医用立体电子腹腔镜成像算法研究

发布时间：2020-08-10 12:37

【摘要】：随着医学的不断发展,医用电子腹腔镜得到越来越广泛的应用。传统医用电子腹腔镜只能提供二维平面图像,无法体现深度信息,给医生的临床诊断和手术操作带来了不便。近年来,立体成像技术得到快速发展,医用立体电子腹腔镜应运而生。医用立体电子腹腔镜弥补了传统医用电子腹腔镜的不足,能够提供清晰的实时的三维立体图像,使医生能够更加准确地确定组织间以及组织和手术器械间的纵深位置关系,方便医学诊断和手术治疗。本文对医用立体电子腹腔镜中的关键成像算法进行了研究,重点研究了相机标定算法和立体匹配算法,提出了基于加权引导滤波的局部立体匹配算法。本文完成的主要工作如下:1.确定了医用立体电子腹腔镜的双目立体成像方案,具体包括相机标定、图像校正、立体匹配和三维重建四个模块。2.研究了双目相机标定算法,利用双目相机和棋盘格标定板进行双目相机标定实验,利用获得的双目相机内外参数进行图像校正,得到校正后的立体图像对。3.研究了立体匹配算法,重点研究了全局立体匹配算法中的图割法以及局部立体匹配算法中的自适应支持权重算法和自适应支持窗口算法,并对各种算法的优缺点进行了分析。4.在现有的局部立体匹配算法的基础上,提出了基于加权引导滤波的局部立体匹配算法。在MATLAB软件平台上利用标准立体图像对对所提算法进行测试,并将测试结果与现有的局部立体匹配算法进行对比以分析算法的可行性。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R197.39;TP391.41
【图文】：

能够以三维立体图像观察人体腹腔内组织器官的引起的对于位置关系判断的不确定性，保证手术电子腹腔镜的应用，有效地提升了腹腔外科手术0 年代起，国外的各大医疗器械公司先后研发出品。美国 Viking 公司研发的 3DHD 是首个经过 产品，如图 1-2 所示。该系统利用双路光学通道在手术过程中为医生提供实时的精确的三维空间美国 Intuitive Surgical 公司在 2000 年生产并投入立体电子腹腔镜历史上的重大里程碑。日本 Ox3D 是世界上第一款可使探头弯曲的医用立体电SOL 公司、日本的 Pentax 公司、美国的 InnerOp立体电子腹腔镜产品[10]。

第 2 章 双目相机标定及图像校正此，在成像平面和通过小孔看到的三维世界场景区域之间，存在一种对应关系。通过该机制，图像被建立起来，或者说图像被从世界空间投影到成像空间。由于针孔模型是一种线性模型，所以它只是对真实相机的粗略近似。在描述真实的相机成像模型时需要在针孔模型的基础上增加相应的相机畸变因子。经过针孔模型成像后，像是倒立的，如图 2-2(a)所示。为了计算和观察的方便，通常将图像平面进行旋转，使得相机坐标系坐标与传感器坐标系坐标的符号一致，改进的针孔模型如图 2-2(b)所示。

3 传感器坐标系与图像坐标系之间的关系示况下，传感器坐标系与图像坐标系之感器坐标系坐标， 为图像坐标系竖直方向上的像素尺寸。 表示。坐标表示为如下形式：：

【相似文献】

相关硕士学位论文 前1条

1 陈松;医用立体电子腹腔镜成像算法研究[D];天津大学;2017年

本文编号：2788087