[发明专利]一种基于多项式曲线拟合的脊柱侧弯检测方法

摘要

该发明公开了一种多项式曲线拟合的脊柱侧弯检测识别方法,该发明属于使用机器视觉方案对背部脊柱中线进行自动提取并结合背部特征点进行曲线拟合并进行cobb角计算。本发买了方法能高效且精准的通过深度相机得到人的脊柱中线，并对脊柱中线进行cobb角计算进行侧弯判断，大大减少人工检测的劳动强度，提高诊断精度。通过三次多项式拟合既可以保证数据的后续处理，也避免了更高次多项式拟合在实际使用中会产生震荡，影响数据精度的情况，为数据的准确性提供了保障。

主权项

1.一种多项式曲线拟合的脊柱侧弯检测识别方法，该方法步骤包括：步骤A：利用深度相机获取人体背部网格化图像；步骤B：将步骤A得到的网格图像进行梯度化处理，得到梯度图像；步骤C：根据步骤B得到的梯度图像提取背部中线区域；步骤D：获取隆骨点坐标与胯骨点坐标，将步骤C得到的背部中线区域的左右边界取边界中值，得到部分脊柱中线，然后对部分脊柱中线进行多项式插值拟合处理，得到人体背部脊柱中线，具体包括以下分步骤：S1、设方程组为P＝a+b*y+c*y²+d*y³,其中a、b、c、d为未知参数，y为离散点纵坐标，P为拟合公式，根据脊椎中线特征点求得的脊柱横坐标；S2、根据脊柱中线曲线两端点确定方程的边界坐标，可得出各脊柱中线待拟合点到该拟合曲线的横向距离平方和为其中R为该距离，x为拟合公式求得脊柱中线的横坐标，n为上述需拟合的脊柱中线离散点个数，y_k为第k个离散点纵坐标；为了求得和数的a,b,c,d，分别对该公式的a,b,c,d求偏导，得到如下公式：将其进行化简可得：表示成矩阵的形式，得到下面的矩阵:S3、解出这个线性方程，即可求得拟合曲线多项式的系数矩阵；采用开源库opencv中的solve()函数可对所需参数a,b,c,d进行求解，得到拟合曲线；S4、将步骤S3重构的各个方程逐点描出，得到拟合后的脊柱曲线点；步骤E：找出脊柱曲线曲率最大的离散点并求在其点处的切线的夹角，即得到Cobb角，根据Cobb角的大小判断脊柱弯曲情况。