基于棱鏡的醫(yī)用內(nèi)窺鏡3D顯示技術(shù)研究.pdf

1、醫(yī)用立體內(nèi)窺鏡相比傳統(tǒng)的內(nèi)窺鏡，能夠?qū)崿F(xiàn)立體圖像并且提供圖像的深度信息，更有利于病灶的定位和精確地診斷，減少誤診的幾率，因而備受推崇，被廣泛應(yīng)用于病情診斷和手術(shù)治療的過(guò)程中。然而，目前的醫(yī)用立體內(nèi)窺鏡大多是采用雙相機(jī)或多相機(jī)來(lái)采集圖像，這樣就不免增加了內(nèi)窺鏡的外徑尺寸，限制了內(nèi)窺鏡的應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)因?yàn)椴捎脙蓚€(gè)相機(jī)來(lái)采集圖像也大大增加了醫(yī)用內(nèi)窺鏡的生產(chǎn)成本。針對(duì)以上問(wèn)題，本文提出并實(shí)現(xiàn)了基于棱鏡的單相機(jī)醫(yī)用內(nèi)窺鏡3D顯示技術(shù)研究，該系統(tǒng)利

2、用棱鏡折射的分光作用，在不增加內(nèi)窺鏡直徑的前提下，根據(jù)圖像平面中點(diǎn)投影法的原理，利用NVIDIA公司的主動(dòng)快門式3D顯示技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基于棱鏡的單相機(jī)醫(yī)用內(nèi)窺鏡的3D顯示。本文完成的工作有:
　　第一，根據(jù)相機(jī)的景深公式確定物體的擺放位置，然后根據(jù)相機(jī)的標(biāo)定方法確定相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)，根據(jù)確定的相機(jī)參數(shù)，利用世界坐標(biāo)系和相機(jī)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，求解雙相機(jī)夾角和雙相機(jī)間距。
　　第二，根據(jù)物體點(diǎn)在圖像傳感器的中點(diǎn)投影原理給出雙相機(jī)和基于

3、棱鏡的單相機(jī)之間擺放的位置關(guān)系，并且利用牛頓迭代算法求出棱鏡的角度和位置參數(shù)。
　　第三，根據(jù)以上的理論基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于棱鏡的單相機(jī)3D顯示系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由硬件部分和軟件部分組成，分別完成圖像獲取和圖像處理的任務(wù)。與現(xiàn)有的3D顯示系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)利用一個(gè)相機(jī)和一個(gè)棱鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)3D顯示，將該原理應(yīng)用于醫(yī)用立體內(nèi)窺鏡領(lǐng)域?qū)⒋蟠蠊?jié)省內(nèi)窺鏡的生產(chǎn)成本。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于棱鏡的單相機(jī)的3D顯示效果比較符合人眼視覺(jué)效果。本文借助