高速视频内窥镜中声带运动学的最优采样与噪声抑制

目的：高速视频内窥镜声门面积波形将侧向褶皱偏移与纵向开放混为一谈，妨碍了对速度、加速度和左右不对称性的直接估计。位移波形保留了这些量，但易受空间量化与时间采样误差的影响。我们刻画这些误差，评估通过卡尔曼平滑和时间插值实现的误差降低，并确定相对于像素偏移、速度商（SQ）和开放商（OQ）的最优帧率界限。方法：采用采样理论推导运动学特征保真度所需的解析帧率界限。将卡尔曼平滑与基于FFT的去噪进行比较，并与sinc或样条插值配对。在4000 fps记录（N=55）上对插值进行降采样和重建评估。一个16000 fps数据集（N=12）作为参考，用于在2000-8000 fps降采样波形上评估降噪效果，评价指标为峰值位移、速度、OQ和SQ。结果：sinc插值的中位平均绝对误差低于样条插值（0.29 vs 0.52像素），85%的记录（47/55）低于0.5像素，而样条插值为45%（25/55）。对于运动学特征估计（N=12），卡尔曼-sinc在75%的特征×帧率配对中优于FFT-sinc。结论：无伪影地计算运动学特征需要同时考虑时间分辨率和空间分辨率。对于速度和SQ测量，推荐在8000 fps下进行卡尔曼-sinc预处理。峰值侧向位移可在2000 fps下测量，而OQ在典型空间分辨率（最大偏移9-14像素）下需要4000 fps。像素偏移应与运动学测量一同报告，以提供数据可靠性的背景信息。

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