1.一种基于时空相关性的心脏表面目标点运动预测方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)、建立并初始化线性预测模型GLM
(1.1)、建立GLM模型:利用心脏表面目标点p的N个历史测量值和M个辅助点建立L=M+N+1阶的GLM模型,用方程表示为:其中, 为三维列向量,表示心脏表面目标点p在k时刻的三维空间坐标预测值;Q(k-
1)是3×L维的模型设计矩阵,可表示为:它是由心脏表面目标点p在k时刻之前的N个历史测量值:p(k-N),p(k-N+1),...,p(k-
1)和M个辅助点点在k-1时刻的测量值h1(k-1),h2(k-1),...,hM(k-1),以及一个元素全为1的三维列向量组成;w(k-1)是k-1时刻的模型参数,是由L个权值系数组成的列向量;
(1.2)、初始化GLM模型:令k=1,将k=1之前的N个历史测量值和0时刻的M个辅助点测量值都初始化为0向量,即:p(1-N)=p(2-N)=…=p(0)=0h1(0)=h2(0)=…=hM(0)=0并将0时刻的模型参数初始化为0向量,即w(0)=0,将方差矩阵初始化为V(0)=
10000IL×L,其中IL×L表示L×L维的单位矩阵;
(2)、判断k时刻心脏表面目标点p是否测量成功,若测量系统提供测量值,则测量成功,获得该时刻心脏表面目标点p的测量值p(k),然后执行步骤(3);反之测量失败,则执行步骤(4);
(3)、更新GLM模型参数
基于迭代最小二乘滤波(RLS)原理,利用当前获取的心脏表面目标点p的测量值p(k),更新模型参数w(k)及其方差矩阵V(k),待更新完毕后,跳入步骤(5);
(4)、基于当前GLM模型获得心脏表面目标点p的预测值,具体如下:用预测值代替测量值,即令p(k)=p(k),然后执行步骤(5);
(5)、更新GLM模型设计矩阵
利用当前时刻的心脏表面目标点p的测量值p(k)和M个辅助点的测量值h1(k-1),h2(k-
1),...,hM(k-1)更新模型设计矩阵,得到(6)、当前时刻值k加1,即:k=k+1,再返回步骤(2),进入下一时刻k+1的处理流程。
2.根据权利要求1所述的基于时空相关性的心脏表面目标点运动预测方法,其特征在于,所述的步骤(2)中,更新模型参数w(k)及其方差矩阵V(k)的具体方法为:(2.1)、计算模型当前的预测误差和计算增益矩阵:预测误差:
增益矩阵:K=V(k-1)QT(k-1)[λI3×3+Q(k-1)V(k-1)QT(k-1)]其中,λ为遗忘因子,I3×3代表3×3维的单位矩阵;
(2.2)、利用预测误差和增益矩阵更新模型参数及其方差矩阵模型参数:w(k)=w(k-1)+K·e方差矩阵:V(k)=λ-1V(k-1)-λ-1KQ(k-1)V(k-1)。