之外，還期望快速確定這種匹配。給出在典型模型表面中的大量數(shù)據(jù)點(diǎn)，點(diǎn)的子集有時(shí)被選擇并用于計(jì)算初始匹配。通常，這些點(diǎn)被選擇以使得它們分布在模型的表面上。然而，在僅點(diǎn)的子集被用于確定兩個(gè)表面之間的匹配的情況下，如果僅使用相對(duì)少量的點(diǎn)來確定與當(dāng)前模型和目標(biāo)模型之間的重疊區(qū)域相對(duì)應(yīng)的匹配，則匹配的準(zhǔn)確度可能很差。
[0010]需要一種能夠快速和準(zhǔn)確地識(shí)別匹配的替代系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種確定用于將物體的位置與由目標(biāo)模型表示的目標(biāo)物體的位置匹配的剛性轉(zhuǎn)換的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，目標(biāo)模型包括標(biāo)識(shí)三角形3D線網(wǎng)的頂點(diǎn)的集合的3D位置和表示頂點(diǎn)之間的連接的連通性的數(shù)據(jù)，所述方法包括:獲得物體的立體圖像；利用計(jì)算機(jī)處理立體圖像以識(shí)別所成像物體的表面上的多個(gè)點(diǎn)的3D位置；利用計(jì)算機(jī)基于在所識(shí)別的3D位置和目標(biāo)模型中被識(shí)別為離所述位置最近的頂點(diǎn)之間的所確定距離來選擇所成像物體的表面上的所識(shí)別3D位置的集合作為要用于確定剛性轉(zhuǎn)換的點(diǎn)，該剛性轉(zhuǎn)換用于將物體的位置與目標(biāo)物體的位置匹配；以及利用計(jì)算機(jī)來計(jì)算最小化在所識(shí)別的3D位置的集合與包含目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離的剛性轉(zhuǎn)換。
[0012]在一些實(shí)施例中，選擇所成像物體的表面上所識(shí)別3D位置的集合以及計(jì)算最小化在所識(shí)別的3D位置的集合與包含目標(biāo)模型表面的被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離的剛性轉(zhuǎn)換可以包括多次迭代:確定要用于當(dāng)前迭代的閾值；基于在所識(shí)別3D位置和目標(biāo)模型中被識(shí)別為與所述位置最近的頂點(diǎn)之間的距離與閾值的比較來選擇所成像物體的表面上所識(shí)別3D位置的集合作為要用于確定剛性轉(zhuǎn)換的點(diǎn)，該剛性轉(zhuǎn)換用于將物體的位置與目標(biāo)物體的位置進(jìn)行匹配；計(jì)算最小化在所識(shí)別3D位置的集合與包含目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離的剛性轉(zhuǎn)換；其中，用于將物體的位置與目標(biāo)物體的位置匹配的剛性轉(zhuǎn)換包括在每次迭代時(shí)確定的轉(zhuǎn)換的和。
[0013]在這些實(shí)施例中，可以設(shè)置用于第一次迭代的初始閾值，以及可以基于所識(shí)別的3D位置和目標(biāo)模型中被識(shí)別為離所述位置最近的頂點(diǎn)之間的平均距離來確定用于隨后迭代的閾值。
[0014]可以基于在點(diǎn)處的物體的相對(duì)定向和目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離該點(diǎn)最近的三角形的定向來選擇所成像物體的表面上的要用于確定用于將物體的位置與目標(biāo)物體的位置匹配的剛性轉(zhuǎn)換的3D位置的集合。
[0015]此外，所選擇的集合可以被過濾以在計(jì)算剛性轉(zhuǎn)換之前移除被確定為投影至相同位置的任何點(diǎn)，剛性轉(zhuǎn)換最小化在所過濾的所識(shí)別的3D位置的集合與包含目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離。
[0016]在一些實(shí)施例中，計(jì)算最小化在所成像物體的表面上的所識(shí)別點(diǎn)與包含目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離的剛性轉(zhuǎn)換可以包括:針對(duì)所述點(diǎn)的每一個(gè)確定所述點(diǎn)至包含目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為與這些點(diǎn)最近的三角形的平面的投影；確定將被識(shí)別為位于物體的表面上的位置的點(diǎn)的質(zhì)心與所述點(diǎn)至包含目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的所識(shí)別平面的投影對(duì)準(zhǔn)的平移；以及在施加所確定的平移之后，確定最小化在所成像物體的表面上的所識(shí)別點(diǎn)與包含目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離的旋轉(zhuǎn)。
[0017]識(shí)別目標(biāo)模型表面中離所成像物體的表面上的點(diǎn)的3D位置最近的三角形可以包括:生成用于針對(duì)3D空間中點(diǎn)的規(guī)則網(wǎng)格來識(shí)別目標(biāo)模型中離這些點(diǎn)最近的頂點(diǎn)的陣列；識(shí)別規(guī)則3D網(wǎng)格的離所成像物體的表面上的點(diǎn)最近的部分；以及通過陣列利用與3D網(wǎng)格的所識(shí)別部分相關(guān)聯(lián)的頂點(diǎn)來識(shí)別目標(biāo)模型表面中離所述點(diǎn)最近的三角形。
[0018]在這些實(shí)施例中，通過陣列利用與3D網(wǎng)格的所識(shí)別部分相關(guān)聯(lián)的頂點(diǎn)來識(shí)別目標(biāo)模型表面中離所述點(diǎn)最近的三角形可以包括:確定與3D網(wǎng)格的所識(shí)別部分相關(guān)聯(lián)的頂點(diǎn)、模型表面中與當(dāng)前正被處理的物體的表面上的點(diǎn)最近的頂點(diǎn)；確定直接連接至所確定的最近頂點(diǎn)的頂點(diǎn)中的任一個(gè)是否更接近于當(dāng)前正被處理的所成像物體的表面上的點(diǎn)的3D位置；如果直接連接的頂點(diǎn)中的任一個(gè)被確定為更接近于當(dāng)前正被處理的所成像物體的表面上的點(diǎn)的3D位置，則識(shí)別連接至該頂點(diǎn)的任意頂點(diǎn)是否更接近于當(dāng)前正被處理的所成像物體的表面上的點(diǎn)的3D位置；以及當(dāng)確定直接連接的頂點(diǎn)都沒被確定為更接近于當(dāng)前正被處理的所成像物體的表面上的點(diǎn)的3D位置時(shí)，針對(duì)目標(biāo)模型中包含最近所識(shí)別頂點(diǎn)的每個(gè)三角形來確定包含該三角形的平面和所成像物體的表面上的點(diǎn)的3D位置之間的距離，以識(shí)別目標(biāo)表面中離當(dāng)前正被處理的物體的表面上的點(diǎn)最近的三角形。
[0019]合適的陣列可以通過以下生成:針對(duì)目標(biāo)模型中的每個(gè)頂點(diǎn)使用與目標(biāo)模型的頂點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的3D坐標(biāo)來識(shí)別規(guī)則3D網(wǎng)格中與頂點(diǎn)的位置最近的部分；確定頂點(diǎn)與對(duì)應(yīng)于規(guī)則3D網(wǎng)格的所識(shí)別部分中的點(diǎn)的位置之間的距離；以及確定所識(shí)別的點(diǎn)是否與表示離目標(biāo)模型中另一頂點(diǎn)更近的點(diǎn)的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，以及如果不是，將所述點(diǎn)關(guān)聯(lián)到標(biāo)識(shí)頂點(diǎn)和頂點(diǎn)與所述點(diǎn)之間的距離的數(shù)據(jù)。規(guī)則網(wǎng)格的不與標(biāo)識(shí)頂點(diǎn)的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的部分之后可以通過以下與數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián):在與規(guī)則3D網(wǎng)格的軸相對(duì)應(yīng)的方向中的每一個(gè)上遍歷規(guī)則3D網(wǎng)格，以及當(dāng)遍歷網(wǎng)格時(shí)，確定在遍歷的方向上與網(wǎng)格上的鄰近點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的頂點(diǎn)是否比之前與該網(wǎng)格點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的任何頂點(diǎn)更接近于與當(dāng)前網(wǎng)格點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的位置，以及如果這樣，關(guān)聯(lián)該網(wǎng)格點(diǎn)和標(biāo)識(shí)與該鄰近網(wǎng)格點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的頂點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
[0020]在另一方面中，提供一種患者監(jiān)視系統(tǒng)，包括:3D位置確定模塊，其可操作來處理患者的立體圖像以識(shí)別所成像患者的表面上的多個(gè)點(diǎn)的3D位置；目標(biāo)模型存儲(chǔ)器，其可操作來存儲(chǔ)目標(biāo)模型，該目標(biāo)模型包括標(biāo)識(shí)三角形3D線網(wǎng)模型的頂點(diǎn)的集合的3D位置和表示頂點(diǎn)之間的連接的連通性的數(shù)據(jù)；以及匹配模塊，其可操作來識(shí)別目標(biāo)模型存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的目標(biāo)模型表面中離由3D位置確定模塊所識(shí)別的點(diǎn)最近的三角形，并計(jì)算最小化在所識(shí)別點(diǎn)的所選擇集合與包含目標(biāo)模型表面的被識(shí)別為與這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離的剛性轉(zhuǎn)換，其中，基于在所識(shí)別的3D位置和目標(biāo)模型中被識(shí)別為離這些位置最近的頂點(diǎn)之間的所確定距離來選擇用于確定剛性轉(zhuǎn)換的所選擇的點(diǎn)的集合。
[0021]該患者監(jiān)視系統(tǒng)可以另外地包括立體攝像機(jī)，其可操作來獲得患者的立體圖像，其中，3D位置確定模塊被配置為處理由立體攝像機(jī)獲得的立體圖像。
[0022]系統(tǒng)還可以包括機(jī)械床，其中，立體攝像機(jī)可操作來獲得床上的患者的立體圖像，以及匹配模塊可操作來基于最小化在所成像患者的表面上的所識(shí)別點(diǎn)和包含目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離的所計(jì)算的剛性轉(zhuǎn)換，生成指令以使得機(jī)械床對(duì)準(zhǔn)所成像患者。
[0023]此外，系統(tǒng)還可以包括治療設(shè)備，其中治療設(shè)備被配置為:如果匹配模塊確定最小化在所成像患者的表面上的所識(shí)別點(diǎn)和包含目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為與這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離的所計(jì)算的剛性轉(zhuǎn)換表示患者從位置移動(dòng)大于閾值量，則禁止操作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中:
[0025]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的患者監(jiān)視器的示意圖；
[0026]圖2是圖1的患者監(jiān)視器的確定用于匹配兩個(gè)模型表面的匹配平移和旋轉(zhuǎn)的處理的流程圖；
[0027]圖3是圖1的監(jiān)視器的填充標(biāo)識(shí)最近頂點(diǎn)的陣列的處理的流程圖；
[0028]圖4A-C是圖3的對(duì)陣列的一部分的處理的示意圖；以及
[0029]圖5是圖1的監(jiān)視器的識(shí)別模型表面中離另一表面上的點(diǎn)最近的三角形平面的處理的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的患者監(jiān)視器的示意圖。根據(jù)本實(shí)施例，提供一組立體攝像機(jī)10，其通過電線12連接至計(jì)算機(jī)14。計(jì)算機(jī)14還連接至治療設(shè)備16，諸如用于施加放射治療的直線加速器或者用于計(jì)劃放射治療的X射線模擬器。機(jī)械床18被提供為治療設(shè)備的一部分，患者20在治療期間躺在機(jī)械床18上。治療設(shè)備16和機(jī)械床18被配置為使得在計(jì)算機(jī)14的控制下，機(jī)械床18和治療設(shè)備16的相對(duì)位置可以橫向地、垂直地、縱向地和旋轉(zhuǎn)地變化。
[0031]在使用時(shí)，立體攝像機(jī)10獲得躺在機(jī)械床18上的患者20的視頻圖像。這些視頻圖像經(jīng)由電線12傳輸至計(jì)算機(jī)14。計(jì)算機(jī)14之后處理患者20的圖像以生成患者表面模型。該模型與在前期治療進(jìn)程期間生成的患者模型進(jìn)行比較。當(dāng)定位患者時(shí)，當(dāng)前模型表面和從前期進(jìn)程獲得的目標(biāo)模型表面之間的差異被識(shí)別并且對(duì)準(zhǔn)表面所需的定位指令被確定并發(fā)送至機(jī)械床18。隨后，在治療期間，與初始設(shè)置之間的任何偏差可以被識(shí)別并且如果偏差大于閾值，則計(jì)算機(jī)14將指令發(fā)送至治療設(shè)備16以使得治療停止，直到患者20可以被重新定位。
[0032]為了計(jì)算機(jī)14能夠處理從立體攝像機(jī)10接收到的圖像，計(jì)算機(jī)14通過在盤22上提供的軟件或者通過經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)接收電信號(hào)24來配置成多個(gè)功能模塊26-36?？梢岳斫?，圖1所示的功能模塊26-36僅僅是概念性的，以協(xié)助理解所要求的發(fā)明的工作并且在某些實(shí)施例中可以不直接對(duì)應(yīng)于軟件的源代碼中的代碼塊。在其他實(shí)施例中，由所示功能模塊26-36執(zhí)行的功能可以在不同模塊之間劃分或者可以通過相同模塊的重新使用來執(zhí)行以用于不同功能。
[0033]在該實(shí)施例中，功能模塊26-36包括:3D位置確定模塊26，用于處理從立體攝像機(jī)10接收到的圖像；模型生成模塊28，用于處理由3D位置確定模塊26生成的數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成所成像計(jì)算機(jī)表面的3D線網(wǎng)模型；生成模型存儲(chǔ)器30，用于存儲(chǔ)所成像表面的3D線網(wǎng)模型；目標(biāo)模型存儲(chǔ)器32，用于存儲(chǔ)之前生成的3D線網(wǎng)模型；匹配模塊34，用于確定將所生成的模型與目標(biāo)模型匹配所需的旋轉(zhuǎn)和平移；以及最近頂點(diǎn)陣列36。
[0034]在使用中，隨著圖像通過立體攝像機(jī)10被獲得，這些圖像被3D位置確定模塊26處理。該處理使得3D位置確定模塊能夠識(shí)別在圖像對(duì)中相應(yīng)點(diǎn)的3D位置。由3D位置確定模塊26生成的位置數(shù)據(jù)之后被傳輸至模型生成模塊28，其處理該位置數(shù)據(jù)以生成由立體攝像機(jī)10所成像的患者20的表面的3D線網(wǎng)模型。
[0035]在本實(shí)施例中，3D模型包括三角形線網(wǎng)模型，其中，模型的頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)于由3D位置確定模塊26確定的3D位置。當(dāng)確定了這樣的模型時(shí)，該模型被存儲(chǔ)在生成模型存儲(chǔ)器30中。
[0036]當(dāng)患者20的表面的線網(wǎng)模型被存儲(chǔ)時(shí)，匹配模型34之后被調(diào)用以確定基于由立體攝像機(jī)10所獲得的當(dāng)前圖像的所生成模型與存儲(chǔ)在目標(biāo)模型存儲(chǔ)器32中的患者表面的之前所生成模型之間的匹配平移和旋轉(zhuǎn)。如將要解釋的，匹配模塊34以使得匹配被快速確定并且高精度匹配被確定的方式利用最近頂點(diǎn)陣列36來確定這種匹配。
[0037]所確定的平移和旋轉(zhuǎn)之后可以被作為指令發(fā)送至機(jī)械床18以使得床將患者20定位在相對(duì)于治療設(shè)備16的、與他們之前被治療時(shí)所在的位置相同的位置。隨后，立體攝像機(jī)10可以繼續(xù)監(jiān)視患者20，并且可以通過生成另外的模型表面并將這些所生成的表面與存儲(chǔ)在目標(biāo)模型存儲(chǔ)器32中的目標(biāo)模型進(jìn)行比較來識(shí)別位置中的任何變化。如果確定為患者從位置移動(dòng)，則治療設(shè)備16可以被停止并且患者20被重新定位，由此避免照射患者20的錯(cuò)誤部位。
[0038]現(xiàn)在將參考圖2-5詳細(xì)描述通過匹配模塊34進(jìn)行的處理。
[0039]首先參考圖2，其是由匹配模塊34進(jìn)行的處理的流程圖，當(dāng)匹配模塊34第一次被調(diào)用時(shí)，最初(s2-l)匹配模塊34利用存儲(chǔ)在目標(biāo)模型存儲(chǔ)器32中的數(shù)據(jù)來填充最近頂點(diǎn)陣列36以使得匹配模塊34能夠以有效方式識(shí)別所存儲(chǔ)模型的3D空間中對(duì)于空間中其他點(diǎn)的最近頂點(diǎn)。
[0040]當(dāng)試圖確定匹配轉(zhuǎn)換以將所生成模型表面與目標(biāo)模型表面匹配時(shí)，經(jīng)常需要能夠識(shí)別目標(biāo)模型中離由基于處理當(dāng)前圖像所生成的數(shù)據(jù)所識(shí)別的位置最近的頂點(diǎn)或三角形。通常，這種確定需要針對(duì)所生成模型表面中的每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行多次，同時(shí)計(jì)算迭代轉(zhuǎn)換。傳統(tǒng)上，識(shí)別最近頂點(diǎn)將涉及確定當(dāng)前點(diǎn)與模型中表示的所有頂點(diǎn)之間的距離。在當(dāng)前所生成的模型和目標(biāo)模型都具有N個(gè)頂點(diǎn)的情況下，這涉及N2次計(jì)算，其必須在每次迭代時(shí)被確定。
[0041]相反，根據(jù)本申請(qǐng)，進(jìn)行處理以識(shí)別目標(biāo)模型中離位置的網(wǎng)格最近的頂點(diǎn)，并且該數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在最近頂點(diǎn)陣列36中。隨后，利用最近頂點(diǎn)陣列來識(shí)別目標(biāo)模型中的少量頂點(diǎn)，其可以是離空間中特定點(diǎn)最近的頂點(diǎn)。這會(huì)將處理具有N個(gè)點(diǎn)的模型的量從N2的級(jí)別降低到N的級(jí)別。
[0042]現(xiàn)在將參考圖3和4A-C來描述由匹配模塊34進(jìn)行的填充最近頂點(diǎn)陣列36的處理。
[0043]轉(zhuǎn)向圖3，其是由匹配模塊34進(jìn)行的處理的流程圖，最初(s3_l)匹配模型34從存儲(chǔ)在目標(biāo)模型存儲(chǔ)器32中的目標(biāo)模型中選擇第一頂點(diǎn)。
[0044]匹配模塊34之后(s3_2)利用標(biāo)識(shí)當(dāng)前所選擇頂點(diǎn)在3D空間中的位置的幾何數(shù)據(jù)，來識(shí)別最近頂點(diǎn)陣列的與該區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部分，并且確定標(biāo)識(shí)在所選擇頂點(diǎn)的位置和與3維網(wǎng)格中包含該位置的立方體的角相對(duì)應(yīng)的位置之間的距離的距離值。
[0045]更具體地，在本實(shí)施例中，最近頂點(diǎn)陣列36包括用于存儲(chǔ)與3維陣列相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其中陣列中的每個(gè)項(xiàng)與空間中規(guī)則3D網(wǎng)格上的點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。當(dāng)處理所存儲(chǔ)模型中的頂點(diǎn)時(shí)，使用頂點(diǎn)的幾何數(shù)據(jù)來識(shí)別頂點(diǎn)陣列36中與陣列中離該頂點(diǎn)最近的點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的8個(gè)項(xiàng)。
[0046]由此，例如，假定頂點(diǎn)與標(biāo)識(shí)具有坐標(biāo)(X+δ χ, y+δ y, ζ+δ z)的位置的位置數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，匹配模塊34將由最近頂點(diǎn)陣列36表示的網(wǎng)格上的最近點(diǎn)識(shí)別為與位置(X，y, z)、(x+1, y, z)、(x, y+1, ζ)、(χ+1, y+1, ζ)、(χ, y, ζ+1)、(χ+1, y, ζ+1)、(χ, y+Ι, ζ+1)和(χ+1, y+Ι, ζ+1)相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)。
[0047]匹配模塊34之后確定在由正在被處理的頂點(diǎn)的幾何數(shù)據(jù)所標(biāo)識(shí)的位置與這些位置中的每一個(gè)之間的歐幾里得距離，并且之后(s3-3)確定最近頂點(diǎn)陣列36中那些所識(shí)別的位置是否與標(biāo)識(shí)大于那些所確定距離的頂點(diǎn)距離的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。
[0048]如果匹配模塊34確定與頂點(diǎn)陣列中的項(xiàng)相關(guān)聯(lián)的當(dāng)前距離數(shù)據(jù)大于在由陣列中的項(xiàng)表示的位置與正被處理的頂點(diǎn)之間的歐幾里得距離，或者如果匹配模塊34確定當(dāng)前沒有數(shù)據(jù)與頂點(diǎn)陣列36的所識(shí)別部分相關(guān)聯(lián)，則匹配模塊之后將標(biāo)識(shí)當(dāng)前頂點(diǎn)以及該頂點(diǎn)和與陣列中的項(xiàng)相關(guān)聯(lián)的位置之間的距離的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在最近頂點(diǎn)陣列36的該部分中。
[0049]由此,例如,如果頂點(diǎn)A與坐標(biāo)(X+ δ χ, y+ δ y, ζ+ δ ζ)相關(guān)聯(lián)，當(dāng)確定要針對(duì)位置(x, Y, ζ)存儲(chǔ)在最近頂點(diǎn)陣列36中的數(shù)據(jù)時(shí)，最初，頂點(diǎn)和位置(X，y, ζ)之間的歐幾里得距離將被確定，其在該示例中將是(S χ2+ δ y2+ δ ζ2) 1/20如果該距離小于與點(diǎn)(X，y, ζ)相關(guān)聯(lián)的當(dāng)前距離或者沒有數(shù)據(jù)與該點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，則標(biāo)識(shí)頂點(diǎn)A和所計(jì)算的距離的數(shù)據(jù)將被存儲(chǔ)。
[0050]當(dāng)匹配模塊34檢查了最近頂點(diǎn)陣列36中與陣列中離正在被處理的頂點(diǎn)最近的8個(gè)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的所有八個(gè)項(xiàng)并根據(jù)需要更新了與這些點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)時(shí)，匹配模塊34之后確定(s3-5)目標(biāo)模型的所有頂點(diǎn)是否被處理。如果不是這樣，則選擇目標(biāo)模型中的下一頂點(diǎn)(s3-6)以及最近頂點(diǎn)陣列36中的數(shù)據(jù)之后被更新(s3-2-s3-4)，然后，匹配模塊34再次檢查目標(biāo)模型中的所有頂點(diǎn)是否被處理。
[0051]圖4是由匹配模塊34針對(duì)最近頂點(diǎn)陣列36的部分所進(jìn)行的處理的示意圖。
[0052]在圖4Α的示例中，在相對(duì)于網(wǎng)格的位置中示出了示例性頂點(diǎn)的點(diǎn)A-D，其中，網(wǎng)格線的交叉點(diǎn)對(duì)應(yīng)于與最近頂點(diǎn)陣列36中的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的位置。在圖4的示圖中，僅示出了二維陣列，但在實(shí)際實(shí)施例中，數(shù)據(jù)將被存儲(chǔ)在三維陣列中。
[0053]當(dāng)處理頂點(diǎn)A時(shí)，頂點(diǎn)A的坐標(biāo)數(shù)據(jù)能夠使得包含A的正方形被識(shí)別并且該正方形的角之后與標(biāo)識(shí)矢量A的數(shù)據(jù)以及該角和頂點(diǎn)A的實(shí)際位置之間的距離相關(guān)聯(lián)。類似地，當(dāng)處理頂點(diǎn)B時(shí)，包含頂點(diǎn)B的正方形被識(shí)別并且陣列的與該正方形的角相關(guān)聯(lián)的部分將被更新以標(biāo)識(shí)頂點(diǎn)B。當(dāng)處理頂點(diǎn)C時(shí)，陣列中的相同點(diǎn)將被識(shí)別，因?yàn)锽和C都位于相同正方形中。陣列的與該正方形相對(duì)應(yīng)的離頂點(diǎn)C比離頂點(diǎn)B更近的角之后被更新以與頂點(diǎn)C、而不是與頂點(diǎn)B相關(guān)聯(lián)。
[0054]圖4Β示出了當(dāng)頂點(diǎn)A、B、C和D被處理后陣列的狀態(tài)。在該階段，與字母相關(guān)聯(lián)的交叉點(diǎn)中的每一個(gè)與標(biāo)識(shí)頂點(diǎn)的數(shù)據(jù)(在圖中示出為字母A-D)以及標(biāo)識(shí)在由陣列項(xiàng)表示的位置和由字母標(biāo)識(shí)的頂點(diǎn)的位置之間的距離的距離數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。
[0055]返回至圖3，在處理了目標(biāo)模型中的所有頂點(diǎn)并生成了諸如圖4B所示的稀疏填充的陣列之后，匹配模塊34之后(s3-7)將頂點(diǎn)和距離數(shù)據(jù)傳播遍及整個(gè)網(wǎng)格。
[0056]更具體地，始于陣列的左下角，陣列中的每個(gè)項(xiàng)被依次考慮。在初始傳遞中，項(xiàng)被從左到右處理。陣列被掃描直到與頂點(diǎn)和距離數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的第一項(xiàng)被識(shí)別。針對(duì)陣列中每個(gè)隨后位置，如果沒有頂點(diǎn)數(shù)據(jù)與陣列中的位置相關(guān)聯(lián)，則標(biāo)識(shí)最近識(shí)別的最近頂點(diǎn)的數(shù)據(jù)以及標(biāo)識(shí)該頂點(diǎn)和當(dāng)前標(biāo)識(shí)點(diǎn)之間的距離的距離數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)。如果陣列中的點(diǎn)已經(jīng)與頂點(diǎn)數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，則確定與正在被處理的陣列的部分相關(guān)聯(lián)的頂點(diǎn)是否與該點(diǎn)最近，或者最近識(shí)別的頂點(diǎn)是否最近，并且將陣列中的該點(diǎn)與標(biāo)識(shí)更近頂點(diǎn)和離該頂點(diǎn)的距離的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。
[0057]由此例如，在圖4B所示的陣列的情況中，在陣列的左下方開始，從左向右移動(dòng)，在陣列的底部，要遇到的陣列的第一項(xiàng)將是在陣列底部的與頂點(diǎn)B相關(guān)聯(lián)的項(xiàng)。進(jìn)一步向右移動(dòng)，下一項(xiàng)與頂點(diǎn)C相關(guān)聯(lián)。在該情況下,檢查頂點(diǎn)B還是頂點(diǎn)C離由網(wǎng)格中該項(xiàng)所標(biāo)識(shí)的位置最近。確定了頂點(diǎn)C是最近的之后，陣列中向右移動(dòng)的隨后項(xiàng)將被更新以與頂點(diǎn)C相關(guān)聯(lián)，直到識(shí)別到更近的項(xiàng)。
[0058]從左向右移動(dòng)地更新了陣列之后，相同的處理之后通過從右向左、從上到下、從下到上以及從前到后和從后到前移動(dòng)來重復(fù)。
[0059]圖4C是在最近頂點(diǎn)數(shù)據(jù)被傳播遍及整個(gè)陣列之后圖4B的陣列的部分的示意圖。如可以在圖4C中所看到的，在處理之后，最近頂點(diǎn)陣列36中的每個(gè)點(diǎn)與標(biāo)識(shí)最近頂點(diǎn)的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。頂點(diǎn)陣列被填充的方式是使得確保頂點(diǎn)數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)目標(biāo)模型中與空間中關(guān)聯(lián)于頂點(diǎn)的點(diǎn)最近的頂點(diǎn)。因?yàn)轫旤c(diǎn)陣列中標(biāo)識(shí)的點(diǎn)是規(guī)則網(wǎng)格上的點(diǎn)，因此陣列中與空間中的任何位置最近的點(diǎn)可以從坐標(biāo)數(shù)據(jù)快速確定。
[0060]返回至圖2，在已經(jīng)填充了最近頂點(diǎn)陣列36之后，陣列之后可以被利用來協(xié)助識(shí)別所生成的模型表面中與目標(biāo)模型存儲(chǔ)器32中的目標(biāo)模型的部分相對(duì)應(yīng)的部分。
[0061]在該實(shí)施例中，最初，存儲(chǔ)在生成模型存儲(chǔ)器30中的所生成模型中的所有頂點(diǎn)被認(rèn)為適于匹配至目標(biāo)模型的部分。
[0062]目標(biāo)模型中離當(dāng)前被考慮用于匹配的所生成模型中的頂點(diǎn)中的每一個(gè)最近的三角形之后被確定(s2-2)。針對(duì)所生成模型中的每個(gè)頂點(diǎn)依次來進(jìn)行該確定。
[0063]轉(zhuǎn)向圖5，其是匹配模塊34的用于識(shí)別目標(biāo)模型中離所生成模型中的頂點(diǎn)最近的三角形的處理的流程圖，最初(s5-l)，通過基于正在被處理的頂點(diǎn)的坐標(biāo)使用最近頂點(diǎn)陣列36作為查找表，來識(shí)別用于識(shí)別目標(biāo)模型中與當(dāng)前頂點(diǎn)的位置最近的部分的種子。
[0064]由此例如，當(dāng)處理所生成模型中與坐標(biāo)數(shù)據(jù)(X+ δ χ, y+ δ y, ζ+ δ ζ)相關(guān)聯(lián)的頂點(diǎn)時(shí)，匹配模塊34將使用最近頂點(diǎn)陣列36中的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)來標(biāo)識(shí)最近頂點(diǎn)陣列34中的與位置(χ, y, z)、(x+1, y, z)、(x, y+1, ζ)、(x+1, y+1, ζ)、(χ, y, ζ+1)、(χ+1, y, ζ+1)、(χ, y+Ι, ζ+1)和(χ+1, y+Ι, ζ+1)相關(guān)聯(lián)的頂點(diǎn)。
[0065]匹配模塊34之后(s5_2)通過確定由最近頂點(diǎn)陣列36訪問的部分中的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)的哪些頂點(diǎn)與當(dāng)前正被處理的頂點(diǎn)的位置最近來識(shí)別用于識(shí)別目標(biāo)模型中的最近三角形的單個(gè)種子點(diǎn)。由此，通過訪問最近頂點(diǎn)陣列36標(biāo)識(shí)了直到8個(gè)頂點(diǎn)作為候選種子點(diǎn)之后，當(dāng)前被處理的頂點(diǎn)和候選頂點(diǎn)的位置之間的距離被確定，并且目標(biāo)模型中被確定為在空間中離正在被處理的頂點(diǎn)的位置最近的頂點(diǎn)被標(biāo)識(shí)。
[0066]匹配模塊34之后(s5_3)利用存儲(chǔ)在目標(biāo)模型存儲(chǔ)器32中的模型的連通數(shù)據(jù)來識(shí)別目標(biāo)模型中連接至所標(biāo)識(shí)的最近種子頂點(diǎn)的頂點(diǎn)，并針對(duì)每個(gè)頂點(diǎn)計(jì)算在目標(biāo)模型中所標(biāo)識(shí)頂點(diǎn)的位置和與當(dāng)前被處理的當(dāng)前所生成模型中的頂點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的位置之間的歐幾里得距離。
[0067]如果匹配模塊34確定(s5_4)連接至當(dāng)前種子頂點(diǎn)的任何頂點(diǎn)在空間中與正被處理的當(dāng)前所生成模型中頂點(diǎn)的位置更接近，則被識(shí)別為與當(dāng)前正被處理的所生成模型中的頂點(diǎn)的位置最近的頂點(diǎn)被設(shè)置為種子頂點(diǎn)，以及之后在確定那些所連接頂點(diǎn)的距離值(s5-3)之前使用用于目標(biāo)模型的連通數(shù)據(jù)來識(shí)別連接至新的種子頂點(diǎn)的頂點(diǎn)(s5-5)。匹配模型34之后再次確定(s5-4)所連接頂點(diǎn)中的任何一個(gè)在空間中是否比當(dāng)前種子頂點(diǎn)更接近于當(dāng)前正被處理的所生成的模型中的頂點(diǎn)。
[0068]以這種方式，匹配模塊34在目標(biāo)模型的表面上移動(dòng)，在使用最近頂點(diǎn)陣列36選擇的位置開始，并且在每次迭代中向目標(biāo)模型中更接近所生成表面中當(dāng)前被處理的頂點(diǎn)的位置的頂點(diǎn)移動(dòng)。
[0069]最后，當(dāng)處理所連接的頂點(diǎn)時(shí)，匹配模塊36將確定(s5_4)連接至當(dāng)前種子頂點(diǎn)的頂點(diǎn)在空間中都不比種子頂點(diǎn)本身更接近于正被處理的所生成模型中頂點(diǎn)的位置。在該點(diǎn)(s5-6)，匹配模塊34識(shí)別包含種子頂點(diǎn)的三角形平面中的哪一個(gè)離正被處理的所生成模型中的頂點(diǎn)最近。
[0070]更具體地，確定了目標(biāo)模型中最近的頂點(diǎn)之后，匹配模塊34使用目標(biāo)模型表面的連通數(shù)據(jù)來識(shí)別目標(biāo)模型中包括該頂點(diǎn)的所有三角形。之后針對(duì)在當(dāng)前正被處理的所生成模型中頂點(diǎn)的位置和包含所識(shí)別三角形中的每一個(gè)的平面中的每一個(gè)之間的距離來計(jì)算點(diǎn)到平面的距離。之后存儲(chǔ)標(biāo)識(shí)最近的點(diǎn)到平面距離以及目標(biāo)模型中包含在與該距離相關(guān)聯(lián)的平面中的三角形的數(shù)據(jù)。
[0071]由此，在該階段，匹配模塊34已經(jīng)識(shí)別了離正被處理的頂點(diǎn)最近的包含目標(biāo)模型中的三角形的平面。如果當(dāng)前模型和目標(biāo)模型對(duì)應(yīng)于相同表面，則考慮中的頂點(diǎn)可能會(huì)對(duì)應(yīng)于該三角形內(nèi)某處或表面上附近某處的點(diǎn)。
[0072]返回至圖2，確定了目標(biāo)模型中離所生成模型中當(dāng)前正被用于匹配的各頂點(diǎn)的位置最近的三角形之后，匹配模塊之后(s2-3)確定用于選擇頂點(diǎn)的一組閾值，以用于確定匹配轉(zhuǎn)換。
[0073]在該實(shí)施例中，匹配模塊34針對(duì)過濾使用三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0074]首先，頂點(diǎn)被過濾以移除點(diǎn)到平面距離超過閾值的任何匹配。最初，該閾值被設(shè)置為諸如與米相對(duì)應(yīng)的距離的高值，以僅除去異常值和錯(cuò)誤數(shù)據(jù)點(diǎn)。在隨后迭代中，基于來自之前迭代的平均點(diǎn)到平面距離來設(shè)置閾值。為了平衡靈活性和將數(shù)據(jù)集降低至易管理大小的需要，發(fā)現(xiàn)將距離閾值設(shè)置為平均所確定的點(diǎn)到平面距離的1.5倍是可接受的。這種過濾使得異常數(shù)據(jù)點(diǎn)被除去并且因此防止這些異常值影響當(dāng)前表面和模型表面之間的匹配。
[0075]除了基于點(diǎn)到平面距離的過濾以外，也可以使用定向測(cè)量來對(duì)頂點(diǎn)進(jìn)行過濾。當(dāng)前所生成模型中頂點(diǎn)的定向矢量可以通過計(jì)算包含該頂點(diǎn)的當(dāng)前所生成模型中三角形的平均法向矢量來確定。之后可以通過計(jì)算包含目標(biāo)模型中所識(shí)別最近三角形的平面的法線和針對(duì)正被處理的頂點(diǎn)計(jì)算的平均法向矢量的交叉乘積來確定兩個(gè)模型的相對(duì)定向。這種點(diǎn)積的范圍從-1至1，其中-1指示在其最近點(diǎn)處的兩個(gè)表面在相反方向上定向，以及為I的值指示定向的完全一致。如利用距離測(cè)量那樣，所確定的點(diǎn)積可以與閾值進(jìn)行比較，該閾值最初可以被設(shè)置為不除去任何頂點(diǎn)并且逐漸增大以要求定向的增加的相似性。該漸進(jìn)方法最大化了模型的匹配部分相互對(duì)應(yīng)的可能性，因?yàn)槠谕氖?，如果點(diǎn)匹配，則表面處的定向也將匹配。
[0076]最后，除了基于距離和定向測(cè)量考慮排除頂點(diǎn)以外，在該實(shí)施例中，匹配模塊34還檢查是否針對(duì)任意兩個(gè)頂點(diǎn)，頂點(diǎn)至所識(shí)別的三角形平面上的投影標(biāo)識(shí)同一位置，如果是，則這些頂點(diǎn)被移除而不會(huì)被進(jìn)一步考慮。對(duì)這些重復(fù)的排除確保了可以確定最小化點(diǎn)到平面距離的唯一轉(zhuǎn)換。
[0077]確定了要用于當(dāng)前迭代的距離和定向閾值之后，匹配模塊34(s2_4)識(shí)別滿足當(dāng)前匹配標(biāo)準(zhǔn)的頂點(diǎn)的集合。也就是說，匹配模塊34識(shí)別以下頂點(diǎn)的集合:其與小于當(dāng)前距離閾值的點(diǎn)到平面距離相關(guān)聯(lián)并且與不大于當(dāng)前定向閾值的定向測(cè)量相關(guān)聯(lián)并標(biāo)識(shí)所存儲(chǔ)模型中僅有的最近頂點(diǎn)。
[0078]基于距離、定向過濾了頂點(diǎn)并確保每個(gè)頂點(diǎn)與至三角形平面的唯一投影相關(guān)聯(lián)之后，匹配模塊34之后(s2_5)確定當(dāng)前模型的平移和旋轉(zhuǎn)，其最小化了在當(dāng)前模型中的頂點(diǎn)和目標(biāo)模型中所識(shí)別的最近三角形平面之間的點(diǎn)到平面距離。
[0079]通過考慮將當(dāng)前正被用于匹配表面的當(dāng)前模型中的頂點(diǎn)的質(zhì)心與對(duì)應(yīng)于一組點(diǎn)中每一個(gè)至針對(duì)這些點(diǎn)確定的相應(yīng)最近三角形平面的投影的該組點(diǎn)的質(zhì)心對(duì)準(zhǔn)所需的平移，可以確定合適的平移。確定了合適的平移之后，可以通過應(yīng)用普氏分析來確定用于匹配兩個(gè)表面的旋轉(zhuǎn)，普氏分析用作匹配測(cè)量的良好度的度量，其試圖最小化與正被匹配的頂點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)至平面距離度量的平方和。
[0080]確定了平移和旋轉(zhuǎn)之后，匹配模塊34確定(s2_6)是否已經(jīng)進(jìn)行了所需數(shù)量的迭代。如果不是，則匹配模塊34將所確定的平移和旋轉(zhuǎn)施加(s2-7)至正被匹配的當(dāng)前所生成模型的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)。目標(biāo)模型中離當(dāng)前模型中用于將當(dāng)前模型匹配至目標(biāo)模型的頂點(diǎn)中的每一個(gè)最近的三角形平面在被過濾(s2-3-s2-4)之前被確定(s2-2)并且用于確定(s2_5)用于改進(jìn)的匹配的平移和旋轉(zhuǎn)。
[0081]當(dāng)匹配模塊34確定(s2_6)進(jìn)行了最終迭代時(shí)，匹配模塊34輸出(s2_8)用于將所生成表面匹配至模型表面所確定的平移和旋轉(zhuǎn)的和，作為所計(jì)算的最終轉(zhuǎn)換。所確定的轉(zhuǎn)換之后可以用于使機(jī)械床18重定向患者或者替代地在患者被檢測(cè)為從位置移動(dòng)大于可接受量的情況下觸發(fā)警報(bào)或停止治療。
[0082]以所述方式確定匹配轉(zhuǎn)換已經(jīng)被確定為能夠比簡(jiǎn)單試圖進(jìn)行普氏分析生成更精確的匹配，普氏分析基于試圖最小化模型對(duì)中頂點(diǎn)的最小平方距離來匹配當(dāng)前和目標(biāo)模型。當(dāng)從在不同時(shí)刻獲得的立體圖像生成患者的表面的模型時(shí)，模型中的頂點(diǎn)僅對(duì)應(yīng)于表面上的點(diǎn)并且不必然對(duì)應(yīng)于患者的表面上的相同點(diǎn)。所述系統(tǒng)確定便于將頂點(diǎn)匹配至被識(shí)別為位于包括由三角形表示的所有表面的目標(biāo)模型表面上的任何位置的匹配，而不是試圖確定模型中頂點(diǎn)之間的匹配。
[0083]所述方法還能夠使得這些匹配被快速地確定。預(yù)填充最近頂點(diǎn)陣列36能夠非?？焖俚卮_定用于確定匹配的初始種子點(diǎn)。在模型的表面上移動(dòng)以檢查目標(biāo)模型中的附近頂點(diǎn)實(shí)際上是否比初始識(shí)別的種子點(diǎn)更接近頂點(diǎn)消除了由于在選擇初始種子點(diǎn)時(shí)使用的任何近似而可能發(fā)生的誤差?？梢酝ㄟ^在每次迭代時(shí)僅考慮用于匹配的頂點(diǎn)的子集而進(jìn)一步提高匹配的速度。如所述，保留最可能對(duì)應(yīng)于兩個(gè)模型之間的重疊區(qū)域的頂點(diǎn)的合適子集可以通過考慮正被匹配的點(diǎn)處的相對(duì)定向和平面至點(diǎn)距離測(cè)量來確定。通過逐漸增大用于頂點(diǎn)的繼續(xù)使用的閾值，僅保持被確定為最適于匹配的那些點(diǎn)。
[0084]另外的替換和實(shí)施例
[0085]盡管參考附圖描述的本發(fā)明的實(shí)施例包括計(jì)算機(jī)設(shè)備和在計(jì)算機(jī)設(shè)備中進(jìn)行的處理，但本發(fā)明還擴(kuò)展至適于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序，特別地在載體上或中的計(jì)算機(jī)程序。程序可以是源或目標(biāo)代碼的形式或者適用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的處理的任何其他形式。載體可以是能夠承載程序的任何實(shí)體或裝置。
[0086]例如，載體可以包括諸如ROM(例如CD ROM或半導(dǎo)體ROM)的存儲(chǔ)介質(zhì)、或者例如軟盤或硬盤的磁記錄介質(zhì)。此外，載體可以是能傳送的載體，諸如電或光信號(hào)，其可以經(jīng)由電纜或光纜或者通過無線電或其他方式傳輸。
[0087]當(dāng)程序以可以通過電纜或者其他裝置或部件直接傳輸?shù)男盘?hào)實(shí)現(xiàn)時(shí)，載體可以由這種電纜或者其他裝置或部件構(gòu)成。
[0088]可替換地，載體可以是其中嵌入了程序的集成電路，該集成電路適于執(zhí)行或用于執(zhí)行相關(guān)處理。
【權(quán)利要求】
1.一種確定用于將物體的位置與由目標(biāo)模型表示的目標(biāo)物體的位置匹配的剛性轉(zhuǎn)換的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，所述目標(biāo)模型包括標(biāo)識(shí)三角形3D線網(wǎng)的頂點(diǎn)的集合的3D位置和表示頂點(diǎn)之間的連接的連通性的數(shù)據(jù)，所述方法包括: 獲得物體的立體圖像； 利用計(jì)算機(jī)處理所述立體圖像以識(shí)別所成像物體的表面上的多個(gè)點(diǎn)的3D位置； 利用所述計(jì)算機(jī)基于所識(shí)別的3D位置和所述目標(biāo)模型中被識(shí)別為離所述位置最近的頂點(diǎn)之間的所確定距離來選擇所成像物體的表面上的所識(shí)別3D位置的集合作為要用于確定剛性轉(zhuǎn)換的點(diǎn)，所述剛性轉(zhuǎn)換用于將物體的位置與目標(biāo)物體的位置進(jìn)行匹配；以及 利用所述計(jì)算機(jī)來計(jì)算最小化在所識(shí)別3D位置的集合與包含目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離的剛性轉(zhuǎn)換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中，選擇所成像物體的表面上的所識(shí)別3D位置的集合以及計(jì)算最小化在所識(shí)別3D位置的集合與包含目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離的剛性轉(zhuǎn)換包括多次迭代: 確定要用于當(dāng)前迭代的閾值； 基于所識(shí)別的3D位置和所述目標(biāo)模型中被識(shí)別為離所述位置最近的頂點(diǎn)之間的距離與所述閾值的比較來選擇所成像物體的表面上的所識(shí)別3D位置的集合作為要用于確定剛性轉(zhuǎn)換的點(diǎn)，所述剛性轉(zhuǎn)換用于將物體的位置與目標(biāo)物體的位置進(jìn)行匹配； 計(jì)算最小化在所識(shí)別3D位置的集合與包含目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離的剛性轉(zhuǎn)換； 其中，用于將物體的位置與目標(biāo)物體的位置進(jìn)行匹配的剛性轉(zhuǎn)換包括在每次迭代時(shí)確定的轉(zhuǎn)換的和。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中:確定要用于當(dāng)前迭代的閾值包括: 設(shè)置用于第一次迭代的初始閾值；以及 基于所識(shí)別的3D位置和所述目標(biāo)模型中被識(shí)別為離所述位置最近的頂點(diǎn)之間的平均距離來確定用于隨后迭代的閾值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中，選擇所成像物體的表面上的所識(shí)別3D位置的集合作為要用于確定用于將物體的位置與目標(biāo)物體的位置進(jìn)行匹配的剛性轉(zhuǎn)換的點(diǎn)還包括: 基于在點(diǎn)處的所述物體的相對(duì)定向和所述目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離該點(diǎn)最近的三角形的定向來選擇所成像物體的表面上的要用于計(jì)算剛性轉(zhuǎn)換的所識(shí)別3D位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中，選擇所成像物體的表面上的所識(shí)別3D位置的集合作為要用于確定用于將物體的位置與目標(biāo)物體的位置進(jìn)行匹配的剛性轉(zhuǎn)換的點(diǎn)還包括: 過濾所成像物體的表面上的所選擇的要用于計(jì)算剛性轉(zhuǎn)換的所識(shí)別3D位置，以在計(jì)算剛性轉(zhuǎn)換之前移除被確定為投影至相同位置的任何點(diǎn)，所述剛性轉(zhuǎn)換最小化在所過濾的所識(shí)別3D位置的集合與包含目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中，計(jì)算最小化在所成像物體的表面上的所識(shí)別點(diǎn)與包含目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離的剛性轉(zhuǎn)換包括: 針對(duì)所述點(diǎn)的每一個(gè)確定所述點(diǎn)至包含所述目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面的投影； 確定將被識(shí)別為位于物體的表面上的位置的點(diǎn)的質(zhì)心與所述點(diǎn)至包含所述目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的所識(shí)別平面的投影對(duì)準(zhǔn)的平移；以及 在施加所確定的平移之后，確定最小化在所成像物體的表面上的所識(shí)別點(diǎn)與包含所述目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離的旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中，針對(duì)所成像物體的表面上的點(diǎn)的所識(shí)別3D位置來識(shí)別所述目標(biāo)模型表面中離所述點(diǎn)最近的三角形包括: 生成用于針對(duì)3D空間中點(diǎn)的規(guī)則網(wǎng)格來識(shí)別所述目標(biāo)模型中離這些點(diǎn)最近的頂點(diǎn)的陣列； 識(shí)別規(guī)則3D網(wǎng)格的離所成像物體的表面上的點(diǎn)最近的部分； 通過所述陣列利用與所述3D網(wǎng)格的所識(shí)別部分相關(guān)聯(lián)的頂點(diǎn)來識(shí)別所述目標(biāo)模型表面中離所述點(diǎn)最近的三角形。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中，通過所述陣列利用與所述3D網(wǎng)格的所識(shí)別部分相關(guān)聯(lián)的頂點(diǎn)來識(shí)別所述目標(biāo)模型表面中離所述點(diǎn)最近的三角形包括: 確定與所述3D網(wǎng)格的所識(shí)別部分相關(guān)聯(lián)的頂點(diǎn)、所述模型表面中與當(dāng)前正被處理的物體的表面上的點(diǎn)最近的頂點(diǎn)； 確定直接連接至所確定的最近頂點(diǎn)的頂點(diǎn)中的任一個(gè)是否更接近于當(dāng)前正被處理的所成像物體的表面上的點(diǎn)的3D位置； 如果直接連接的頂點(diǎn)中的任一個(gè)被確定為更接近于當(dāng)前正被處理的所成像物體的表面上的點(diǎn)的3D位置，則識(shí)別連接至該頂點(diǎn)的任意頂點(diǎn)是否更接近于當(dāng)前正被處理的所成像物體的表面上的點(diǎn)的3D位置；以及 當(dāng)確定所述直接連接的頂點(diǎn)都沒被確定為更接近于當(dāng)前正被處理的所成像物體的表面上的點(diǎn)的3D位置時(shí)，針對(duì)所述目標(biāo)模型中包含最近所識(shí)別頂點(diǎn)的每個(gè)三角形來確定在包含該三角形的平面和所成像物體的表面上的點(diǎn)的3D位置之間的距離，以識(shí)別所述目標(biāo)表面中離當(dāng)前正被處理的物體的表面上的點(diǎn)最近的三角形。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中，所述生成用于針對(duì)3D空間中點(diǎn)的規(guī)則網(wǎng)格來識(shí)別目標(biāo)模型中離這些點(diǎn)最近的頂點(diǎn)的陣列包括針對(duì)目標(biāo)模型中的每個(gè)頂占-^ \\\.使用與目標(biāo)模型的頂點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的3D坐標(biāo)來識(shí)別規(guī)則3D網(wǎng)格中與所述頂點(diǎn)的位置最近的部分； 確定所述頂點(diǎn)與對(duì)應(yīng)于規(guī)則3D網(wǎng)格的所識(shí)別部分中的點(diǎn)的位置之間的距離；以及確定所識(shí)別的點(diǎn)是否與表示離所述目標(biāo)模型中另一頂點(diǎn)更近的點(diǎn)的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，以及如果不是，將所述點(diǎn)關(guān)聯(lián)到標(biāo)識(shí)所述頂點(diǎn)和所述頂點(diǎn)與所述點(diǎn)之間的距離的數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，還包括: 通過以下來關(guān)聯(lián)所述規(guī)則網(wǎng)格的不與標(biāo)識(shí)頂點(diǎn)的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的部分:在與所述規(guī)則3D網(wǎng)格的軸相對(duì)應(yīng)的方向中的每一個(gè)上遍歷所述規(guī)則3D網(wǎng)格，以及當(dāng)遍歷所述網(wǎng)格時(shí)，確定在遍歷方向上與所述網(wǎng)格上的鄰近點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的頂點(diǎn)是否比之前與該網(wǎng)格點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的任何頂點(diǎn)更接近于與當(dāng)前網(wǎng)格點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的位置，以及如果這樣，關(guān)聯(lián)所述網(wǎng)格點(diǎn)和標(biāo)識(shí)與該鄰近網(wǎng)格點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的頂點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
11.一種患者監(jiān)視系統(tǒng)，包括: 3D位置確定模塊，其可操作來處理患者的立體圖像以識(shí)別所成像患者的表面上的多個(gè)點(diǎn)的3D位置； 目標(biāo)模型存儲(chǔ)器，其可操作來存儲(chǔ)目標(biāo)模型，該目標(biāo)模型包括標(biāo)識(shí)三角形3D線網(wǎng)模型的頂點(diǎn)的集合的3D位置和表示頂點(diǎn)之間的連接的連通性的數(shù)據(jù)；以及 匹配模塊，其可操作來識(shí)別所述目標(biāo)模型存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的目標(biāo)模型表面中離由所述3D位置確定模塊所識(shí)別的點(diǎn)最近的三角形，并計(jì)算最小化在所識(shí)別點(diǎn)的所選擇集合與包含所述目標(biāo)模型表面的被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離的剛性轉(zhuǎn)換，其中，基于所識(shí)別的3D位置和所述目標(biāo)模型中被識(shí)別為離所述位置最近的頂點(diǎn)之間的所確定距離來選擇用于確定所述剛性轉(zhuǎn)換的所選擇的點(diǎn)的集合。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的患者監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述匹配模塊可操作來通過以下步驟選擇用于計(jì)算剛性轉(zhuǎn)換的所成像患者的表面上的所識(shí)別的3D位置: 確定點(diǎn)與所述目標(biāo)模型中被識(shí)別為離該點(diǎn)最近的頂點(diǎn)之間的距離；以及 選擇與小于閾值的距離相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)作為要用于計(jì)算剛性轉(zhuǎn)換的點(diǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的患者監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述閾值包括基于在所識(shí)別的3D位置和所述目標(biāo)模型中所識(shí)別的最近頂點(diǎn)之間的平均確定距離而確定的閾值。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的患者監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述匹配模塊可操作來基于在點(diǎn)處的物體的相對(duì)定向和所述目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離該點(diǎn)最近的三角形的定向來選擇所成像患者的表面上的所識(shí)別3D位置，以用于計(jì)算最小化點(diǎn)到平面距離的剛性轉(zhuǎn)換。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的患者監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述匹配模塊可操作來過濾所成像患者的表面上要用于計(jì)算最小化點(diǎn)到平面距離的剛性轉(zhuǎn)換的所選擇的所識(shí)別3D位置，以在計(jì)算最小化在所過濾的所識(shí)別3D位置的集合與包含所述目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離的剛性轉(zhuǎn)換之前移除被確定為投影至相同位置的任何點(diǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的患者監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述匹配模塊可操作來通過以下計(jì)算最小化點(diǎn)到平面距離的剛性轉(zhuǎn)換: 針對(duì)點(diǎn)確定所述點(diǎn)至包含所述目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面的投影； 確定將被識(shí)別為位于患者的表面上的位置的點(diǎn)的質(zhì)心與所述點(diǎn)至包含所述目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的所識(shí)別平面的投影對(duì)準(zhǔn)的平移；以及 在施加所確定的平移之后，確定最小化在所成像患者的表面上的所識(shí)別點(diǎn)與包含所述目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離的旋轉(zhuǎn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的患者監(jiān)視系統(tǒng)，還包括: 最近頂點(diǎn)陣列，其可操作來存儲(chǔ)針對(duì)規(guī)則網(wǎng)格上的點(diǎn)來識(shí)別所述目標(biāo)模型存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的模型的離所述點(diǎn)最近的頂點(diǎn)的數(shù)據(jù)， 其中，所述匹配模塊可操作來通過以下步驟識(shí)別所述目標(biāo)模型存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的目標(biāo)模型表面中離由所述3D位置確定模塊所識(shí)別的點(diǎn)最近的三角形: 識(shí)別所述規(guī)則3D網(wǎng)格的離所成像患者的表面上的點(diǎn)最近的部分；以及通過所述最近頂點(diǎn)陣列利用與所述3D網(wǎng)格的所識(shí)別部分相關(guān)聯(lián)的頂點(diǎn)來識(shí)別所述目標(biāo)模型表面中離所述點(diǎn)最近的三角形。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的患者監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述匹配模塊可操作來通過以下步驟來通過所述最近頂點(diǎn)陣列利用與所述3D網(wǎng)格的所識(shí)別部分相關(guān)聯(lián)的頂點(diǎn)來識(shí)別目標(biāo)模型表面中離所述點(diǎn)最近的三角形: 通過所述最近頂點(diǎn)陣列中的數(shù)據(jù)來確定與所述3D網(wǎng)格的所識(shí)別部分相關(guān)聯(lián)的頂點(diǎn)、所述模型表面中與當(dāng)前正被處理的患者的表面上的點(diǎn)最近的頂點(diǎn)； 確定直接連接至所確定的最近頂點(diǎn)的頂點(diǎn)中的任一個(gè)是否更接近于當(dāng)前正被處理的所成像患者的表面上的點(diǎn)的3D位置； 如果直接連接的頂點(diǎn)中的任一個(gè)被確定為更接近于當(dāng)前正被處理的所成像患者的表面上的點(diǎn)的3D位置，則識(shí)別連接至該頂點(diǎn)的任意頂點(diǎn)是否更接近于當(dāng)前正被處理的所成像物體的表面上的點(diǎn)的3D位置；以及 當(dāng)確定所述直接連接的頂點(diǎn)都沒被確定為更接近于當(dāng)前正被處理的所成像患者的表面上的點(diǎn)的3D位置時(shí)，針對(duì)所述目標(biāo)模型中包含最近所識(shí)別頂點(diǎn)的每個(gè)三角形來確定在包含該三角形的平面與所成像物體的表面上的點(diǎn)的3D位置之間的距離，以識(shí)別所述目標(biāo)表面中離當(dāng)前正被處理的患者的表面上的點(diǎn)最近的三角形。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的患者監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述匹配模塊可操作來通過針對(duì)目標(biāo)模型中的每個(gè)頂點(diǎn)執(zhí)行下述步驟來生成陣列，其中該陣列針對(duì)3D空間中點(diǎn)的規(guī)則網(wǎng)格來識(shí)別目標(biāo)模型中離這些點(diǎn)最近的頂點(diǎn): 使用與目標(biāo)模型的頂點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的3D坐標(biāo)來識(shí)別規(guī)則3D網(wǎng)格中與所述頂點(diǎn)的位置最近的部分； 確定所述頂點(diǎn)與對(duì)應(yīng)于規(guī)則3D網(wǎng)格的所識(shí)別部分中的點(diǎn)的位置之間的距離；以及確定所識(shí)別的點(diǎn)是否與表示離所述目標(biāo)模型中另一頂點(diǎn)更近的點(diǎn)的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，以及如果不是，將所述點(diǎn)關(guān)聯(lián)到標(biāo)識(shí)所述頂點(diǎn)和所述頂點(diǎn)與所述點(diǎn)之間的距離的數(shù)據(jù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的患者監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述匹配模塊可進(jìn)一步操作為: 通過以下來關(guān)聯(lián)所述規(guī)則網(wǎng)格的不與所述最近頂點(diǎn)陣列中的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的部分:在與所述規(guī)則3D網(wǎng)格的軸相對(duì)應(yīng)的方向中的每一個(gè)上遍歷所述規(guī)則3D網(wǎng)格，以及當(dāng)遍歷所述網(wǎng)格時(shí)，確定在遍歷方向上通過所述最近頂點(diǎn)陣列中的數(shù)據(jù)與所述網(wǎng)格上的鄰近點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的頂點(diǎn)是否比之前與該網(wǎng)格點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的任何頂點(diǎn)更接近于與當(dāng)前網(wǎng)格點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的位置，以及如果這樣，關(guān)聯(lián)所述最近頂點(diǎn)陣列中的該網(wǎng)格點(diǎn)和標(biāo)識(shí)與該鄰近網(wǎng)格點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的頂點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求11所述的患者監(jiān)視系統(tǒng)，還包括: 立體攝像機(jī)，其可操作來獲得患者的立體圖像，其中，所述3D位置確定模塊被配置為處理由所述立體攝像機(jī)獲得的立體圖像。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的患者監(jiān)視系統(tǒng)，還包括: 機(jī)械床，其中，所述立體攝像機(jī)可操作來獲得所述床上的患者的立體圖像，以及所述匹配模塊可操作來基于最小化在所成像患者的表面上的所識(shí)別點(diǎn)和包含所述目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離的所計(jì)算的剛性轉(zhuǎn)換，生成指令以使得所述機(jī)械床對(duì)準(zhǔn)所成像患者。
23.根據(jù)權(quán)利要求11所述的患者監(jiān)視系統(tǒng)，還包括治療設(shè)備，其中所述治療設(shè)備被配置為:如果所述匹配模塊確定最小化在所成像患者的表面上的所識(shí)別點(diǎn)和包含所述目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離的所計(jì)算的剛性轉(zhuǎn)換表示患者從位置移動(dòng)大于閾值量，則禁止操作。
24.一種存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令在由可編程計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)使得所述計(jì)算機(jī)確定用于將物體的位置與由目標(biāo)模型表示的目標(biāo)物體的位置匹配的剛性轉(zhuǎn)換，所述目標(biāo)模型包括標(biāo)識(shí)三角形3D線網(wǎng)的頂點(diǎn)的集合的3D位置和表示頂點(diǎn)之間的連接的連通性的數(shù)據(jù)，所述方法包括: 獲得物體的立體圖像； 處理所述立體圖像以識(shí)別所成像物體的表面上多個(gè)點(diǎn)的3D位置； 基于所識(shí)別的3D位置與所述目標(biāo)模型中被識(shí)別為離所述位置最近的頂點(diǎn)之間的所確定距離來選擇所成像物體的表面上的所識(shí)別3D位置的集合作為要用于確定剛性轉(zhuǎn)換的點(diǎn)，所述剛性轉(zhuǎn)換用于將物體的位置與目標(biāo)物體的位置進(jìn)行匹配；以及 計(jì)算最小化在所識(shí)別3D位置的集合與包含目標(biāo)模型表面中被識(shí)別為離這些點(diǎn)最近的三角形的平面之間的點(diǎn)到平面距離的剛性轉(zhuǎn)換。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK104246827SQ201380020931
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月19日
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