基于双目相机的测温方法、装置、计算机设备及存储介质与流程

本发明涉及医用超声射频信号处理，具体涉及基于双目相机的测温方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术：

1、超声体内测温是一种利用超声波技术来测量体内温度的方法，这种方法通过将超声波传播到人体组织中，并根据声波的传播速度和反射特性来推断组织的温度变化。诊断超声探头发送声波，由声波传感器获取回波的状态，并以射频(radio frequency，rf)数据的形式存储，再通过通用的信号处理算法即可转换为超声图像。在组织处的温度改变，会影响生物组织的部分物理学/声学性能，影响声波的传播，这种差异最终也会显示在图像上，可用于温度估计。然而，这种方法在推广至临床时存在一个挑战，活体的生物将无法避免的出现运动、呼吸等现象，这对于超声图像的影响是远大于温度改变在超声图像上的体现的。呼吸是非刚性形变，会对人体内的器官产生移动以及挤压，在超声图像上的改变程度更大，不仅存在二维的移位，也会出现三维的形变。

2、目前行业内的解决方案是挑选出与治疗开始时生物状态高度相似的图像进行计算，以此消除其他运动带来的影响。例如利用呼吸机接管生物的呼吸，使得生物进行规律的呼吸，再根据呼吸频率抽取rf数据，再锁定感兴趣区域(region of interest，roi)进行后续计算。这种方案需要对生物进行全身麻醉处理，长时间的全身麻醉会对生物的身体产生不可逆的损伤。若不进行呼吸机控制呼吸，则无法保证生物以稳定的频率进行呼吸，会产生较大的误差。同时，还存在一些门控技术，通过计算超声图片与图片之间的差异来进行关键帧的挑选，然而这种方案需要对大尺幅图像进行相似度计算，耗时大，难以实现实时性，同样无法推广至临床使用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种基于双目相机的测温方法、装置、计算机设备及存储介质，以解决相关技术中利用呼吸机接管生物的呼吸需要对生物进行全身麻醉处理，对生物的身体产生不可逆的损伤，以及通过计算超声图片与图片之间的差异来进行关键帧的挑选需要对大尺幅图像进行相似度计算，耗时大，难以实现实时性，无法推广至临床使用的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种基于双目相机的测温方法，应用于基于双目相机的测温系统，所述系统包括：用于采集图像的双目相机、用于固定在目标对象上的反光标记球及用于采集射频数据的超声探头，所述方法包括：确定目标对象的初始体温，并获取所述双目相机采集的所述反光标记球的参考帧空间坐标集合及所述超声探头采集的参考帧射频数据；获取所述双目相机采集的所述反光标记球的实时空间坐标集合，所述实时空间坐标集合为当前时刻各个反光标记球的实时空间坐标；基于所述实时空间坐标集合和所述参考帧空间坐标集合，确定目标帧，获取所述目标帧对应的目标帧射频数据；基于所述初始体温、所述参考帧射频数据和所述目标帧射频数据，得到所述目标对象的目标帧体温。

3、本实施例提供的基于双目相机的测温方法，首先，通过确定目标对象的初始体温，并获取所述双目相机采集的所述反光标记球的参考帧空间坐标集合及所述超声探头采集的参考帧射频数据，获取所述双目相机采集的所述反光标记球的实时空间坐标集合，利用双目相机的高精度特点，提升了温度的测量精度。通过利用标记球定位，减少了针对图片差异的计算，能够降低算法的时间复杂性，更好的做到实时性，提高了温度的测量效率。其次，通过基于所述实时空间坐标集合和所述参考帧空间坐标集合，确定目标帧，获取所述目标帧对应的目标帧射频数据，克服了相关技术中确定目标帧时难以消除运动影响的问题，最后，本实施例提供的基于双目相机的测温方法不需要对生物进行全身麻醉，同样不需要呼吸机接管呼吸，避免了对生物体造成不可逆的损伤的问题。

4、在一种可选的实施方式中，所述参考帧为在所述目标对象呼气终止姿态或吸气终止姿态时采集的图像。

5、本实施例提供的基于双目相机的测温方法，通过确定所述目标对象呼气终止姿态或吸气终止姿态时采集的图像为参考帧图像，提高了呼吸检测的精度，进而提高了温度的测量精度。

6、在一种可选的实施方式中，所述基于所述实时空间坐标集合和所述参考帧空间坐标集合，确定目标帧，包括：基于所述实时空间坐标集合和所述参考帧空间坐标集合，计算各个反光标记球的位移，得到实时位移集合；若当前时刻，所述实时位移集合中各个反光标记球的位移均小于预设阈值，确定所述当前时刻对应的图像为所述目标帧。

7、本实施例提供的基于双目相机的测温方法，通过计算各个反光标记球的位移，得到实时位移集合，基于实时位移集合，确定所述当前时刻对应的图像为所述目标帧，不需要对生物进行全身麻醉，同样不需要呼吸机接管呼吸，避免了对生物体造成不可逆的损伤的问题。

8、在一种可选的实施方式中，所述基于所述初始体温、所述参考帧射频数据和所述目标帧射频数据，得到所述目标对象的目标帧体温，包括：基于所述参考帧射频数据和所述目标帧射频数据，计算得到体温改变量；基于所述初始体温和所述体温改变量，计算得到所述目标对象的目标帧体温。

9、在一种可选的实施方式中，所述基于所述参考帧射频数据和所述目标帧射频数据，计算得到体温改变量，包括：基于所述参考帧射频数据，得到参考帧超声图像；基于所述目标帧射频数据，得到目标帧超声图像；基于所述参考帧超声图像和所述目标帧超声图像，得到图像梯度；基于所述图像梯度得到所述温度改变量。

10、在一种可选的实施方式中，所述基于所述参考帧射频数据，得到参考帧超声图像，包括：对所述参考帧射频数据进行数据预处理，将所述参考帧射频数据分割为多个时间窗口；对所述多个时间窗口内的数据提取信号包络；对所述信号包络进行归一化处理；基于归一化处理后的参考帧射频数据得到所述参考帧超声图像。

11、本实施例提供的基于双目相机的测温方法，将所述参考帧射频数据分割为多个时间窗口；对所述多个时间窗口内的数据提取信号包络；对所述信号包络进行归一化处理，信号包络反映了原始信号的幅度变化情况，能够更好地描述信号的特征，并用于后续的图像重建、分析和处理等应用，进一步提高了温度的测量精度。

12、在一种可选的实施方式中，所述基于所述目标帧射频数据，得到目标帧超声图像，包括：对所述目标帧射频数据进行数据预处理，将所述目标帧射频数据分割为多个时间窗口；对所述多个时间窗口内的数据提取信号包络；对所述信号包络进行归一化处理；基于归一化处理后的目标帧射频数据得到所述目标帧超声图像。

13、本实施例提供的基于双目相机的测温方法，将所述参考帧射频数据分割为多个时间窗口；对所述多个时间窗口内的数据提取信号包络；对所述信号包络进行归一化处理，信号包络反映了原始信号的幅度变化情况，能够更好地描述信号的特征，并用于后续的图像重建、分析和处理等应用，进一步提高了温度的测量精度。

14、第二方面，本发明提供了一种基于双目相机的测温装置，所述装置包括：

15、第一获取模块，用于确定目标对象的初始体温，并获取所述双目相机采集的所述反光标记球的参考帧空间坐标集合及所述超声探头采集的参考帧射频数据；第二获取模块，用于获取所述双目相机采集的所述反光标记球的实时空间坐标集合，所述实时空间坐标集合为当前时刻各个反光标记球的实时空间坐标；确定模块，用于基于所述实时空间坐标集合和所述参考帧空间坐标集合，确定目标帧，获取所述目标帧对应的目标帧射频数据；测温模块，用于基于所述初始体温、所述参考帧射频数据和所述目标帧射频数据，得到所述目标对象的目标帧体温。

16、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的基于双目相机的测温方法。

17、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的基于双目相机的测温方法。