一种用于形体塑造的快速扫描用户体脂率的方法及系统

摘要

本发明提出了一种用于形体塑造的快速扫描用户体脂率的方法及系统，涉及健康监测领域。一种用于形体塑造的快速扫描用户体脂率的方法包括：检测待测人员的测量位置，并对测量位置进行判定是否满足预设测量条件；若满足预设测量条件，则对待测人员进行扫描并得到多个深度图像，同时获取待测人员的扫描参数组合中的至少一个扫描参数；根据多个深度图像及扫描参数进行第一次建模。实现自动调整与所输入扫描参数相关联的所有其他扫描参数，从而减少了配置扫描参数的工作量以及参数配置的准确性。此外本发明还提出了一种用于形体塑造的快速扫描用户体脂率系统，包括：确定测量位置模块、数据采集模块、第一次建模模块、第二次建模模块以及存储模块。

说明书

技术领域

本发明涉及健康监测领域，具体而言，涉及一种用于形体塑造的快速扫描用户体脂率的方法及系统。

背景技术

用户在控制成像设备采集用户的医学图像之前，通常需要根据用户的具体情况设置扫描参数，然后启动成像设备以使成像设备根据所设置的扫描参数获取扫描数据。由于每个用户的具体情况各部相同，因此所需的扫描参数也不同，这就需要用户十分清楚地知道每个扫描参数所代表的含义，并根据每个用户的情况对各个扫描参数进行逐一设置。

综上，现有技术的医学成像方法存在扫描参数设置较为繁琐的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于形体塑造的快速扫描用户体脂率的方法，其能够通过获取待测人员的扫描参数组合中的至少一个扫描参数，根据至少一个扫描参数，确定扫描参数组合中的其他扫描参数以更新扫描参数组合；根据更新后的扫描参数组合执行扫描以获取待测人员的扫描数据；对扫描数据进行图像重建以得到医学图像。相较于现有技术需要手动输入每个扫描参数，本发明可以实现自动调整与所输入扫描参数相关联的所有其他扫描参数，从而大大减少了用户配置扫描参数的工作量以及参数配置的准确性。

本发明的另一目的在于提供一种用于形体塑造的快速扫描用户体脂率系统，其能够运行一种用于形体塑造的快速扫描用户体脂率的方法。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种用于形体塑造的快速扫描用户体脂率的方法，其包括检测待测人员的测量位置，并对测量位置进行判定是否满足预设测量条件；若满足预设测量条件，则对待测人员进行扫描并得到多个深度图像，同时获取待测人员的扫描参数组合中的至少一个扫描参数；根据多个深度图像及扫描参数进行第一次建模；将除确定的至少一个扫描参数外的多个扫描参数进行更新并组合，根据多个深度图像及更新后的扫描参数组合进行第二次建模；将待测人员的多次建模模型和身体数据进行存储，以供被授权人员读取及使用。

在本发明的一些实施例中，上述检测待测人员的测量位置，并对测量位置进行判定是否满足预设测量条件包括：若待测人员的测量位置不满足预设测量条件，则下发测量姿态调整指令。

在本发明的一些实施例中，上述还包括根据测量姿态调整指令将待测人员调整为第二测量位置，采集当前测待测人员的点云数据。

在本发明的一些实施例中，上述同时获取待测人员的扫描参数组合中的至少一个扫描参数包括：获取待测人员的扫描参数组合中的至少一个生理参数，根据生理参数确定至少一个扫描参数。

在本发明的一些实施例中，上述还包括生理参数至少包括体重参数、身高参数、体脂参数、体温参数、呼吸参数、心电参数、心率参数、体温参数、血压参数和血氧参数中的一种；扫描参数至少包括扫描剂量参数、扫描床控制参数、机架控制参数中的一种。

在本发明的一些实施例中，上述根据多个深度图像及扫描参数进行第一次建模包括：将生成的模型和待测人员的性别、身高、年龄、人体电阻率以及体脂率发送至算法服务器，在算法服务器中计算出现有身体数据。

在本发明的一些实施例中，上述还包括身体数据包括新陈代谢率、骨骼含量、肌肉量、水分含量、内脏脂肪质量中的一种或多种，通过生物电阻抗方法计算。

在本发明的一些实施例中，上述还包括身体数据包括体脂率、节段体脂率，其计算方法为结合模型的体积和各个关键部位维度的数值及体重、人体电阻率，利用Siri方程和围度测量法。

第二方面，本申请实施例提供一种用于形体塑造的快速扫描用户体脂率系统，其包括确定测量位置模块，用于检测待测人员的测量位置，并对测量位置进行判定是否满足预设测量条件；数据采集模块，用于若满足预设测量条件，则对待测人员进行扫描并得到多个深度图像，同时获取待测人员的扫描参数组合中的至少一个扫描参数；第一次建模模块，用于根据多个深度图像及扫描参数进行第一次建模；第二次建模模块，用于将除确定的至少一个扫描参数外的多个扫描参数进行更新并组合，根据多个深度图像及更新后的扫描参数组合进行第二次建模；存储模块，用于将待测人员的多次建模模型和身体数据进行存储，以供被授权人员读取及使用。

在本发明的一些实施例中，上述包括用于存储计算机指令的至少一个存储器；与上述存储器通讯的至少一个处理器，其中当上述至少一个处理器执行上述计算机指令时，上述至少一个处理器使上述系统执行：确定测量位置模块、数据采集模块、第一次建模模块、第二次建模模块以及存储模块。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

其能够通过获取待测人员的扫描参数组合中的至少一个扫描参数，根据至少一个扫描参数，确定扫描参数组合中的其他扫描参数以更新扫描参数组合；根据更新后的扫描参数组合执行扫描以获取待测人员的扫描数据；对扫描数据进行图像重建以得到医学图像。相较于现有技术需要手动输入每个扫描参数，本发明可以实现自动调整与所输入扫描参数相关联的所有其他扫描参数，从而大大减少了用户配置扫描参数的工作量以及参数配置的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于形体塑造的快速扫描用户体脂率的方法步骤流程图；

图2为本发明实施例提供的一种用于形体塑造的快速扫描用户体脂率的方法详细步骤流程图；

图3为本发明实施例提供的一种用于形体塑造的快速扫描用户体脂率系统模块图。

图标：10-确定测量位置模块；20-数据采集模块；30-第一次建模模块；40-第二次建模模块；50-存储模块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”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、物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、物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……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。

实施例1

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种用于形体塑造的快速扫描用户体脂率的方法步骤流程图，其如下所示：

步骤S100，检测待测人员的测量位置，并对测量位置进行判定是否满足预设测量条件；

具体的，待测人员为对自身形体塑造有需求的人员，判定是否满足预设测量条件为判定待测人员是否能够被检测装置录入信息的位置，例如是否处于镜头框架内。

在一些实施方式中，在操作扫描装置时，待测人员站立到体重和体脂测量模组所指定的站立位置上，并且与移动轨道保持平行状态。待测人员在用户交互显示屏上进行简单的操作，并在文字、图像、声音等内容同的引导下做出正确的测量站姿。测量开始后体重和体脂测量模组、超声波身高探测器、光栅信号发射器、光学摄像头等测量模组进行测量过程，并将采集的信息转化为电信号。电气控制及驱动移动轨道里的伺服电机进行垂直运动，完成人体或人体的局部位置扫描。电信号通过主机控制模组进行数据运算、并生成受测对象的人体三维模型和数据报表。

步骤S110，若满足预设测量条件，则对待测人员进行扫描并得到多个深度图像，同时获取待测人员的扫描参数组合中的至少一个扫描参数；

具体的，待测人员站在转台的中心处，抬头挺胸站直、静止不动，双手握住扶手并与人体电阻传感器接触，且从正面能够完整看到待测人员腋下轮廓；转台平稳转动且深度相机上下移动，深度相机对人体各个部位进行扫描操作并获得多个深度图像；同时重量传感器对待测人员的体重进行测量，人体电阻传感器对人体电阻率进行测量；最后转台停止转动，深度相机停止上下移动和扫描操作；深度相机从最上位置移动至最下位置的用时是转台转动一圈的用时的N倍或1/N倍，N为自然数。

在一些实施方式中，可以支持用户预定义检查协议，根据设备预期扫描人群的年龄\体型等特征定制针对不同检查部位(头部、颈部、胸部、腹部、盆腔、脊柱、上肢、下肢)、检查类型(平扫、增强)的检查协议(包括采集参数和重建参数)。

对于每个待测人员，首先根据检查部位、平扫或增强等预约登记信息在医学成像系统中选择对应的检查协议；待测人员就位后根据待测人员的扫描体位和生理参数的个体差异对检查协议中一个或多个参数进行调整后，再执行扫描重建获取医学图像。

步骤S120，根据多个深度图像及扫描参数进行第一次建模；

在一些实施方式中，扫描参数关联集合包括扫描参数之间的关联关系，以及相关联参数之间的推导关系。在使用扫描参数关联集合进行扫描参数配置之前，需要构建扫描参数关联集合，并使该扫描参数关联集合中相关联的一个或多个扫描参数被主动修改后自动更新剩余扫描参数，以使更新后的剩余扫描参数与主动修改的扫描参数相匹配。根据扫描参数及深度图像信息进行原始三维模型的建模，从模型坐标系转换到测量坐标系的坐标校正操作，获取坐标校正后的三维模型。

步骤S130，将除确定的至少一个扫描参数外的多个扫描参数进行更新并组合，根据多个深度图像及更新后的扫描参数组合进行第二次建模；

在一些实施方式中，对坐标校正后的三维模型进行噪声清理，删除多余信息并且对三维模型进行表面重建，进行第二次建模，得到新三维模型；

将新三维模型与身高、体重相结合，得到与待测人员体型类似的模板模型B’；对于B’上的每个点，找到第一次建模的三维模型上的最邻近点；通过最优化方法使得B’局部变形达到缩小与第一次建模的三维模型对应邻近点距离的目的，其中，优化的约束条件为保持B’总体变化率最小；经过几次迭代后，得到新三维模型对于B’上的每个点，找到第一次建模的三维模型上的最邻近点是通过KD树方法完成的。

步骤S140，将待测人员的多次建模模型和身体数据进行存储，以供被授权人员读取及使用。

在一些实施方式中，将生成的模型和待测人员的性别、身高、年龄、人体电阻率发送至算法服务器；在算法服务器中计算出身体数据：身体数据包括新陈代谢率、骨骼含量、肌肉量、水分含量、内脏脂肪质量中的一种或多种，通过生物电阻抗方法计算；身体数据包括体脂率、节段体脂率，其计算方法是结合三维模型B的体积和各个关键部位维度的数值及体重、人体电阻率，利用Siri方程和围度测量法；身体数据包括身体质量指数、腰臀比，通过对三维模型B的直接测量。体脂率的计算方法为：获得三维模型的体积v；根据待测人员的体重m以及公式ρ＝m/v得到待测人员的体密度ρ；根据Siri方程BF％＝(495/ρ)-450得到待测人员的体脂率BF％。上述所有数据均需授权人员读取及使用。

实施例2

请参阅图2，图2为本发明实施例提供的一种用于形体塑造的快速扫描用户体脂率的方法详细步骤流程图，其如下所示：

步骤S200，检测待测人员的测量位置，并对测量位置进行判定是否满足预设测量条件；

步骤S210，若待测人员的测量位置不满足预设测量条件，则下发测量姿态调整指令；

步骤S220，根据测量姿态调整指令将待测人员调整为第二测量位置，采集当前测待测人员的点云数据；

步骤S230，获取待测人员的扫描参数组合中的至少一个生理参数，根据生理参数确定至少一个扫描参数；

步骤S240，生理参数至少包括体重参数、身高参数、体脂参数、体温参数、呼吸参数、心电参数、心率参数、体温参数、血压参数和血氧参数中的一种；

步骤S250，扫描参数至少包括扫描剂量参数、扫描床控制参数、机架控制参数中的一种；

步骤S260，将生成的模型和待测人员的性别、身高、年龄、人体电阻率以及体脂率发送至算法服务器，在算法服务器中计算出现有身体数据；

步骤S270，身体数据包括新陈代谢率、骨骼含量、肌肉量、水分含量、内脏脂肪质量中的一种或多种，通过生物电阻抗方法计算；

步骤S280，身体数据包括体脂率、节段体脂率，其计算方法为结合模型的体积和各个关键部位维度的数值及体重、人体电阻率，利用Siri方程和围度测量法。

在一些实施方式中，可以采用四个立柱各配合4套信号收发装置，每套信号收发装置覆盖90～120度的范围，这样通过四套信号装置的配合可实现人体的360度全身的数据采集。同时因为人体的遮挡，4套信号收发装置的信号处于独立工作状态，对向或邻近的光栅信号发射器不会对光学摄像头产生相互影响。光栅信号发射器支架上的若干光栅信号发射器构成激光面，所有光学摄像头与激光面组成扫描组件；在竖直方向上直线运动机构运动的过程中激光面依次接触人体的各个部位；相机对环绕人体的激光投影面进行实时拍照并传至后台计算机，就可以最终拼接出人体完整的三维形状。可快速、非接触的进行人体数据建模。光学测量方式的优势是，速度快、精度高，测量过程不易出错、发出的光栅信号肉眼不可见，没有刺激性光源，对人体无害，无需闭眼即可测量。与传统的相机采集图像、贴图建模的方式不同，通过数据点云的测量方式，直接生成模型，模型的质量更高，精度更加准确。

以CT(Computed Tomography，简称CT，计算机断层扫描)为例，在其每次进行图像扫描之前，现有技术通常需要待测人员对扫描体位、扫描方向和重建方向参数分别进行配置，比较耗时，而且容易出错。而在本实施例中，可以支持待测人员根据使用习惯配置扫描体位、扫描方向和重建方向之间的关联，比如，对于待测人员体位为头向足(HFS)，用户习惯配合扫描方向头向足和重建方向头向足；对于待测人员体位为脚先进仰卧位(FFS)，用户习惯配合扫描方向足向头和重建方向足向头，用户可将上述参数组合进行关联；用户在每次进行参数配置时，只需确认或修改扫描体位，系统即可根据扫描参数关联集合自动更新扫描方向和重建方向，从而减少需要用户手动配置数的数量，更好的满足用户的需求。

根据待测人员的基本信息确定部分扫描参数，然后根据该部分扫描参数和已存储的扫描参数关联集合确定初始扫描参数组合，然后将其输出至配置界面。用户只需对该初始扫描参数组合进行修改即可，以减少用户配置扫描参数的工作量。在输出初始扫描参数组合时，将无需配置的扫描参数和需要再次配置或可能需要再次配置的扫描参数通过不同的标记进行表示，比如颜色标记。这样待测人员可以直接根据标记确定需要修改的配置参数。

配置界面输出初始扫描参数组合之后，待测人员在配置界面输入一个或多个需要再次配置的扫描参数，并作为参数修改数据，成像系统根据至少一个扫描参数的修改数据以及已存储的扫描参数关联集合，自动调节该初始扫描参数组合中与被修改的扫描参数相关联的其他扫描参数以生成扫描参数组合，并将生成的扫描参数组合输出至配置界面的显示区以供待测人员确认。将简化后并带有标记信息的三维模型、身体各部位测量点及测量数据、体脂率保存至数据库。

实施例3

请参阅图3，图3为本发明实施例提供的一种用于形体塑造的快速扫描用户体脂率系统模块图，其如下所示：

确定测量位置模块10，用于检测待测人员的测量位置，并对测量位置进行判定是否满足预设测量条件；

数据采集模块20，用于若满足预设测量条件，则对待测人员进行扫描并得到多个深度图像，同时获取待测人员的扫描参数组合中的至少一个扫描参数；

第一次建模模块30，用于根据多个深度图像及扫描参数进行第一次建模；

第二次建模模块40，用于将除确定的至少一个扫描参数外的多个扫描参数进行更新并组合，根据多个深度图像及更新后的扫描参数组合进行第二次建模；

存储模块50，用于将待测人员的多次建模模型和身体数据进行存储，以供被授权人员读取及使用。

还包括存储器、处理器和通信接口，该存储器、处理器和通信接口相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器可用于存储软件程序及模块，处理器通过执行存储在存储器内的软件程序及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。该通信接口可用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。

其中，存储器可以是但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。

处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

可以理解，图3所示的结构仅为示意还可包括比图3中所示更多或者更少的组件，或者具有与图3所示不同的配置。图3中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

综上所述，本申请实施例提供的一种用于形体塑造的快速扫描用户体脂率的方法及系统，其能够通过获取待测人员的扫描参数组合中的至少一个扫描参数，根据至少一个扫描参数，确定扫描参数组合中的其他扫描参数以更新扫描参数组合；根据更新后的扫描参数组合执行扫描以获取待测人员的扫描数据；对扫描数据进行图像重建以得到医学图像。相较于现有技术需要手动输入每个扫描参数，本发明可以实现自动调整与所输入扫描参数相关联的所有其他扫描参数，从而大大减少了用户配置扫描参数的工作量以及参数配置的准确性。

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。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。