結(jié)腸內(nèi)窺鏡視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)中光流尋徑算法的研究.pdf

1、智能化醫(yī)療設(shè)備和醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)，是一個(gè)多學(xué)科交叉的熱門(mén)領(lǐng)域，其應(yīng)用的一個(gè)重要方面是無(wú)創(chuàng)微創(chuàng)外科手術(shù)（MIS），即利用人體的天生管腔或手術(shù)小孔來(lái)導(dǎo)入醫(yī)療器械或醫(yī)療機(jī)器人以實(shí)現(xiàn)對(duì)人體的檢測(cè)、診斷、治療和手術(shù)等。結(jié)腸內(nèi)窺鏡是診療結(jié)腸癌等疾病的重要手段，但目前手術(shù)操作存在某些不足，如穿孔、出血等。因此，利用機(jī)器人和計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)結(jié)腸內(nèi)窺鏡診療設(shè)備進(jìn)行智能化改造具有重要的研究意義和應(yīng)用前景。本文以克服內(nèi)窺鏡檢查穿孔、提高內(nèi)窺鏡智能化水平為目標(biāo)，研究

2、了結(jié)腸內(nèi)窺鏡視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)的光流尋徑算法，主要內(nèi)容如下：
　?。?）針對(duì)常用結(jié)腸內(nèi)窺鏡尋徑方法的優(yōu)缺點(diǎn)，研究了基于光流法的自主機(jī)器人避障系統(tǒng)，得出了將光流法與結(jié)腸內(nèi)窺鏡視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)相結(jié)合的基本思路。
　?。?）在傳統(tǒng)光流算法的基礎(chǔ)上，研究了一種改進(jìn)的微分算法—稀疏LK光流法。分析了HS光流法、LK光流法、匹配法以及稀疏LK光流法，在MATLAB7.0軟件平臺(tái)上進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了稀疏LK光流法在運(yùn)行時(shí)間和結(jié)果精度上都要優(yōu)于另外

3、三種。
　　（3）考慮到稀疏 LK光流法在幀間運(yùn)動(dòng)較大時(shí)，容易光流丟失，導(dǎo)致效果較差，本文提出一種改進(jìn)的稀疏LK光流法：金字塔LK稀疏光流法。通過(guò)分析比較，確定了3層金字塔LK稀疏光流法作為本文研究的主要算法。將改進(jìn)的光流法與傳統(tǒng)的LK光流法進(jìn)行了性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：金字塔LK稀疏光流法在計(jì)算間隔較大的幀間光流場(chǎng)時(shí),計(jì)算結(jié)果精度較高，程序運(yùn)行所消耗的時(shí)間也大大減少了。
　?。?）制定了基于光流法的平衡策略方案。針對(duì)原始平