的Sobel算子進行舌位輪廓 初始邊緣點的提取。
[0050] Sobel梯度算子Gf的一個可行解為：
[0052]為了便于計算，在上述公式中，11取1，相應的多方向Sobel算子如下：
〇
[0054] Sobel算子進行邊緣提取的過程為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0055] 針對舌位前、后兩半部分，利用相應多方向Sobe 1算子提取到的舌位輪廓初始邊緣 點如圖3a所示。
[0056] 步驟S102:基于舌位輪廓初始邊緣點，建立舌位邊緣點映射矩陣。
[0057] 具體地，該步驟可以分為：
[0058] 步驟S1022:以舌位運動區(qū)域的中心點為圓心，將舌位輪廓初始邊緣點的圖像分為 N個扇區(qū)；其中，所述N取正整數(shù)。
[0059] 在該步驟中，以舌位運動區(qū)域中心點為圓心，將舌位輪廓初始邊緣點圖像分為若 干個扇區(qū)并對其依次編號，這些扇區(qū)可以根據(jù)舌位不同部位運動靈活性等特點進行不均勻 分布，圖3b提供了一種根據(jù)一示例性實施例示出的非均勻扇區(qū)分配示意圖。
[0060] 步驟S1024:在扇區(qū)內(nèi)，從圓心出發(fā)，由近及遠等間距地選取每一弧線上最強的舌 位輪廓初始邊緣點，作為該扇區(qū)內(nèi)弧線的邊緣強度值。
[0061] 在該步驟中，在每個扇區(qū)內(nèi)，從圓心出發(fā)，由近及遠等間距地選取每一段弧線上最 強的舌位輪廓邊緣點，作為該扇區(qū)內(nèi)相應弧線的邊緣強度值。其中，最強的舌位輪廓邊緣點 是扇區(qū)中與圓心同距離的點所構(gòu)成的弧線上，亮度(灰度值)最強的一個點。
[0062] 步驟S1026:根據(jù)邊緣強度值，建立NXD的舌位邊緣點映射矩陣;其中，D為舌位輪 廓初始邊緣點距圓心的最大距離。
[0063] 在該步驟中，建立一個NXD的舌位邊緣點映射矩陣K，矩陣K的每一列對應原核磁 圖像中相應的扇區(qū)。其中，N為扇區(qū)的總數(shù)目，D為舌位輪廓初始邊緣點距圓心的最大距離， 該矩陣中第i行第j列元素Ku表示第i個扇區(qū)內(nèi)距圓心為j的弧段邊緣強度值。根據(jù)圖像像素 大小及實驗需求，優(yōu)選地取N= 10, D= 17。圖4a顯示了根據(jù)一示例性實施例示出的初始舌位 邊緣點映射矩陣示意圖。
[0064] 在建立舌位邊緣點映射矩陣的過程中，為了獲得更好的效果，還可以對該矩陣進 行調(diào)整。
[0065]在一個可選的實施例中，核磁圖像序列包括第一幀核磁圖像和第二幀核磁圖像， 第二幀核磁圖像在第一幀核磁圖像之后。
[0066] 該方法還包括：
[0067]在第二幀核磁圖像的舌位邊緣點映射矩陣中，確定第一幀核磁圖像的舌位輪廓最 優(yōu)邊緣點序列的對應位置，并利用以下公式對第二幀核磁圖像的舌位邊緣點映射矩陣進行 調(diào)整：
[0069 ]其中，Mi j為調(diào)整后的舌位邊緣點映射矩陣中的第i行第j列元素;Kij為舌位邊緣點 映射矩陣中第i行第j列元素；I為第一幀舌位輪廓最優(yōu)邊緣點序列中第j列邊緣點所處的 行位;σΜ為調(diào)整方差參數(shù)。
[0070]具體地，由于相鄰兩幀核磁圖像的時間非常接近，前一幀的舌位輪廓位置對后一 幀的舌位輪廓提取有一定的輔助作用。所以，從第二幀核磁圖像開始，對每一幀核磁圖像來 說，可以根據(jù)前一幀核磁圖像中的舌位輪廓位置來對舌位邊緣點映射矩陣進行調(diào)整。因此， 在后一幀核磁圖像的舌位邊緣點映射矩陣Κ中，找到前一幀核磁圖像的舌位輪廓最優(yōu)邊緣 點序列的對應位置(如圖4b中黑色小點所示），然后利用以下公式對舌位邊緣點映射矩陣Κ 進行調(diào)整：
[0072] 其中，為調(diào)整后的舌位邊緣點映射矩陣第i行第j列元素;Ku為舌位邊緣點映射 矩陣中第i行第j列元素，表示第i個扇區(qū)內(nèi)距圓心為j的弧線邊緣強度值；L為前一幀舌位 輪廓最優(yōu)邊緣點序列中第j列邊緣點所處的行位;〇M為調(diào)整方差參數(shù)。本實施例中，根據(jù)實 驗需求，優(yōu)選地取σ Μ=5。圖4c為根據(jù)一示例性實施例示出的調(diào)整后的舌位邊緣點映射矩陣 示意圖。
[0073] 本發(fā)明實施例考慮了上、下幀之間舌位輪廓位置的相對關(guān)系，提高了舌位輪廓提 取的準確性。
[0074] 步驟S104:根據(jù)舌位邊緣點映射矩陣，利用相鄰邊緣點位置的制約關(guān)系，搜索舌位 最優(yōu)邊緣點序列。
[0075] 具體地，該步驟還可以包括：
[0076] 步驟S1042:根據(jù)舌位邊緣點映射矩陣，并利用相鄰邊緣點位置的制約關(guān)系，構(gòu)建 舌位邊緣點之間的轉(zhuǎn)移概率。
[0077] 具體地，由于相鄰扇區(qū)的位置比較靠近，即相鄰關(guān)鍵點位置之間存在一定的制約 關(guān)系，因此，在調(diào)整后的舌位邊緣點映射矩陣Μ中進行最優(yōu)邊緣點序列搜索時，引入了轉(zhuǎn)移 概率函數(shù)：
[0079]其中，Thl為映射矩陣Μ相鄰兩列中所處行位分別為h和i的舌位邊緣點之間的轉(zhuǎn)移 概率;στ為轉(zhuǎn)移方差參數(shù)。根據(jù)實驗需求，優(yōu)選地取στ = 6。
[0080]步驟S1044:根據(jù)轉(zhuǎn)移概率，通過求解以下公式的最優(yōu)解，得到舌位最優(yōu)邊緣點序 列：
[0082] 其中，f為最優(yōu)邊緣點序列;Ρ(.)為概率函數(shù);r為可能的邊緣點序列;r(j)為r中 第j個元素，優(yōu)選地，為了符號統(tǒng)一，將T r(Q)r⑴設為1。優(yōu)選地，本發(fā)明實施例采用維特比 (Viterbi)搜索算法得到舌位最優(yōu)邊緣點序列，如圖5a所示。該最優(yōu)邊緣點序列即為可靠的 舌位輪廓邊緣點。
[0083] 步驟S106:將舌位最優(yōu)邊緣點序列作為控制點，利用曲線擬合算法得到舌位輪廓。 [0084]在該步驟中，可以采用二次曲線或其他樣條曲線進行擬合。優(yōu)選地，可以采用二次 樣條曲線擬合算法。這樣能夠得到較為平滑無棱角的舌位輪廓曲線。其中具體的擬合過程 為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0085]圖5b給出了舌位最優(yōu)邊緣點序列在原核磁圖像中的對應位置，并將舌位最優(yōu)邊緣 點序列作為控制點，利用二次樣條曲線擬合算法，得到通過該控制點的擬合曲線，作為最終 的舌位輪廓。
[0086]圖6a為現(xiàn)有方法的實驗結(jié)果示意圖。圖6b為根據(jù)一示例性實施例示出的本發(fā)明實 施例方法的實驗結(jié)果示意圖。對比圖6a和圖6b，發(fā)現(xiàn)當舌位與其他發(fā)音器官發(fā)生接觸時，本 發(fā)明所提供的方法也具有較好的魯棒性。
[0087] 在本發(fā)明實施例中將各個步驟按照上述先后次序的方式進行了描述，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以理解，為了實現(xiàn)本實施例的效果，不同的步驟之間不必按照這樣的次序執(zhí)行，其可 以同時執(zhí)行或執(zhí)行次序顛倒，這些簡單的變化都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0088] 基于與方法實施例相同的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明實施例還提供一種在核磁圖像序列中 自動提取舌位輪廓的系統(tǒng)。
[0089] 以下所使用的術(shù)語"模塊"可以實現(xiàn)預定功能的軟件和/或硬件的組合。盡管以下 實施例所描述的系統(tǒng)較佳地以軟件的方式來實現(xiàn)，但是，硬件亦或是軟件和硬件的組合的 實現(xiàn)也是可能被構(gòu)想的。
[0090] 如圖7所示，該系統(tǒng)70至少包括:提取模塊72、矩陣建立模塊74、搜索模塊76和曲線 擬合模塊78。其中，提取模塊72被配置為在所述核磁圖像中，在舌位運動區(qū)域內(nèi)，利用多方 向Sobel算子，提取舌位輪廓初始邊緣點。矩陣建立模塊74被配置為基于所述舌位輪廓初始 邊緣點，建立舌位邊緣點映射矩陣。搜索模塊76被配置為根據(jù)所述舌位邊緣點映射矩陣，并 利用相鄰邊緣點位置的制約關(guān)系，搜索舌位最優(yōu)邊緣點序列。曲線擬合模塊78被配置為將 所述舌位最優(yōu)邊緣點序列作為控制點，利用曲線擬合算法得到舌位輪廓。
[0091 ]在一個可選的實施例中，提取模塊具體被配置為：
[0092] 在舌位的前半部分，用上、前上、前、前下方向的Sobel算子提取舌位輪廓初始邊緣 占.
[0093] 在舌位的后半部分，用上、后上、后、后下方向的Sobel算子提取舌位輪廓初始邊緣 點。
[0094] 在一個可選的實施例中，矩陣建立模塊具體被配置為：
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