发明创造名称：图像数据的基于图像的运动补偿
外观设计名称：
决定号：184335
决定日：2019-07-19
委内编号：1F257607
优先权日：2013-08-30
申请（专利）号：201410429770.8
申请日：2014-08-28
复审请求人：西门子公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：王晓渊
合议组组长：于春晖
参审员：孙薇薇
国际分类号：G06T15/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点：在对于对比文件公开的特征认定中，应站位本领域技术人员，以对比文件实际公开的技术内容为准，不应包含运用自身知识和能力水平进一步推定的技术内容。
全文：
本复审请求涉及申请号为201410429770.8，名称为“图像数据的基于图像的运动补偿”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为西门子公司。本申请的申请日为2014年08月28日，优先权日为2013年08月30日，公开日为2015年03月18日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年04月18日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-13不具备专利法第22条第3款规定的创造性。具体的，权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1（CN103190927A，公开日：2013年07月10日）所公开的技术内容相比，其区别仅在于：其中每个子角度范围(ω_j)对应于一个时间控制点(t_j)，通过将所述子图像数据(f_j)拼合产生新的图像数据(F)，进行分别对于来自于图像数据(F)的各个截面图的图像度量(L)的值的确定。然而，上述特征是本领域的惯用技术手段，因此，权利要求1不具备创造性。权利要求1的从属权利要求2-11的附加技术特征或是被对比文件1公开，或是本领域的惯用技术手段，因此同样不具备创造性。基于和权利要求1类似的理由，权利要求12、13同样不具备创造性。驳回决定所依据的文本为申请日2014年08月28日提交的说明书摘要、说明书第1-51段、摘要附图、说明书附图图1-4；2017年12月25日提交的权利要求第1-13项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种用于对运动的检查对象的图像数据(F)进行运动补偿的方法，
其中，所述图像数据(F)是由测量数据(MEAS)的空间三维重建(RECON)，其中，在辐射源(2)和检查对象之间相对旋转运动的情况下在角度范围(Ω)内录取所述测量数据(MEAS)，其中，所述角度范围(Ω)包括多个子角度范围，其中每个子角度范围(ω_j)对应于一个时间控制点(t_j)，
其中，所述方法包括以下步骤：
(i)确定对于图像数据(F)的图像度量(L)的至少一个值，其中，所述图像度量(L)是对于图像数据(F)中运动伪影的量度，
(ii)确定子图像数据(f_j)，其中，所述子图像数据(f_j)分别对应于来自于子角度范围(ω_j)的测量数据的空间三维重建，
(iii)借助优化方法根据所述图像度量(L)在时间控制点(t_j)上确定图像数据(F)的运动场(s)，其中，所述运动场(s)是对于图像数据(F)的运动的量度，
(iv)将所述子图像数据(f_j)按照通过所述运动场(s)描述的运动进行变换，
(v)通过将所述子图像数据(f_j)拼合产生新的图像数据(F)，
其中，迭代地一直进行步骤(i)至(v)，直到达到中断标准,
其中，进行分别对于来自于图像数据(F)的各个截面图的图像度量(L)的值的确定。
2. 根据权利要求1所述的方法，
其中，所述角度范围是对于断层造影地完整的重建所需的最小角度范围。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，
其中，借助以下步骤确定所述子图像数据(f_j)：
-图像数据(F)到频率域的傅里叶变换，
-借助滤波函数来掩模图像数据(F)的频谱，
-将掩模后的频谱转换到空间域的傅里叶变换。
4. 根据权利要求1或2所述的方法，
其中，分别借助图像数据(F)的正投影以及对应于子角度范围(ω_j)的 一部分投影后的图像数据(F)的然后的反投影，来确定所述子图像数据(f_j)。
5. 根据权利要求1或2所述的方法，还包括：
(vi)借助所述运动场(s)进行图像数据(F)的正投影以及然后的运动补偿的反投影。
6. 根据权利要求1或2所述的方法，
其中，所述图像数据(F)是被分割的检查对象的图像数据。
7. 根据权利要求1或2所述的方法，
其中，所述检查对象包括心脏的至少一个部分和/或至少一个冠状动脉。
8. 根据权利要求1或2所述的方法，
其中，所述图像度量(L)是以下图像参数之一：
-熵，
-正性，
-可压缩性，
-总变化。
9. 根据权利要求1或2所述的方法，
其中，用于确定所述运动场(s)的优化方法是梯度下降方法，其中，基于图像来确定梯度
10. 根据权利要求1或2所述的方法，
其中，对用于子图像数据(f_j)的变换的运动场(s)在控制点(t_j)之间进行插值。
11. 一种机器可读的载体，在其上可调用地存储了计算机程序，具有程序代码，用于当所述计算机程序在计算机(10)上执行时，执行按照权利要求1至10中任一项所述的方法的所有方法步骤。
12. 一种用于图像处理的计算机(10)，包括用于存储计算机程序的存储器以及用于执行存储的计算机程序的处理器，其中，在所述存储器上存储了计算机程序，当计算机程序在所述计算机(10)上执行时，其执行按照权利要求1至10中任一项所述的方法的所有方法步骤。
13. 一种计算机断层造影系统(1)，包括辐射源(2)以及与辐射源(2)共同工作的辐射探测器(3)，所述辐射探测器被构造为用于在辐射源(2)和检查对象之间相对旋转运动的情况下在角度范围内采集测量数据，还包括重建单元，所述重建单元被构造为用于从测量数据(MEAS)中重建图像数据(F)，以 及还包括按照权利要求12的用于图像处理的计算机(10)。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年08月03日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书，将权利要求1中的“变换”改为“转换”。复审请求人认为：（1）对比文件1确定投影数据中的运动的度，而本发明确定图像数据中的运动的度；（2）本申请权利要求1包含特征：“其中，进行分别对于来自于图像数据（F）的各个截面图的图像度量（L）的值的确定”不是本领域的惯用技术手段，需要提供证据证明；（3）对比文件1没有公开权利要求1的特征“图像数据（F）的图像度量（L），以及特征：图像度量（L）在图像数据（F）的单个层图像中被确定”；（4）技术特征“每个子角度范围（ω_j）对应于一个时间控制点（t_j），通过将转换的子图像数据（f_j）拼合产生新的图像数据（F）” 不是本领域的惯用技术手段，需要提供证据证明。复审请求时新修改的独立权利要求1如下：
“1. 一种用于对运动的检查对象的图像数据(F)进行运动补偿的方法，
其中，所述图像数据(F)是由测量数据(MEAS)的空间三维重建(RECON)，其中，在辐射源(2)和检查对象之间相对旋转运动的情况下在角度范围(Ω)内录取所述测量数据(MEAS)，其中，所述角度范围(Ω)包括多个子角度范围，其中每个子角度范围(ω_j)对应于一个时间控制点(t_j)，
其中，所述方法包括以下步骤：
(i)确定对于图像数据(F)的图像度量(L)的至少一个值，其中，所述图像度量(L)是对于图像数据(F)中运动伪影的量度，
(ii)确定子图像数据(f_j)，其中，所述子图像数据(f_j)分别对应于来自于子角度范围(ω_j)的测量数据的空间三维重建，
(iii)借助优化方法根据所述图像度量(L)在时间控制点(t_j)上确定图像数据(F)的运动场(s)，其中，所述运动场(s)是对于图像数据(F)的运动的量度，
(iv)将所述子图像数据(f_j)按照通过所述运动场(s)描述的运动进行转换，
(v)通过将转换的子图像数据(f_j)拼合产生新的图像数据(F)，
其中，迭代地一直进行步骤(i)至(v)，直到达到中断标准,
其中，进行分别对于来自于图像数据(F)的各个截面图的图像度量(L)的值的确定。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年08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书中认为，复审请求人没有对权利要求书进行实质性修改，权利要求均仍不具备创造性。且复审请求书中所述“单个层图像”在原说明书和权利要求书中均未记载，对比文件1与本申请均涉及CT（计算机断层扫描）图像，其处理的对象均为断层图像。因而坚持原驳回决定。
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
复审请求人在提出复审请求时修改了权利要求书，经审查，上述修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。因此，本复审决定所针对的审查文本是：申请日2014年08月28日提交的说明书摘要、说明书第1-51段、摘要附图、说明书附图图1-4；2018年08月03日提交的权利要求第1-13项。
（二）具体理由的阐述
专利法第22条第3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。”
在对于对比文件公开的特征认定中，应站位本领域技术人员，以对比文件实际公开的技术内容为准，不应包含运用自身知识和能力水平进一步推定的技术内容。
如果一项权利要求相对于作为最接近的现有技术的对比文件存在区别技术特征，其中部分区别技术特征既没有被其他对比文件公开，也不属于本领域公知常识，现有证据未给出将该部分区别技术特征应用到该作为最接近的现有技术的对比文件以解决发明实际所要解决的技术问题的启示，且该部分区别技术特征的引入使得该权利要求的技术方案具有有益的技术效果，则该权利要求相对于上述对比文件与本领域的公知常识具备创造性。
1、权利要求1的创造性
权利要求1要求保护一种用于对运动的检查对象的图像数据(F)进行运动补偿的方法。对比文件1公开了一种确定运动场和产生运动补偿的CT图像数据组的方法（即用于对运动的检查对象的图像数据(F)进行运动补偿的方法）和系统，并具体公开了（参见说明书7-34段）：
采集或传输计算机断层造影系统的投影数据组（即测量数据），包含预先给定的运动阶段和投影角度区域，投影角度区域（探测器数据源自于该投影角区域）是180°加上为扫描所使用的射束的扇形角度。这相应于最小的投影角度区域，通过该投影角度区域可以在常规重建技术中进行断层造影的拍摄（相当于在辐射源(2)和检查对象之间相对旋转运动的情况下在角度范围(Ω)内录取所述测量数据(MEAS)），所述投影数据组允许直接重建CT图像数据组，在使用第一解析重建算法和分别由大量运动参数、特别是特定于位置的运动矢量组成的不同的运动场的情况下通过运动补偿的重建方法多次重建具有第一图像分辨率的CT图像数据组（相当于所述图像数据(F)是由测量数据(MEAS)的空间三维重建(RECON)）；
作为用于确定运动场的优化标准，例如可以使用一个或多个如下图像特征（相当于所述运动场(s)是对于图像数据(F)的运动的量度）：熵、梯度的和、总变差/总波动、可压缩性、与参考图像的相似性或图像模型（相当于(i)确定对于图像数据(F)的图像度量(L)的至少一个值，其中，所述图像度量(L)是对于图像数据(F)中运动伪影的量度）；
在使用运动补偿的重建方法的情况下基于第二重建算法和运动场重建具有第二图像分辨率的最终CT图像数据组；
第二重建算法可以是解析的、迭代的或统计的运动补偿的重建算法，按照本发明，通过优化算法进行运动估计，也就是确定由大量特定于位置的运动矢量或移动矢量组成的运动场。在此找出参数，该参数最小化地找出价值函数（相当于迭代地一直进行步骤(i)至(v)，直到达到中断标准）。
在图3至图5中根据心脏检查的CT截面图像示出了“最佳阶段”图像的运动模糊的减少。图3示出了由基于双源CT扫描的常规重建得出的心脏的“最佳阶段”截面图像照片。图4示出了相同的截面，但由利用单源CT扫描的数据重建得出。图5再次示出了相同的截面，同样由利用单源CT扫描的数据重建得出，但在使用按照本发明的方法的条件下进行重建（因此，本领域技术人员从对比文件1中直接地毫无疑义的得到，在计算图像度量时，对于图像数据的各个截面图进行图像度量的计算）。
该权利要求所要求保护的技术方案与该对比文件所公开的技术内容相比，其区别技术特征在于：（1）其中，所述角度范围(Ω)包括多个子角度范围，其中每个子角度范围(ω_j)对应于一个时间控制点(t_j)，在控制点(t_j)上确定图像数据（F）的运动场，将子图像数据（t_j）按照通过所述运动场描述的运动进行转换；通过将所述子图像数据(f_j)拼合产生新的图像数据(F)；（2）在权利要求1中是对子图像数据进行转换，而对比文件1中是进行重建。
根据上述区别技术特征，可以确定权利要求1实际解决的技术问题是如何分时计算从而消除伪影以及如何减少计算量。
对于区别技术特征（1），在对比文件1中公开了其得到的投影数据组是根据预先给定的投影角度区域得到的，投影角度区域（探测器数据源自于该投影角区域）是180°加上为扫描所使用的射束的扇形角度。这相应于最小的投影角度区域，通过该投影角度区域可以在常规重建技术中进行断层造影的拍摄，因此，在对比文件1中，并没有将测量数据按照不同的时间控制点划分为多个子角度范围，在对比文件1确定运动场的过程中，仅使用为重建唯一的三维图像数据组作出贡献的投影数据，从而确定关于拍摄时间或心脏阶段的分辨的运动场的运动参数。按照对比文件1的方案，通过优化算法进行运动估计，也就是确定由大量特定于位置的运动矢量或移动矢量组成的运动场，进行在最后的图像输出中，对比文件1中所输出的也是第二次重建后的CT图像数据组，而没有对多个子图像进行拼合产生新的图像数据。也即是说，在对比文件1的技术方案中，其运动场是针对每一个完整的投影角度区域图像进行计算的，并不会按照更细化的时间点进行区分。因而对比文件1没有公开上述区别技术特征（1）。并且对比文件1已经实现了一种解决伪影的方法，本领域技术人员在对比文件1的基础上没有动机对对比文件1的技术方案进行改变，将其替换为另一种去除伪影的方式，即将图像数据划分为子图像数据，且所述子图像数据(f_j)分别对应于来自于子角度范围(ω_j)的测量数据的空间三维重建，每个子角度范围(ω_j)对应于一个时间控制点(t_j)，并且在确定运动场时在时间控制点(t_j)上确定图像数据(F)的运动场，最后再将转换的子图像数据拼合，这样的技术方案，同时，该特征也不属于本领域的公知常识，因此本领域技术人员也无法从对比文件1和现有技术中得到相应的启示，变更成这样的技术方案。
对于区别技术特征（2），本领域技术人员知晓，对图像进行重建，其所需要进行的是全面计算，所需要的计算量较大，而对已有的图像根据运动场进行转换，其所需要的计算量相对较小，因此，为了减小计算量，在确定运动场后，对图像数据组中的多个图像根据运动场进行转换，是本领域的惯用技术手段。
综上，对比文件1未公开上述区别技术特征（1），该区别技术特征（1）也不属于本领域公知常识，现有证据未给出应用上述区别技术特征以获得权利要求1请求保护的技术方案的技术启示，由于上述区别技术特征的引入，使得本申请的技术方案取得了以精确的方式实现图像数据转换的有益效果。权利要求1所要求保护的技术方案相对于对比文件1与本领域公知常识的组合具有突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2、从属权利要求2-11的创造性
在独立权利要求1具备创造性的情况下，其从属权利要求2-11所要求保护的技术方案相对于对比文件1与本领域公知常识的组合也具有突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、权利要求12、13的创造性
独立权利要求12引用了权利要求1-10中任一项，权利要求13引用了权利要求12，在权利要求1-10具备创造性的情况下，权利要求12、13所要求保护的技术方案相对于对比文件1与本领域公知常识的组合也具有突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（三）对驳回决定和前置意见中相关意见的评述
在驳回决定中，原审查部门认为本申请中的多个子角度范围和子图像数据被对比文件1公开，具体地，对比文件1中的投影角度区域（探测器数据源自于该投影角区域）是180°加上为扫描所使用的射束的扇形角度（即所述角度范围(Ω)包括多个子角度范围）。这相应于最小的投影角度区域，通过该投影角度区域（即(ii)确定子图像数据(f_j)，其中，所述子图像数据(f_j)分别对应于来自于子角度范围(ω_j)的测量数据的空间三维重建）可以在常规重建技术中进行断层造影的拍摄。
然而，在对比文件1中公开了：为了具有优势的是，投影角度区域（探测器数据源自于该投影角区域）是180°加上为扫描所使用的射束的扇形角度。这相应于最小的投影角度区域，通过该投影角度区域可以在常规重建技术中进行断层造影的拍摄（参见对比文件1说明书第17段），同样的，在本申请中公开了：在辐射源2和检查对象之间相对旋转运动的情况下在角度范围Ω内进行测量数据 MEAS的录取。角度范围Ω在图1中示出的本发明的实施方式中垂直于系统轴 9延伸。一般公知，在的角度范围Ω下必须录取用于图像数据的空间三维重建的一组测量数据MEAS。在此说明了扇形角度，也就是扇形在径向方向上的开口角度（参见说明书第34-35段）。因此，对比文件1中的投影角度区域相当于本申请中的角度范围Ω。在这种情况下，将射束的扇形角度认定为是多个子角度范围是不正确的。在本申请中，角度范围Ω可以被划分为多个子角度范围ω_j。如果测量数据MEAS在角度范围Ω＝360°中被录取，则其可以被划分为20个子角度范围，其中j＝1,2…20， 其中成立ω_j＝18°。每个子角度范围ω_j现在可以对应于一个时间控制点t_j。 时间控制点t_j例如是时间重点(Schwerpunkt)或时间间隔的开始或结束。也就是说，对比文件1中的射束的扇形角度相当于本申请中的扇形角度，而子角度范围则是将的角度范围Ω进行了划分，将整个角度范围Ω对应时间控制点划分成了多个子角度范围。并且，在后续的处理过程中，本申请不进行原始数据的重建，而是仅确定子图像数据f_j，其相应于子测量数据MEAS_j的重建（参见本申请说明书第41段）。因此，子图像数据(f_j)分别对应于来自于子角度范围(ω_j)的测量数据的空间三维重建，每个子角度范围(ω_j)对应于一个时间控制点(t_j)，并且在确定运动场时在时间控制点(t_j)上确定图像数据(F)的运动场，最后再将转换的子图像数据拼合。上述技术特征都没有记载在对比文件1中。采用本申请的该技术手段，在细化的时间控制点上，对每一个子角度范围内所对应的测量数据重建得到的子图像根据图像度量在时间控制点上确定的运动场进行转换，最后将各个子图像进行拼合，因而实现了准确地去除伪影的技术效果。本领域技术人员在对比文件1的基础上没有动机对对比文件1的技术方案进行改变，同时，该特征也不属于本领域的公知常识，因此本领域技术人员也无法从对比文件1和现有技术中得到相应的启示，得到这样的技术方案。
至此，合议组依法作出如下审查决定。
至于本申请是否还存在其他缺陷，均留待后续程序继续审查。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年04月18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所依据的审查文本的基础上对本申请继续进行审查。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2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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