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高速相机医疗康复中的应用

  高速相机医疗康复中是如何应用的?运动康复是一门独立的学科,涉及医学、运动、健康科学等诸多方面。 在“全民奥林匹克”精神的启发下,体育在我们的生活中发挥着越来越重要的作用。 运动康复的服务对象不仅是专业运动员,也广泛适用于普通市民。

  运动康复中必备的实验仪器之一是三维图像分析系统。 虽然人类的信息可以用数值、曲线、图像等多种形式来表示,但图像所包含的信息量远远超过数值和曲线。 3D图像分析系统的实现方式有四种:光学、机械、声学和电磁。 其中,机械、声学和电磁方法要么极大地影响了受试者的行为,要么仪器过于昂贵。

  光学方法使用计算机视觉的原理。 高速摄像头,通过监测和跟踪主体上的特定地标来完成图像采集。 理论上来说,对于空间中的一个点,只要能够被两台摄像机同时看到,就可以根据两台摄像机在 同时 。 当高速摄像机以足够高的速率连续拍摄时,可以从图像序列中获得该点的轨迹。 光学方法的优点是非接触式测量、易于使用和更高的采样率。

  技术指标要求

  在运动康复研究中获取特征参数时,我们想要达到的技术指标有:

  (1) 检测距离 4~8 m

  (2) 检测精度为2mm

  (3) 帧率至少 200 fps

  (4)被测人的移动速度为0.5m/s

  技术难点

  首先,如何有效地识别和跟踪地标。 这是光学方法3D重建的基础,可以通过手动设置标记点和自动识别和跟踪标记点两种方式来实现。

  二、如何同步控制多台摄像机。 单个摄像头进行的图像分析是二维的,只能分析关节的屈伸状态,而不能分析关节的旋转和扭转,以及非常复杂的运动。 要获得关节的任意状态,需要进行 3D 图像分析。 实现3D图像分析需要多台摄像机同步工作,难点在于多台摄像机的同步控制。

  **后,如何解决大容量数据的高速传输和存储问题。 医学上使用的图像分析数据量非常大,一般**达到数百G,带来了数据传输和数据存储的问题。 传统的 PCI 插槽和硬盘存储是不够的。


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