基于雙目立體視覺的心臟軟組織三維重構技術研究.pdf

1、目前，在手術機器人的使用過程中，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合成的，即其無法直接為手術機器人系統(tǒng)提供真實的三維測量數據，進而限制了手術機器人向智能化方向的發(fā)展。針對這一問題，本文展開了基于雙目立體視覺的心臟軟組織三維重構技術的研究，具體內容如下。
　　1.本文構建了單目內窺鏡的成像模型，包括小孔成像模型與非線性幾何畸變矯正模型，并基于此構建了立體內窺鏡視覺系統(tǒng)模型。
　　2.在基于棋盤格平面模板的單目

2、相機標定算法的基礎上設計了立體內窺鏡的聯(lián)合標定算法，先分別完成左、右內窺鏡的標定，再依據兩內窺鏡坐標系與對應世界坐標系之間的轉換關系求取立體內窺鏡的外部參數。最后完成了立體內窺鏡的標定實驗，并對其進行了重投影誤差分析，實驗結果表明，立體內窺鏡的聯(lián)合標定算法對應標定精度可靠。
　　3.基于已知的立體內窺鏡參數，設計了立體內窺鏡圖像校正算法，其通過參數重構、反投影、旋轉、去畸變、重投影和雙線性插值等操作來實現(xiàn)立體圖像的校正。最后結合左

3、、右模板圖像與心臟軟組織圖像，對校正算法進行了驗證，實驗結果表明，校正后左、右圖像間垂直視差基本消除。
　　4.針對基于聯(lián)合相似性測度與自適應權重的立體匹配算法中存在的缺陷，對其中的聯(lián)合相似性測度與自適應權重進行了改進，直接利用彩色圖像進行立體匹配，使其匹配精度得到了較大的提升。最后利用英國帝國理工大學公開的心臟模型圖像及其對應CT掃面數據，對本文立體匹配算法進行了驗證，實驗結果表明改進的聯(lián)合相似性測度與改進的自適應權重均能有效提