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经络可视化系统中的双目立体视觉定位
目的 针对磁定位经络可视化系统的精度较低并且极易受周围环境影响问题,提出精度及可靠性更高的双目立体视觉定位方法.方法 首先采用张正友标定法完成摄像机标定,得到左右摄像机内外参数；其次完成立体匹配,使用双目立体视觉定位系统提取皮肤阻抗检测仪电极板上十字型角点X的亚像素级坐标,并根据对称性和灰度跳变性筛选出X角点,根据唯一性和旋转不变性匹配左右摄像机图像上的X角点；后利用得到的摄像机内外参数以及X角点匹配的结果计算出经络点的三维坐标并将其投影到场景二维图像上,利用曲线拟合方法连接经络点,从而实现经络的可视化.结果 根据标定及匹配结果计算出3个X角点的三维坐标,并结合多通道皮肤阻抗检测仪得到的电极通道,从而得到经络点的三维坐标,后利用图像融合实现经络的可视化,实验结果精度较高.结论 下一步的工作就是优化二值化方法,进一步提高图像融合配准的精度.
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基于运动矢量追踪的多手术器械光学定位算法
目的 光学定位手术导航系统因其具有较高的定位精度、对患者无电磁辐射等特点,成为手术导航系统中空间定位的主要发展方向之一.其难点在于对多个带光学标记物的手术器械如何快速识别和实时跟踪.本文提出基于运动矢量追踪的多手术器械定位算法,以解决多手术器械的识别和跟踪问题.方法利用手术器械固定几何形状和运动矢量,实现对手术器械的识别和跟踪.首先基于不同手术器械的不同边长比对各个手术器械注册识别,其次根据识别出的结果利用前后帧的运动矢量实现对各个手术器械的实时跟踪.本文实时跟踪了两个器械的运动轨迹,并测量了使用本文算法时手术器械距离上的精度.结果借助光栅尺进行距离测试,本文所提算法测得大手术器械的距离测量平均绝对误差为0.031 mm,小手术器械的距离测量平均绝对误差为0.065 mm.结论基于几何形状识别和运动矢量跟踪的光学定位算法的精度满足手术导航系统的需求.
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被动式立体视觉研究进展
计算机视觉应用在近几年里得到了迅猛发展,立体视觉是计算机视觉领域的一个重要分支,被动式立体视觉主要研究如何借助成像技术从两幅或多幅图像里获取场景中物体的三维几何信息.本文介绍了被动式立体视觉中图像采集、特征提取、立体匹配、摄像机标定、深度信息计算与插值、后期处理方面的研究进展.
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基于视差和帧差运动检测的立体视频对象提取与压缩编码
本文提出了基于视差和帧差运动检测的立体视频对象分割算法,该算法结合了视差图分割和多次帧差运动分割的优点,首先对视差图进行分割得到处于不同视差层的目标初级分割模板.然后在模板区域内进行多次帧差运动检测,并且利用边缘检测修正对象边缘,终得到精确运动目标.在立体视频对象分割的基础上,在MPEG-4的模型上实现了基于对象的立体视频编码.即左通道对象采用普通的MPEG-4编码,右通道对象进行两种方式的预测:一种是基于右通道先前帧图像的MCP(Motion compensation prediction)方式,另一种是基于左通道图像对应帧的DCP(Disparitycompensation prediction)方式,然后从中选择预测误差较小的一种.仿真结果表明该方法可以得到良好的重建图像质量,兼容国际标准,易于实现.
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光学体视显微图像立体测量系统研究与开发
根据立体视觉的原理,设计实现了基于光学体视显微镜图像的立体测量系统.从图像采集、摄像机标定、立体匹配到深度图生成,建立了完整的系统.对系统中的摄像机模型进行了线性标定,达到了亚像素的标定精度.在立体匹配中实现了三种不同的算法:改进的区域相关性匹配算法、基于边界特征的概率松弛迭代匹配方法、新序数测度法(New Ordinal Mea sure),并对结果的精度进行了分析和比较.
关键词： 立体测量 立体匹配 摄像机标定 光学体视显微镜[文献标识码要]A -
基于视差和变化检测的立体视频对象的实时提取
随着立体视频的发展,立体视频对象提取技术也成为研究的热点.本文提出一种基于视差和运动变化检测的立体视频对象实时提取算法:结合立体视频的视差、运动和边缘等信息,由立体匹配得到视差图,对视差图初次提取得到二值图像,再运用对称差分法变化检测,根据对象的运动速度实时选取用于变化检测的视频帧,结合运动信息提取出终的立体视频对象.实验表明该算法能够实时地从复杂背景中提取出视频对象,并可以保证在视频停止变化时保持视频对象的连续输出.
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光学定位系统立体匹配中伪点的自动去除方法
背景:光学定位系统捕捉到的空间标记点的图像存在特征点相似、场景纹理信息少等情况,使得立体匹配存在多义性,即产生匹配伪点.目的:分析匹配过程,提出一种有效的自动去除立体匹配中伪点的方法.方法:根据同一空间点发射的光线位于同一极平面的原理,将匹配特征点的搜索范围限制在一特定区域内,从而减小了搜索区域.然后通过伪点空间坐标的突变性剔除匹配中产生的伪点,从而得到正确的匹配标记点.结果与结论:实验中对装有3个标记点的模拟手术器械工具进行跟踪.对其连续拍摄40组图像,并选取δ=0.002 5作为初始匹配阈值进行测试.重建的运动轨迹表明该方法可有效的孤立伪点,同时将所得同一时刻的真实点间的距离与真实距离比较,平均误差为0.284 4 mm,相对误差为0.48%.实验结果验证了算法的可行性和有效性.
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双目视觉技术在前交叉韧带重建手术导航系统中的应用
针对传统前交叉韧带蕈建手术中钻孔位置误差较大而导致手术失败的现状,介绍了运用双日立体视觉技术,在臂透视图像的基础上,合理规划手术,动态辅助医生完成钻孔手术的过程.文中以自主研制的可见光双目视觉定位系统为平台,提出了选用黑白棋盘格标记物简化立体匹配过程的方法.利用标定后的系统对标记物之间的距离进行测量,在距双目视觉传感单元1.5 m范围内误差小于1mm.在前交叉韧带重建手术导航实验中的应用表明,该系统具有稳定、可靠、成本低、标定方法简单、匹配准确、定位精度高的特点,能够满足外科手术导航的要求.
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基于Census变换的立体匹配算法优化及医学影像应用
目的:建立并优化一种基于Census非参数变换的立体匹配算法.方法:详细分析了基于Census非参数变换的立体匹配,运用移动窗口技术和高速缓存,采用SSE2指令进行数据流的并行处理从而优化算法结构,缩短取指时间,提高计算效率.用Middlebury标准图像对对该算法进行验证,并用于临床阴道镜子宫颈图像对的立体匹配.结果:快速实现了对Middlebury标准图像对以及子宫颈图像对的立体匹配.结论:该算法能够有效提高立体匹配的实时性,可应用于外科手术导航等计算机辅助外科诊疗系统.
关键词： 立体匹配 Census非参数变换 快速实现 医学影像应用
