高速相機(jī)醫(yī)療康復(fù)中是如何應(yīng)用的？運(yùn)動(dòng)康復(fù)是一門獨(dú)立的學(xué)科，涉及醫(yī)學(xué)、運(yùn)動(dòng)、健康科學(xué)等諸多方面。 在“全民奧林匹克”精神的啟發(fā)下，體育在我們的生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。 運(yùn)動(dòng)康復(fù)的服務(wù)對象不僅是專業(yè)運(yùn)動(dòng)員，也廣泛適用于普通市民。

　　運(yùn)動(dòng)康復(fù)中必備的實(shí)驗(yàn)儀器之一是三維圖像分析系統(tǒng)。 雖然人類的信息可以用數(shù)值、曲線、圖像等多種形式來表示，但圖像所包含的信息量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過數(shù)值和曲線。 3D圖像分析系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式有四種：光學(xué)、機(jī)械、聲學(xué)和電磁。 其中，機(jī)械、聲學(xué)和電磁方法要么極大地影響了受試者的行為，要么儀器過于昂貴。

　　光學(xué)方法使用計(jì)算機(jī)視覺的原理。 高速攝像頭，通過監(jiān)測和跟蹤主體上的特定地標(biāo)來完成圖像采集。 理論上來說，對于空間中的一個(gè)點(diǎn)，只要能夠被兩臺(tái)攝像機(jī)同時(shí)看到，就可以根據(jù)兩臺(tái)攝像機(jī)在 同時(shí) 。 當(dāng)高速攝像機(jī)以足夠高的速率連續(xù)拍攝時(shí)，可以從圖像序列中獲得該點(diǎn)的軌跡。 光學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)是非接觸式測量、易于使用和更高的采樣率。

　　技術(shù)指標(biāo)要求

　　在運(yùn)動(dòng)康復(fù)研究中獲取特征參數(shù)時(shí)，我們想要達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)有：

　　(1) 檢測距離 4~8 m

　　(2) 檢測精度為2mm

　　(3) 幀率至少 200 fps

　　(4)被測人的移動(dòng)速度為0.5m/s

　　技術(shù)難點(diǎn)

　　首先，如何有效地識(shí)別和跟蹤地標(biāo)。 這是光學(xué)方法3D重建的基礎(chǔ)，可以通過手動(dòng)設(shè)置標(biāo)記點(diǎn)和自動(dòng)識(shí)別和跟蹤標(biāo)記點(diǎn)兩種方式來實(shí)現(xiàn)。

　　二、如何同步控制多臺(tái)攝像機(jī)。 單個(gè)攝像頭進(jìn)行的圖像分析是二維的，只能分析關(guān)節(jié)的屈伸狀態(tài)，而不能分析關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)，以及非常復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。 要獲得關(guān)節(jié)的任意狀態(tài)，需要進(jìn)行 3D 圖像分析。 實(shí)現(xiàn)3D圖像分析需要多臺(tái)攝像機(jī)同步工作，難點(diǎn)在于多臺(tái)攝像機(jī)的同步控制。

　　**后，如何解決大容量數(shù)據(jù)的高速傳輸和存儲(chǔ)問題。 醫(yī)學(xué)上使用的圖像分析數(shù)據(jù)量非常大，一般**達(dá)到數(shù)百G，帶來了數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的問題。 傳統(tǒng)的 PCI 插槽和硬盤存儲(chǔ)是不夠的。