动态图像变形过程的确定方法、确定装置与处理器

摘要

本申请提供了一种动态图像变形过程的确定方法、确定装置与处理器。该确定方法包括：获取初始图像和末尾图像，初始图像和末尾图像是对动态变形的目标物体进行连续拍摄得到的，初始图像为拍摄时间在先的图像，末尾图像为拍摄时间在后的图像；确定第一变形场，第一变形场表征了从初始图像到末尾图像的变形；将第一变形场划分为多个子变形场；应用各子变形场对初始图像进行变形计算，得到多个中间图像，子变形场与中间图像一一对应；至少根据中间图像确定从初始图像至末尾图像的中间变形过程。应用本方案得到的中间图像可以获取新增的像素点的信息，且避免了消失点引起的边界问题。

说明书

技术领域

本申请涉及动态图像处理领域，具体而言，涉及一种动态图像变形过程的确定方法、确定装置、计算机可读存储介质与处理器。

背景技术

近年来，核磁共振技术和CT断层扫描技术等医学影像技术大幅改进了传统医学，提高了诊断的精准度，为治疗方案的制定提供了大量的数据，从而大幅提高了检查、诊断、治疗的效果。

大变形微分同胚度量映射方法(Large Deformation Diffeomorphic MetricMapping，简称LDDMM)广泛使用于脑科学影像处理。LDDMM通过流场模拟空间中的点，每一时刻的流场用该点的速度向量场描述。给定时刻，空间点从起始位置运动到终点位置，从而给出了空间点的自身微分同胚。基于此特点，LDDMM能较好地反映物体几何大形变，从而实现图像中物体变化较大时图像的配准任务。

现有的LDDMM技术能够较好的完成动态图像中运动物体不同时刻的配准，并提供始末图像对应的速度场(时间给定)。然而对于图形变化的中间过程无法给出准确预测。为获取图形的中间变化过程，需提供特定的中间图像插入方式，通过对初始图像的变形计算而获取图形在中间插入图像中的状态。由于从初始图像至末尾图像的变形过程中可能会存在像素点增加或者减少的情形，然而应用本方案得到的中间图像可能无法包括新增的像素点，该问题会导致图形上新生成点速度无法获取以及消失点引起的边界问题。如使用现有方法，为解决点增减问题需对中间状态图形以及初始图形进行进一步图像配准(过程如图3所示)。该方案中每一个插入的中间状态图形都需要与初始图形进行配准，因此需要大量的计算。对于连续变化的图像(如跳动的心脏、振动的血管等动态医疗影像)，在一个周期内，需要插入大量的中间图像来捕捉动态变化过程，现有的连续配准的方式几乎无法实现。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种动态图像变形过程的确定方法、确定装置、计算机可读存储介质与处理器，以解决现有技术中获取动态图像的变形过程效率较低的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种动态图像变形过程的确定方法，包括：获取初始图像和末尾图像，所述初始图像和所述末尾图像是对动态变形的目标物体进行连续拍摄得到的，所述初始图像为拍摄时间在先的图像，所述末尾图像为所述拍摄时间在后的图像；确定第一变形场，所述第一变形场表征了从所述初始图像到所述末尾图像的变形；将所述第一变形场划分多个子变形场；应用各所述子变形场对所述初始图像进行变形计算，得到多个中间图像，所述子变形场与所述中间图像一一对应；至少根据所述中间图像确定从所述初始图像至所述末尾图像的中间变形过程。

进一步地，确定第一变形场，包括：对所述初始图像和所述末尾图像进行配准，得到配准结果；根据所述配准结果确定所述第一变形场。

进一步地，至少根据所述中间图像确定从所述初始图像至所述末尾图像的中间变形过程，包括：根据所述子变形场将对应的所述中间图像映射到初始坐标空间中，得到映射图像，所述初始坐标空间为所述初始图像所在的坐标空间；将所述映射图像与所述中间图像进行比对，得到比对结果；根据所述比对结果，确定从所述初始图像至所述末尾图像的所述中间变形过程。

进一步地，将所述映射图像与所述中间图像进行比对，得到比对结果，包括：根据所述映射图像确定映射位置，所述映射位置为所述中间图像上的像素点在所述初始坐标空间中的位置；确定中间位置，所述中间位置为所述中间图像上的像素点在中间坐标空间中的位置，所述中间坐标空间为所述中间图像所在的坐标空间；确定第一变形量，所述第一变形量为从所述映射位置至所述中间位置的变形量，所述第一变形量为所述比对结果。

进一步地，根据所述比对结果，确定从所述初始图像至所述末尾图像的所述中间变形过程，包括：至少根据所述第一变形量确定从所述初始图像至所述末尾图像的所述中间变形过程。

进一步地，至少根据所述第一变形量确定从所述初始图像至所述末尾图像的所述中间变形过程，包括：确定第二变形量，所述第二变形量为从所述初始图像中的像素点至对应的所述末尾图像中的像素点的变形量；获取预定比值，所述预定比值为所述第一变形量与所述第二变形量的比值；确定第二变形场，所述第二变形场为所述预定比值与所述第一变形场的乘积，所述第二变形场表征了从所述初始图像到所述中间图像的变形；根据所述第二变形场确定从所述初始图像至所述末尾图像的所述中间变形过程。

进一步地，根据所述第二变形场确定从所述初始图像至所述末尾图像的所述中间变形过程之后，所述确定方法还包括：获取变形时间，所述变形时间为从所述初始图像变化至所述中间图像的时间；确定速度场，所述速度场为所述第二变形场与所述变形时间的比值。

根据本申请的另一个方面，提供了一种动态图像变形过程的确定装置，包括：第一获取单元，用于获取初始图像和末尾图像，所述初始图像和所述末尾图像是对动态变形的目标物体进行连续拍摄得到的，所述初始图像为拍摄时间在先的图像，所述末尾图像为拍摄时间在后的图像；第一确定单元，用于确定第一变形场，所述第一变形场表征了从所述初始图像到所述末尾图像的变形；划分单元，用于将所述第一变形场划分为多个子变形场；计算单元，用于应用各所述子变形场对所述初始图像进行变形计算，得到多个中间图像，所述子变形场与所述中间图像一一对应；第二确定单元，用于至少根据所述中间图像确定从所述初始图像至所述末尾图像的中间变形过程。

根据本申请的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述动态图像变形过程的确定方法。

根据本申请的再一个方面，提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行任意一种所述的动态图像变形过程的确定方法。

应用本申请的技术方案，通过获取初始图像和末尾图像，然后确定表征从初始图像至末尾图像变形的第一变形场，再对第一变形场进行划分，得到多个子变形场，然后根据子变形场对初始图像进行变形计算，得到多个中间图像，实现了中间图像的精确获取，且由于本方案中的子变形场是由第一变形场划分得到的，所以，应用本方案得到的中间图像可以获取新增的像素点的信息，且避免了消失点引起的边界问题。本方案避免了现有技术中的获取中间图像及速度所需的额外的大量的图像配准的操作，适用于连续变化的图像，无需大量的计算就实现了从初始图像至末尾图像的中间变形过程的获取。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请的实施例的一种动态图像变形过程的确定方法流程图；

图2示出了根据本申请的实施例的动态图像变形过程的确定装置示意图；

图3示出了现有技术中动态图像变形过程的确定方法示意图；

图4示出了根据本申请的实施例的另一种动态图像变形过程的确定方法示意图；

图5示出了根据本申请的实施例的初始图像、中间图像和末尾图像示意图；

图6示出了根据本申请的实施例的初始图像、中间图像和末尾图像的边界速度分布示意图；

图7示出了根据本申请的实施例的第一变形场和子变形场示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中获取动态图像的变形过程效率较低，为解决如上获取动态图像的变形过程效率较低的问题，本申请的实施例提供了一种动态图像变形过程的确定方法、确定装置、计算机可读存储介质与处理器。

根据本申请的实施例，提供了一种动态图像变形过程的确定方法。

图1是根据本申请实施例的一种动态图像变形过程的确定方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101，获取初始图像和末尾图像，上述初始图像和上述末尾图像是对动态变形的目标物体进行连续拍摄得到的，上述初始图像为拍摄时间在先的图像，上述末尾图像为上述拍摄时间在后的图像；

步骤S102，确定第一变形场，上述第一变形场表征了从上述初始图像到上述末尾图像的变形；

步骤S103，将上述第一变形场划分为多个子变形场；

步骤S104，应用各上述子变形场对上述初始图像进行变形计算，得到多个中间图像，上述子变形场与上述中间图像一一对应；

步骤S105，至少根据上述中间图像确定从上述初始图像至上述末尾图像的中间变形过程。

上述方案中，通过获取初始图像和末尾图像，然后确定表征从初始图像至末尾图像变形的第一变形场，再对第一变形场进行划分，得到多个子变形场，然后根据子变形场对初始图像进行变形计算，得到多个中间图像，实现了中间图像的精确获取，且由于本方案中的子变形场是由第一变形场划分得到的，所以，应用本方案得到的中间图像可以获取新增的像素点的信息，且避免了消失点引起的边界问题。本方案避免了现有技术中的获取中间图像及速度所需的额外的大量的图像配准的操作，适用于连续变化的图像，无需大量的计算就实现了从初始图像至末尾图像的中间变形过程的获取。

具体地，初始图像和末尾图像是对动态变形的目标物体进行连续拍摄得到的连续两张图像。

具体地，将上述第一变形场划分为多个子变形场，包括：在时间域上，采用线性划分的方式，将上述第一变形场划分为多个子变形场。例如，在第1秒获取初始图像，在第2秒获取末尾图像，根据初始图像和末尾图像确定第一变形场，采用线性插入的方式得到1.25s的子变形场，1.5s的子变形场和1.75s的子变形场。当然，获取子变形场的方式也可以为非线性插入的方式。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本申请的一种实施例中，在图像的变形过程较简单的情况下，仅仅获取一个中间图像，就实现了从上述初始图像至上述末尾图像的中间变形过程的确定。

本申请的一种实施例中，确定第一变形场，包括：对上述初始图像和上述末尾图像进行配准，得到配准结果；根据上述配准结果确定上述第一变形场。具体地，可以采用大变形微分同胚度量映射方法，对上述初始图像和上述末尾图像进行配准，得到上述配准结果。实现了第一变形场的精确获取，第一变形场精确反应了从初始图像至末尾图像的变形。当然，对初始图像和上述末尾图像进行配准的方法并不限于大变形微分同胚度量映射方法，也可以采用其他配准方法实现对初始图像和上述末尾图像的配准。

本申请的另一种实施例中，至少根据上述中间图像确定从上述初始图像至上述末尾图像的中间变形过程，包括：根据上述子变形场将对应的上述中间图像映射到初始坐标空间中，得到映射图像，上述初始坐标空间为上述初始图像所在的坐标空间；将上述映射图像与上述中间图像进行比对，得到比对结果；根据上述比对结果，确定从上述初始图像至上述末尾图像的上述中间变形过程。将中间图像映射到初始坐标空间中，得到中间图像在初始坐标空间中的映射图像，由于中间图像相对于初始图像可能存在像素点的增加和/或像素点的减少，所以映射图像上与中间图像上对应的像素点的坐标可能会不相同，例如，中间图像上某一个像素点的坐标为(5，5，5)，该像素点在映射图像上对应的像素点的坐标为(4.5，4.5，4.5)，通过对映射图像与中间图像进行比对，根据比对结果实现了对从初始图像至末尾图像的中间变形过程的确定。

本申请的又一种实施例中，将上述映射图像与上述中间图像进行比对，得到比对结果，包括：根据上述映射图像确定映射位置，上述映射位置为上述中间图像上的像素点在上述初始坐标空间中的位置；确定中间位置，上述中间位置为上述中间图像上的像素点在中间坐标空间中的位置，上述中间坐标空间为上述中间图像所在的坐标空间；确定第一变形量，上述第一变形量为从上述映射位置至上述中间位置的变形量，上述第一变形量为上述比对结果。例如，中间图像上某一个像素点在中间坐标空间中的坐标为(5，5，5)，该像素点在初始坐标空间中的坐标为(4.5，4.5，4.5)，第一变形量为从坐标(5，5，5)至坐标(4.5，4.5，4.5)的变化，根据中间图像上所有的像素点的坐标对应的第一变形量，就可以得到映射图像与中间图像的比对结果，实现了映射图像与中间图像地精确比对。

本申请的再一种实施例中，根据上述比对结果，确定从上述初始图像至上述末尾图像的上述中间变形过程，包括：至少根据上述第一变形量确定从上述初始图像至上述末尾图像的上述中间变形过程，根据中间图像上所有的像素点的坐标对应的第一变形量，就可以得到从上述初始图像至上述末尾图像的上述中间变形过程。

本申请的一种实施例中，至少根据上述第一变形量确定从上述初始图像至上述末尾图像的上述中间变形过程，包括：确定第二变形量，上述第二变形量为从上述初始图像中的像素点至对应的上述末尾图像中的像素点的变形量；获取预定比值，上述预定比值为上述第一变形量与上述第二变形量的比值；确定第二变形场，上述第二变形场为上述预定比值与上述第一变形场的乘积，上述第二变形场表征了从上述初始图像到上述中间图像的变形；根据上述第二变形场确定从上述初始图像至上述末尾图像的上述中间变形过程。具体地，第二变形量是从初始图像至末尾图像的变形量，第一变形量实质上是从初始图像至中间图像的变形量，然后采用第一变形量与第二变形量的比值乘以第一变形场，就得到了从初始图像至中间图像的变形场，即第二变形场，再根据第二变形场确定从上述初始图像至上述末尾图像的上述中间变形过程，实现了对从上述初始图像至上述末尾图像的中间变形过程的精确确定。

本申请的一种实施例中，根据上述第二变形场确定从上述初始图像至上述末尾图像的上述中间变形过程之后，上述确定方法还包括：获取变形时间，上述变形时间为从上述初始图像变化至上述中间图像的时间；确定速度场，上述速度场为上述第二变形场与上述变形时间的比值。根据第二变形场和变形时间确定了从初始图像至中间图像的速度场。本方案有效的解决了中间插入图像中物体新生成点的速度获取问题，避免了现有方法获取速度场时所需的大量的图像配准计算，极大的提升了计算效率。

本申请实施例还提供了一种动态图像变形过程的确定装置，需要说明的是，本申请实施例的动态图像变形过程的确定装置可以用于执行本申请实施例所提供的用于动态图像变形过程的确定方法。以下对本申请实施例提供的动态图像变形过程的确定装置进行介绍。

图2是根据本申请实施例的动态图像变形过程的确定装置的示意图。如图2所示，该装置包括：

第一获取单元10，用于获取初始图像和末尾图像，上述初始图像和上述末尾图像是对动态变形的目标物体进行连续拍摄得到的，上述初始图像为拍摄时间在先的图像，上述末尾图像为拍摄时间在后的图像；

第一确定单元20，用于确定第一变形场，上述第一变形场表征了从上述初始图像到上述末尾图像的变形；

划分单元30，用于将上述第一变形场划分为多个子变形场；

计算单元40，用于应用各上述子变形场对上述初始图像进行变形计算，得到多个中间图像，上述子变形场与上述中间图像一一对应；

第二确定单元50，用于至少根据上述中间图像确定从上述初始图像至上述末尾图像的中间变形过程。

上述方案中，第一获取单元获取初始图像和末尾图像，第一确定单元确定表征从初始图像至末尾图像变形的第一变形场，划分单元对第一变形场进行划分，得到多个子变形场，计算单元根据子变形场对初始图像进行变形计算，得到多个中间图像，实现了中间图像的精确获取，且由于本方案中的子变形场是由第一变形场划分得到的，所以，应用本方案得到的中间图像可以获取新增的像素点的信息，且避免了消失点引起的边界问题。本方案避免了现有技术中的获取中间图像及速度所需的额外的大量的图像配准的操作，适用于连续变化的图像，无需大量的计算就实现了从初始图像至末尾图像的中间变形过程的获取。

具体地，初始图像和末尾图像是对动态变形的目标物体进行连续拍摄得到的连续两张图像。

具体地，划分单元还用于在时间域上，采用线性划分的方式，将上述第一变形场划分为多个子变形场。例如，在第1秒获取初始图像，在第2秒获取末尾图像，根据初始图像和末尾图像确定第一变形场，采用线性插入的方式得到1.25s的子变形场，1.5s的子变形场和1.75s的子变形场。当然，获取子变形场的方式也可以为非线性插入的方式。

本申请的一种实施例中，第一确定单元包括配准模块和第一确定模块，配准模块用于对上述初始图像和上述末尾图像进行配准，得到配准结果；第一确定模块用于根据上述配准结果确定上述第一变形场。具体地，可以采用大变形微分同胚度量映射方法，对上述初始图像和上述末尾图像进行配准，得到上述配准结果。实现了第一变形场的精确获取，第一变形场精确反应了从初始图像至末尾图像的变形。当然，对初始图像和上述末尾图像进行配准的方法并不限于大变形微分同胚度量映射方法，也可以采用其他配准方法实现对初始图像和上述末尾图像的配准。

本申请的另一种实施例中，第二确定单元包括映射模块、比对模块和第二确定模块，映射模块用于根据上述子变形场将对应的上述中间图像映射到初始坐标空间中，得到映射图像，上述初始坐标空间为上述初始图像所在的坐标空间；比对模块用于将上述映射图像与上述中间图像进行比对，得到比对结果；第二确定模块用于根据上述比对结果，确定从上述初始图像至上述末尾图像的上述中间变形过程。将中间图像映射到初始坐标空间中，得到中间图像在初始坐标空间中的映射图像，由于中间图像相对于初始图像可能存在像素点的增加和/或像素点的减少，所以映射图像上与中间图像上对应的像素点的坐标可能会不相同，例如，中间图像上某一个像素点的坐标为(5，5，5)，该像素点在映射图像上对应的像素点的坐标为(4.5，4.5，4.5)，通过对映射图像与中间图像进行比对，根据比对结果实现了对从初始图像至末尾图像的中间变形过程的确定。

本申请的又一种实施例中，比对模块还用于根据上述映射图像确定映射位置，上述映射位置为上述中间图像上的像素点在上述初始坐标空间中的位置；确定中间位置，上述中间位置为上述中间图像上的像素点在中间坐标空间中的位置，上述中间坐标空间为上述中间图像所在的坐标空间；确定第一变形量，上述第一变形量为从上述映射位置至上述中间位置的变形量，上述第一变形量为上述比对结果。例如，中间图像上某一个像素点在中间坐标空间中的坐标为(5，5，5)，该像素点在初始坐标空间中的坐标为(4.5，4.5，4.5)，第一变形量为从坐标(5，5，5)至坐标(4.5，4.5，4.5)的变化，根据中间图像上所有的像素点的坐标对应的第一变形量，就可以得到映射图像与中间图像的比对结果，实现了映射图像与中间图像地精确比对。

本申请的再一种实施例中，第二确定模块还用于包括：至少根据上述第一变形量确定从上述初始图像至上述末尾图像的上述中间变形过程，根据中间图像上所有的像素点的坐标对应的第一变形量，就可以得到从上述初始图像至上述末尾图像的上述中间变形过程。

本申请的一种实施例中，第二确定模块还用于确定第二变形量，上述第二变形量为从上述初始图像中的像素点至对应的上述末尾图像中的像素点的变形量；获取预定比值，上述预定比值为上述第一变形量与上述第二变形量的比值；确定第二变形场，上述第二变形场为上述预定比值与上述第一变形场的乘积，上述第二变形场表征了从上述初始图像到上述中间图像的变形；根据上述第二变形场确定从上述初始图像至上述末尾图像的上述中间变形过程。具体地，第二变形量是从初始图像至末尾图像的变形量，第一变形量实质上是从初始图像至中间图像的变形量，然后采用第一变形量与第二变形量的比值乘以第一变形场，就得到了从初始图像至中间图像的变形场，即第二变形场，再根据第二变形场确定从上述初始图像至上述末尾图像的上述中间变形过程，实现了对从上述初始图像至上述末尾图像的中间变形过程的精确确定。

本申请的一种实施例中，上述确定装置还包括第二获取单元和第三确定单元，第二获取单元用于在根据上述第二变形场确定从上述初始图像至上述末尾图像的上述中间变形过程之后，获取变形时间，上述变形时间为从上述初始图像变化至上述中间图像的时间；第三确定单元用于在根据上述第二变形场确定从上述初始图像至上述末尾图像的上述中间变形过程之后，确定速度场，上述速度场为上述第二变形场与上述变形时间的比值。根据第二变形场和变形时间确定了从初始图像至中间图像的速度场。本方案有效的解决了中间插入图像中物体新生成点的速度获取问题，避免了现有装置获取速度场时所需的大量的图像配准计算，极大的提升了计算效率。

上述动态图像变形过程的确定装置包括处理器和存储器，上述第一获取单元、第一确定单元、划分单元、计算单元和第二确定单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。

处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来提高获取动态图像的变形过程的效率。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在上述程序运行时控制上述计算机可读存储介质所在设备执行上述动态图像变形过程的确定方法。

本发明实施例提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述动态图像变形过程的确定方法。

本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现至少以下步骤：

步骤S101，获取初始图像和末尾图像，上述初始图像和上述末尾图像是对动态变形的目标物体进行连续拍摄得到的，上述初始图像为拍摄时间在先的图像，上述末尾图像为上述拍摄时间在后的图像；

步骤S102，确定第一变形场，上述第一变形场表征了从上述初始图像到上述末尾图像的变形；

步骤S103，将上述第一变形场划分为多个子变形场；

步骤S104，应用各上述子变形场对上述初始图像进行变形计算，得到多个中间图像，上述子变形场与上述中间图像一一对应；

步骤S105，至少根据上述中间图像确定从上述初始图像至上述末尾图像的中间变形过程。

本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有至少如下方法步骤的程序：

步骤S101，获取初始图像和末尾图像，上述初始图像和上述末尾图像是对动态变形的目标物体进行连续拍摄得到的，上述初始图像为拍摄时间在先的图像，上述末尾图像为上述拍摄时间在后的图像；

步骤S102，确定第一变形场，上述第一变形场表征了从上述初始图像到上述末尾图像的变形；

步骤S103，将上述第一变形场划分为多个子变形场；

步骤S104，应用各上述子变形场对上述初始图像进行变形计算，得到多个中间图像，上述子变形场与上述中间图像一一对应；

步骤S105，至少根据上述中间图像确定从上述初始图像至上述末尾图像的中间变形过程。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例

本实施例涉及一种具体的动态图像变形过程的确定方法，该方法包括如下步骤：

步骤S1，获取初始图像和末尾图像，上述初始图像和上述末尾图像是对动态变形的目标物体进行连续拍摄得到的，上述初始图像为拍摄时间在先的图像，上述末尾图像为上述拍摄时间在后的图像；

步骤S2，对上述初始图像和上述末尾图像进行配准，得到配准结果；根据上述配准结果确定上述第一变形场，上述第一变形场表征了从上述初始图像到上述末尾图像的变形；

步骤S3，将上述第一变形场划分为多个子变形场；

配准控制能量方程的一种表达形式如公式1所示(系数与相似项可变)：

其中，ε为能量消耗，t为时间，L为微分算子，δ为相似项系数，f初始图像，μ为末尾图像，Id为单位变形，v为速度，定义为

对于步骤S2中所求得变形量

其中(Id+v

1.对所有属于操作域G内的元素a，b，a°b也属于G；

2.对于所有属于G的元素a，b，c，(a°b)°c＝a°(b°c)；

3.G内存在一个单位变形Id，对于G内所有元素a，a°Id＝Id°a＝a；

4.对于任一个a属于G，存在一个元素b满足a°b＝b°a＝Id。

对于由第一变形场拆分得到子变形量的方式可以是多样的。图7中示出了三种不同拆分方式获取子变形量的结果。图7中的A部分表示从初始图像(图7中用方格表示)到末尾图像(图7中用三角形表示)的第一变形场。对于此第一变形场可采取线性拆分(图7中的B部分,等时间间距等变形量)、等时间间距的非线性拆分(图7中的C部分，先增后减(梯度下降)、先减后增(梯度上升))以及非等时间间距非线性拆分(图7中的D部分)等方式得到多个子变形场。图7中的B部分～D部分中采用的拆分方式对应的变形到第n步时的变形量如公式3所示：

图7中，A部分表示初始到末尾的第一变形场；B部分表示采用线性插入的方式得到的子变形场；C部分表示采用等时间非线性插入的方式得到的子变形场；D部分表示采用非等时间非线性插入的方式得到的子变形场。

步骤S4，应用各上述子变形场对上述初始图像进行变形计算，得到多个中间图像，上述子变形场与上述中间图像一一对应，图4为采用本方案获取的多个中间图像，分别为中间图像1、中间图像2、…、中间图像n，图3为采用现有技术中的方案获取的多个中间图像，分别为第一中间图像、第二中间图像和第n中间图像，现有技术中为解决像素点的增减问题，需要对每一个中间图像和初始图像再次进行配准，因此需要大量的计算，而本方案无需对中间图像和初始图像再次进行配准，大大减少了计算量，图5示出了根据本申请的实施例的初始图像、中间图像和末尾图像示意图，其中，A为基于初始图像所建3D模型；B为基于末尾影像所建3D模型；C为中间插入图像(中间图像)在1/4，1/2，3/4时间间隔所建模型；D为中间插入图像在1/4，1/2，3/4时间间隔所建模型局部放大图，T0对应于初始图像、T0.25对应于在1/4时间间隔建立的中间图像，T0.5对应于在1/2时间间隔建立的中间图像，T0.75对应于在3/4时间间隔建立的中间图像，T1对应于末尾图像，从图5中可以看出末尾图像的局部放大部分相对于初始图像明显变大；

步骤S5，至少根据上述中间图像确定从上述初始图像至上述末尾图像的中间变形过程；

步骤S5包括如下步骤：

步骤A，根据上述子变形场将对应的上述中间图像映射到初始坐标空间中，得到映射图像，上述初始坐标空间为上述初始图像所在的坐标空间，根据上述映射图像确定映射位置，上述映射位置为上述中间图像上的像素点在上述初始坐标空间中的位置；

步骤B，确定中间位置，上述中间位置为上述中间图像上的像素点在中间坐标空间中的位置，上述中间坐标空间为上述中间图像所在的坐标空间；

步骤C，确定第一变形量，上述第一变形量为从上述映射位置至上述中间位置的变形量；

步骤D，确定第二变形量，上述第二变形量为从上述初始图像中的像素点至对应的上述末尾图像中的像素点的变形量；

步骤E，获取预定比值，上述预定比值为上述第一变形量与上述第二变形量的比值；

步骤F，确定第二变形场，上述第二变形场为上述预定比值与上述第一变形场的乘积，上述第二变形场表征了从上述初始图像到上述中间图像的变形；

步骤G，根据上述第二变形场确定从上述初始图像至上述末尾图像的上述中间变形过程。

步骤S6，获取变形时间，上述变形时间为从上述初始图像变化至上述中间图像的时间；确定速度场，上述速度场为上述第二变形场与上述变形时间的比值，图6示出了根据本申请的实施例的初始图像、中间图像和末尾图像的边界速度分布示意图，图6中的A部分的基于初始图像所建3D模型上的黑色的箭头表示从初始图像到末尾图像所得的速度场，B部分表示初始图像到末尾图像所得速度分布(速度场)的局部放大图，C部分表示中间插入图像在1/4，1/2，3/4时间间隔所建模型；D部分表示中间插入图像在1/4，1/2，3/4时间间隔所建模型以及边界速度分布(即中间图像相对于初始图像的速度场)。

采用本实施例的动态图像变形过程的确定方法，实现了从初始图像至末尾图像的中间变形过程的精确确定，且大大减少了计算量，适用于连续变化的图像，无需大量的计算就实现了从初始图像至末尾图像的中间变形过程的获取。该方法避免了现有方法获取中间图像及速度所需的额外的大量的图像配准的操作，进而提高了获取动态医学影像中物体运动的中间状态及速度的可行性、操作性和效率。同时本方案有效的解决了中间插入图像中物体新生成点的速度获取问题，避免了现有方法获取速度场时所需的大量的图像配准计算，极大的提升了计算效率。

本实施例提供的方法能够有效的解决医疗影像(如CT影像)中记录的物体运动过程细节未知而产生的物体位置以及运动速度取值问题，可为进一步分析物体运动的数值模拟模型提供可靠的边界条件。该方法避免了现有方法获取中间图像及速度所需的额外的大量的图像配准的操作，进而提高了获取动态医学影像中物体运动的中间状态及速度的可行性、操作性和效率。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请的动态图像变形过程的确定方法，通过获取初始图像和末尾图像，然后确定表征从初始图像至末尾图像变形的第一变形场，再对第一变形场进行划分，得到多个子变形场，然后根据子变形场对初始图像进行变形计算，得到多个中间图像，实现了中间图像的精确获取，且由于本方案中的子变形场是由第一变形场划分得到的，所以，应用本方案得到的中间图像可以获取新增的像素点的信息，且避免了消失点引起的边界问题。本方案避免了现有技术中的获取中间图像及速度所需的额外的大量的图像配准的操作，适用于连续变化的图像，无需大量的计算就实现了从初始图像至末尾图像的中间变形过程的获取。

2)、本申请的动态图像变形过程的确定装置，第一获取单元获取初始图像和末尾图像，第一确定单元确定表征从初始图像至末尾图像变形的第一变形场，划分单元对第一变形场进行划分，得到多个子变形场，计算单元根据子变形场对初始图像进行变形计算，得到多个中间图像，实现了中间图像的精确获取，且由于本方案中的子变形场是由第一变形场划分得到的，所以，应用本方案得到的中间图像可以获取新增的像素点的信息，且避免了消失点引起的边界问题。本方案避免了现有技术中的获取中间图像及速度所需的额外的大量的图像配准的操作，适用于连续变化的图像，无需大量的计算就实现了从初始图像至末尾图像的中间变形过程的获取。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。