基于雙目立體視覺的心臟軟組織三維重構(gòu)技術(shù)研究.pdf_第1頁
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1、目前,在手術(shù)機(jī)器人的使用過程中,醫(yī)生通過雙目視鏡獲取的病灶區(qū)域深度信息是依賴人眼被動(dòng)合成的,即其無法直接為手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)提供真實(shí)的三維測(cè)量數(shù)據(jù),進(jìn)而限制了手術(shù)機(jī)器人向智能化方向的發(fā)展。針對(duì)這一問題,本文展開了基于雙目立體視覺的心臟軟組織三維重構(gòu)技術(shù)的研究,具體內(nèi)容如下。
  1.本文構(gòu)建了單目?jī)?nèi)窺鏡的成像模型,包括小孔成像模型與非線性幾何畸變矯正模型,并基于此構(gòu)建了立體內(nèi)窺鏡視覺系統(tǒng)模型。
  2.在基于棋盤格平面模板的單目

2、相機(jī)標(biāo)定算法的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了立體內(nèi)窺鏡的聯(lián)合標(biāo)定算法,先分別完成左、右內(nèi)窺鏡的標(biāo)定,再依據(jù)兩內(nèi)窺鏡坐標(biāo)系與對(duì)應(yīng)世界坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系求取立體內(nèi)窺鏡的外部參數(shù)。最后完成了立體內(nèi)窺鏡的標(biāo)定實(shí)驗(yàn),并對(duì)其進(jìn)行了重投影誤差分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,立體內(nèi)窺鏡的聯(lián)合標(biāo)定算法對(duì)應(yīng)標(biāo)定精度可靠。
  3.基于已知的立體內(nèi)窺鏡參數(shù),設(shè)計(jì)了立體內(nèi)窺鏡圖像校正算法,其通過參數(shù)重構(gòu)、反投影、旋轉(zhuǎn)、去畸變、重投影和雙線性插值等操作來實(shí)現(xiàn)立體圖像的校正。最后結(jié)合左

3、、右模板圖像與心臟軟組織圖像,對(duì)校正算法進(jìn)行了驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,校正后左、右圖像間垂直視差基本消除。
  4.針對(duì)基于聯(lián)合相似性測(cè)度與自適應(yīng)權(quán)重的立體匹配算法中存在的缺陷,對(duì)其中的聯(lián)合相似性測(cè)度與自適應(yīng)權(quán)重進(jìn)行了改進(jìn),直接利用彩色圖像進(jìn)行立體匹配,使其匹配精度得到了較大的提升。最后利用英國(guó)帝國(guó)理工大學(xué)公開的心臟模型圖像及其對(duì)應(yīng)CT掃面數(shù)據(jù),對(duì)本文立體匹配算法進(jìn)行了驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)的聯(lián)合相似性測(cè)度與改進(jìn)的自適應(yīng)權(quán)重均能有效提

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