发明创造名称：用于配准图像序列的系统和方法
外观设计名称：
决定号：183040
决定日：2019-07-04
委内编号：1F250730
优先权日：2012-06-28
申请（专利）号：201380034148.0
申请日：2013-06-28
复审请求人：皇家飞利浦有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：张焰
合议组组长：苏丹
参审员：杭雪蒙
国际分类号：G06T7/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第二十二条第三款
决定要点
：?????如果一项权利要求相对于最接近的现有技术存在区别，而基于该最接近的现有技术的特定发明构思，本领域技术人员缺乏从该最接近的现有技术结合以上区别进行改进从而获得该权利要求技术方案的动机和启示，同时该区别还给权利要求带来了有益的技术效果，那么该权利要求相对于该最接近的现有技术具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201380034148.0、名称为“用于配准图像序列的系统和方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为皇家飞利浦有限公司，申请日为2013年06月28日，优先权日为2012年06月28日，进入中国国家阶段日为2014年12月26日，公开日为2015年04月08日。
国家知识产权局原审查部门于2018年01月16日对本申请发出了驳回决定，指出权利要求1-14不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。具体理由概括如下：
独立权利要求1请求保护一种用于配准图像序列的系统，对比文件1（“Least Biased Target Selection in Probabilistic Atals Construction”，Hyunjin Park等，《MEDICAL IMAGE COMPUTING AND COMPUTER-ASSISTED INTERVENTION – MIC CAI 2005 LECTURE NOTES IN COMPUTER SCIENCE》，第419-426页，公开日2005年01月01日）公开了一种在概率图集构建中寻找最小偏差目标的方法，权利要求1与对比文件1的区别在于：变换处理器仅计算连续图像对之间的变换，而对比文件1计算任意两幅图像之间的变换，且连续图像之间的变化为变换矩阵，基于毗邻的连续图像对的所述变换矩阵的相乘，来量化所述变换程度。关于以上区别，本领域技术人员预先根据时间或位置对图像进行排序以获得连续的图像是易于实现的，且先获得连续图像对之间的仿射变换矩阵，再通过连续图像对之间的仿射变换矩阵的相乘来获得不连续图像之间的变换程度是本领域公知常识，本领域技术人员公知的是：一个比较复杂的变换要连续进行若个基本变换才能完成，复杂变换的变换矩阵是若干个基本变换矩阵依次相乘的结果，因此各种连续变换过程，不管其变换序列中有多少个变换，都可以把它们的变换矩阵按严格的顺序合并成一个单一的变换矩阵(参见《中文版AutoCAD 2004工业品设计》，余强等，中国科学技术出版社，第14-17页，2004年05月31日)，其中连续变换矩阵即为旋转平移矩阵。因此，基于上述本领域公知常识，本领域技术人员通过连续图像对之间的仿射变换矩阵的相乘来获得不连续图像之间的变换程度以用于配准是本领域公知手段，不需要付出创造性劳动即可实现。因此，权利要求1相对于对比文件1不具备创造性。同理，权利要求12-14也不具备创造性。从属权利要求2-3、5-6、10的附加特征被对比文件1公开了，从属权利要求4、7-9、11的附加特征为本领域公知常识，因此权利要求2-11也不具备创造性。
驳回决定所依据的文本是：进入中国国家阶段日2014年12月26日提交的说明书第[0001]-[0084]段、说明书附图图1-5c、说明书摘要、摘要附图；2017年04月07日提交的权利要求第1-14项。
驳回决定所针对的权利要求第1-14项如下：
“1. 一种用于配准图像序列的系统(100)，包括：
-输入部(120)，其用于获得所述图像序列(200)，所述图像序列包括顺序布置在图像范围内的多幅图像(201-205)；
-变换处理器(140)，其用于建立所述图像序列(200)中的毗邻的连续图像对之间的变换，以获得多个变换(211-214)作为变换矩阵；
-对齐处理器(160)，其用于基于所述多个变换(211-214)来将所述图像序列(200)对齐到参考图像(203)，以获得经配准的图像序列(230)；
-其中，所述对齐处理器(160)被布置为基于变换度量来从所述多幅图像(201-205)建立所述参考图像(203)，所述变换度量量化将所述图像序列(200)对齐到所述参考图像(203)所需的变换程度，其中，所述对齐处理器(160)被布置为基于毗邻的连续图像对的所述变换矩阵的相乘，来量化所述变换程度。
2. 根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述对齐处理器(160)被布置为通过基于对所述变换度量的最小化来从所述多幅图像(201-205)选择所述参考图像而建立所述参考图像(203)。
3. 根据权利要求2所述的系统(100)，其中，所述对齐处理器(160)被布置为通过以下方式来建立所述参考图像(203)：i)针对至少所述多幅图像(201-205)的子集，基于所述变换度量来计算变换值；并且ii)选择所述图像中具有最低变换值的一幅作为所述参考图像(203)。
4. 根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述对齐处理器(160)被布置为建立插值图像作为所述参考图像(203)，所述插值图像在所述图像范围中的位置在所述成像序列(200)中的连续图像对之间。
5. 根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述对齐处理器(160)被布置为在所述图像序列(200)中建立感兴趣区域(240)，并且其中，所 述变换度量量化将所述图像序列(200)中的所述感兴趣区域(240)对齐到所述参考图像(203)中的所述感兴趣区域所需的变换程度。
6. 根据权利要求5所述的系统(100)，还包括用于检测所述图像序列(200)中的所述感兴趣区域(240)的感兴趣区域检测器(180)。
7. 根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述对齐处理器(160)被布置为通过以下方式来量化所述变换度量：i)针对所述多幅图像(201-205)中的每幅图像，建立变换矩阵乘积，所述变换矩阵乘积指示从所述多幅图像中的各幅图像到所述参考图像(203)的所述变换；并且ii)基于所述变换矩阵乘积的加和来建立变换值。
8. 根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述变换矩阵是4x4变换矩阵。
9. 根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述对齐处理器(160)被布置为基于所述变换度量来生成置信值(250)，所述置信值指示将所述图像序列(200)对齐到所述参考图像(203)的质量。
10. 根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述对齐处理器(160)被布置为还基于图像相似度度量来从所述多幅图像(201-205)建立所述参考图像(203)，所述图像相似度度量量化当将所述图像序列(200)对齐到所述参考图像(203)时获得的对应程度。
11. 根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述对齐处理器(160)被布置为还基于所述图像范围内的所述参考图像的位置，来从所述多幅图像(201-205)建立所述参考图像(203)。
12. 一种包括根据权利要求1所述的系统的工作站或成像装置。
13. 一种用于配准图像序列的方法(300)，包括：
-获得(310)所述图像序列，所述图像序列包括顺序布置在图像范围内的多幅图像；
-建立(320)所述图像序列中的毗邻的连续图像对之间的变换，以获得多个变换作为变换矩阵；
-基于所述多个变换，来将所述图像序列对齐(340)到参考图像，以获得经配准的图像序列；
-其中，所述方法还包括基于变换度量来从所述多幅图像建立(330)所述参考图像，所述变换度量量化将所述图像序列对齐到所述参考图像所需的变换程度，其中，所述变换程度是基于毗邻的连续图像对的所述变换矩阵的相乘来量化的。
14. 一种用于配准图像序列的设备，包括：
-用于获得(310)所述图像序列的单元，所述图像序列包括顺序布置在图像范围内的多幅图像；
-用于建立(320)所述图像序列中的毗邻的连续图像对之间的变换，以获得多个变换作为变换矩阵的单元；
-用于基于所述多个变换，来将所述图像序列对齐(340)到参考图像，以获得经配准的图像序列的单元；
-其中，所述设备还包括用于基于变换度量来从所述多幅图像建立(330)所述参考图像的单元，所述变换度量量化将所述图像序列对齐到所述参考图像所需的变换程度，其中，所述变换程度是基于毗邻的连续图像对的所述变换矩阵的相乘来量化的。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年04月28日向国家知识产权局提出复审请求，未提交修改的申请文件。复审请求人认为：（a）对比文件1没有公开权利要求1中的特征“建立所述图像序列（200）中的毗邻的连续图像对之间的变换，已获得多个变换（211-214）作为变换矩阵”和“基于毗邻的连续图像对的变换矩阵的相乘，来量化所述变换程度”。对比文件l公开了图像间的变化是仿射变换。本领域技术人员能够理解，仿射变换被描述为Y-AX＋b（A是矩阵，b是向量）。仿射变换还能被表达为矩阵，如：
本领域技术人员能够理解，在仿射变换中，仅矩阵A是由多个变换作为其元素而形成的。然而，对比文件1不能使用多个矩阵A的乘法运算来确定两个图像之间的变换。（b）即使退一步说，驳回决定将以上矩阵认为是权利要求1中的变换矩阵，并且这样的矩阵的乘法运算能够用于确定两个图像间的变换；但是该矩阵并非有多个变换形成，即对比文件1没有公开权利要求1的矩阵，更没有公开权利要求中的矩阵的乘法。（c）无论考虑哪种情形，对比文件1均不能教导多个变换形成的变换矩阵进行乘法运算，即不能教导权利要求1。且权利要求1的方法提供了相对低的工作量建立可靠参考图像的方法。综上，权利要求1相对于对比文件1具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年05月09日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见中坚持驳回意见，认为：（a）对比文件1中的仿射变换矩阵实质是将旋转、平移、缩放等矩阵相乘后获得的矩阵，或者有连续个旋转、平移、缩放矩阵时，其通过相乘来实现一个复杂的变换是本领域公知的。参见《中文版AutoCAD 2004工业品设计》（余强等，中国科学技术出版社，第14-17页，2004年05月31日），上述工具书中举例，变换矩阵T由三次连续变换矩阵相乘，三个变换分别为：平移、旋转、变移，且变换矩阵相乘的顺序取决于变换要求的顺序，与图像采集的顺序无关，因此权利要求1中毗邻的连续图像对于方案实质没有影响，只要变换连续即可。对比文件1中公开了对任意两个图像之间的配准进行计算，但是本领域技术人员知晓：复杂的变换是能够由多个连续变换相乘获得的，因此本领域技术人员容易想到这种间接计算变换矩阵的方法来替代对比文件1中直接计算的方法。（b）权利要求1中变换矩阵的数量是少于对比文件1的，但是矩阵相乘也是计算量的一部分，因此权利要求1的计算量并未明显优于对比文件1。因此坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
（一）审查文本的认定
复审请求人在提交复审请求时，未提交申请文件的修改文本。因此，本复审请求审查决定所依据的审查文本与驳回决定的审查文本相同，即为：进入中国国家阶段日2014年12月26日提交的说明书[0001]-[0084]段，说明书附图图1-5c，说明书摘要和摘要附图；2017年04月07日提交的权利要求第1-14项。
（二）关于专利法第二十二条第三款
专利法第二十二条第三款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求相对于最接近的现有技术存在区别，而基于该最接近的现有技术的特定发明构思，本领域技术人员缺乏从该最接近的现有技术结合以上区别进行改进从而获得该权利要求技术方案的动机和启示，同时该区别还给权利要求带来了有益的技术效果，那么该权利要求相对于该最接近的现有技术具备创造性。
本复审请求审查决定引用了驳回决定中的对比文件：
对比文件1：“Least Biased Target Selection in Probabilistic Atals Construction”，Hyunjin Park等，《MEDICAL IMAGE COMPUTING AND COMPUTER-ASSISTED INTERVENTION – MIC CAI 2005 LECTURE NOTES IN COMPUTER SCIENCE》，第419-426页，公开日2005年01月01日。
独立权利要求1、12-14具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
权利要求1请求保护一种用于配准图像序列系统。
对比文件1公开了一种图像序列配准方法，并具体公开了以下内容(参见第2.1、2.2、2.4、3节、图1)：从50幅变换的图像中选择6幅图像构成图像序列，如图1所示(相当于输入部(120)，其用于获得所述图像序列(200)，所述图像序列包括顺序布置在图像范围内的多幅图像(201-205))；对图像序列中的任意两个图像进行配准，两幅图像之间的配准会产生一个几何变换；其中几何距离，将与其它图像距离之和最小的图像最为最佳目标图像，将其它图像与该目标图像进行配准，得到配准后的图像序列，其中最佳目标图像即为参考图像(相当于对齐处理器(160)，其用于基于所述多个变换(211-214)来将所述图像序列(200)对齐到参考图像(203)，以获得经配准的图像序列(230))；其中距离函数即为变换度量，图像序列与参考图像配准时产生的变换可以表示为“距离”，因此“距离”即可表示图像序列配准到目标图像的变换程度(相当于所述对齐处理器(160)被布置为基于变换度量来从所述多幅图像(201-205)建立所述参考图像(203)，所述变换度量量化将所述图像序列(200)对齐到所述参考图像(203)所需的变换程度)。
具体地，对比文件1在2.4节“基于MDS（Multidimensional Scaling，多维缩放）的目标选择”中，写到：
1. Perform N(N-1)/2 pair-wise registrations；即，1、执行N(N-1)/2个成对图像配准；
2. Calculate bending energies from the registrations；即，2、从图像配准计算弯曲能量；
3. Form distance matrix D；即，3、形成距离矩阵D；
4. Apply MDS and find relative locations of images；即，4、应用MDS来找到图像对应的位置；
5. Calculate mean location of the images；即，5、计算图像的平均位置；
6. Choose target image that is the closest to the mean ；即6、选择最接近平均值的目标图像。
由此可见，该权利要求与对比文件1的区别在于：权利要求1包括变换处理器仅计算毗邻的连续图像对之间的变换，以获得多个变换作为变换矩阵；而对比文件1计算任意两幅图像之间的变换，且对比文件1并未提到变换矩阵；并且权利要求1包括连续图像之间的变化为变换矩阵，基于毗邻的连续图像对的所述变换矩阵的相乘，来量化所述变换程度；而对比文件1中任意两个图像之间的变化程度是通过几何距离d2来量化。
基于上述区别可以确定该权利要求实际解决的问题在于：如何量化图像之间的变化程度以及如何计算图像之间的几何变换。
对于上述区别，
结合对比文件1公开的内容可知，对比文件1的发明构思是：将所有图像例（如对比文件1中的50幅脑部图像（image 1到image 50））进行任意两个图像配准（而非相邻2幅图像的配准）；通过公式（1）
来计算任意每两幅图像i和j配准对应的几何距离d2（参见2.2节）；将这个几何距离dij或dji填入距离矩阵Distance Matrix D（参见2.5节）；使用MDS找到目标图像（即参考图像），图2和表2显示了通过MDS计算的50幅图像中的任一幅图像相对于平均几何位置的距离分布图（图2）和接近程度升序排序（表2）（参见第3节）。可见为了解决图像之间的变化程度的量化问题，对比文件1采取了计算任意两幅图像i和j的几何距离d2，然后采用MDS进行计算分析的方式；而权利要求采用了布置毗邻连续图像对的变换矩阵的相乘来量化变换程度的方式；为了解决如何计算图像之间的几何变换，对比文件1是首先计算执行N(N-1)/2次（此处N=50幅图像）任意两个图像配准；而权利要求1是建立图像序列中毗邻连续图像对之间的变换矩阵，然后基于该多个变换矩阵，再将图像序列对齐到参考图像。虽然基于数学理论，在满足一定条件下一个比较复杂的变换可以分解为若干个基本变换相乘完成，复杂变换的变换矩阵可以由若干个基本变换矩阵依次相乘得到，因此各种连续变换过程在满足一定条件下可以合成为一个变换。但是以上连续变换的过程在对比文件1中并未公开或存在相关启示；对比文件1通过首先N(N-1)/2次计算得到任意两个图像配准的结果，已经无需再通过毗邻两图像（例如图像i和图像j；图像j和图像k）的变换矩阵来相乘得到图像i和图像k的变换过程。可见为了解决上述技术问题，对比文件1采用了与该权利要求不同的发明构思及相应手段，基于对比文件1的发明构思，本领域技术人员不容易想到根据以上区别手段来改进对比文件1的方案从而得到该权利要求。并且以上区别给该权利要求带来了有益的效果——用相对较低的计算量能够获得图像序列中的参考图像。
综上，基于对比文件1的发明构思得到该权利要求对本领域技术人员来说是并非是显而易见的，因此该权利要求具有突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
独立权利要求12是引用权利要求1的一种工作站或成像装置，权利要求13、权利要求14是与权利要求1对应的方法或设备，基于同样的理由，权利要求12-14也具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
权利要求2-11具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
权利要求2-11引用权利要求1，基于引用的权利要求具备创造性，权利要求2-11也具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
（三）关于驳回决定和前置审查意见
合议组认为：
基于权利要求1的评述可知，为了解决图像之间的变化程度的量化问题，对比文件1采取了计算任意两幅图像i和j的几何距离d2，然后采用MDS进行计算分析的方式；而权利要求采用了布置毗邻连续图像对的变换矩阵的相乘来量化变换程度的方式；为了解决如何计算图像之间的几何变换，对比文件1是首先计算执行N(N-1)/2次任意两个图像配准；而权利要求是建立图像序列中毗邻连续图像对之间的变换矩阵，然后基于该多个变换矩阵，再将图像序列对齐到参考图像。虽然基于数学理论，在满足一定条件下一个比较复杂的变换可以分解为若干个基本变换相乘完成，复杂变换的变换矩阵可以由若干个基本变换矩阵依次相乘得到，因此各种连续变换过程在满足一定条件下可以合成为一个变换。但是以上连续变换的过程在对比文件1中并未公开或存在相关启示；对比文件1通过首先N(N-1)/2次计算得到任意两个图像配准的结果，已经无需再通过毗邻两图像（例如图像i和图像j；图像j和图像k）的变换矩阵来相乘得到图像i和图像k的变换过程。可见为了解决上述技术问题，对比文件1采用了与权利要求不同的发明构思及相应手段，基于对比文件1的发明构思，本领域技术人员不容易想到根据以上区别手段来改进对比文件1的方案从而得到权利要求。并且给权利要求带来了有益的效果——用相对较低的计算量能够获得图像序列中的参考图像。
综上所述，合议组对驳回决定和前置审查意见不予支持。本申请中权利要求1-14相对于对比文件1具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
至于本申请中是否还存在其他不符合专利法及专利法实施细则之处，留待原审查部门进一步审查。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年01月16日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在本复审决定审查文本的基础上继续审批程序。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第四十一条第二款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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