[發(fā)明專利]數(shù)字立體顯微系統(tǒng)的虛擬標(biāo)尺方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210583584.0
• 申請(qǐng)日: 2012-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN103083089A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵航;張新;葉斌;曹峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東圣洋信息科技實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): A61B19/00
• 分類號(hào): A61B19/00;G06T7/00
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 王茹;曾旻輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字立體顯微圖像技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種數(shù)字立體顯微系統(tǒng)的虛擬標(biāo)尺方法，以及一種數(shù)字立體顯微系統(tǒng)的虛擬標(biāo)尺系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前的3D數(shù)字顯微系統(tǒng)在傳統(tǒng)體式顯微鏡上安裝分光器，將顯微鏡采集的光學(xué)信號(hào)分出兩路，通過工業(yè)相機(jī)上的CCD或CMOS感光元件將分光器分出的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，再通過工業(yè)相機(jī)上數(shù)據(jù)接口將圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)或監(jiān)視器上，從而使觀察者擺脫對(duì)光學(xué)目鏡的束縛。3D數(shù)字顯微系統(tǒng)具有兩個(gè)并排的成像元器件，通過在不同的視角實(shí)時(shí)采集被觀察物體，將得到的雙目圖像經(jīng)過處理后，可以產(chǎn)生3D圖像，形成立體視覺。

雖然3D數(shù)字顯微系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)3D立體效果，提供高清晰度的三維空間圖像，但傳統(tǒng)的3D數(shù)字顯微系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)3D圖像中物體相對(duì)位置的精確測(cè)量。而在手術(shù)過程中，手術(shù)器械位置的深淺非常重要，只能通過操作者觀察3D圖像通過經(jīng)驗(yàn)來感知其深度，手術(shù)過程的安全性和可靠性不高，因此亟需能夠精確確定3D數(shù)字顯微圖像中手術(shù)器械的深度，為數(shù)字立體顯微系統(tǒng)提供虛擬標(biāo)尺的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明提供一種3D數(shù)字顯微圖像中手術(shù)器械深度的確定方法和系統(tǒng)，能夠精確確定顯微系統(tǒng)中手術(shù)器械的深度，為數(shù)字立體顯微系統(tǒng)提供一虛擬標(biāo)尺，有效提高手術(shù)過程的安全性和可靠性。

一種數(shù)字立體顯微系統(tǒng)的虛擬標(biāo)尺方法，包括如下步驟：

獲取顯微系統(tǒng)的景深閾值區(qū)間；

通過追蹤算法追蹤3D圖像中第一路圖像中的手術(shù)器械，得到第一路圖像的手術(shù)器械區(qū)域；

以所述第一路圖像的手術(shù)器械區(qū)域?yàn)槟０澹瑢?duì)第二路圖像進(jìn)行相似度判斷，得到與所述第一路圖像的手術(shù)器械區(qū)域相似度最高的第二路圖像的手術(shù)器械區(qū)域；

根據(jù)所述第一路圖像的手術(shù)器械區(qū)域和所述第二路圖像的手術(shù)器械區(qū)域，確定所述手術(shù)器械的視差，再根據(jù)所述視差確定所述手術(shù)器械距離顯微鏡物鏡的深度；

若所述深度在所述景深閾值區(qū)間內(nèi)，則標(biāo)示所述深度。

一種數(shù)字立體顯微系統(tǒng)的虛擬標(biāo)尺系統(tǒng)，包括獲取模塊、追蹤模塊、判斷模塊、深度模塊和標(biāo)示模塊；

所述獲取模塊用于確定顯微系統(tǒng)的景深閾值區(qū)間；

所述追蹤模塊用于通過追蹤算法追蹤3D圖像中第一路圖像中的手術(shù)器械，得到第一路圖像的手術(shù)器械區(qū)域；

所述判斷模塊用于以所述第一路圖像的手術(shù)器械區(qū)域?yàn)槟０澹瑢?duì)第二路圖像進(jìn)行相似度判斷，得到與所述第一路圖像的手術(shù)器械區(qū)域相似度最高的第二路圖像的手術(shù)器械區(qū)域；

所述深度模塊用于根據(jù)第一路圖像的手術(shù)器械區(qū)域和第二路圖像的手術(shù)器械區(qū)域，確定手術(shù)器械的視差，再根據(jù)所述視差確定所述手術(shù)器械距離顯微鏡物鏡的深度；

所述標(biāo)示模塊用于獲取所述顯微系統(tǒng)的景深閾值區(qū)間，若所述深度在所述景深閾值區(qū)間內(nèi)，則標(biāo)示所述深度。

上述數(shù)字立體顯微系統(tǒng)的虛擬標(biāo)尺方法和系統(tǒng)，為了提高手術(shù)操作的準(zhǔn)確性，在使用追蹤算法追蹤到其中一路圖像中的手術(shù)器械的基礎(chǔ)上，再通過模板匹配確定另一路圖像中手術(shù)器械的位置，根據(jù)兩路圖像中手術(shù)器械的位置的坐標(biāo)差確定手術(shù)器械的深度并標(biāo)示，為數(shù)字立體顯微系統(tǒng)提供一虛擬標(biāo)尺，能定量地提醒操作者手術(shù)器械的所在位置，提高手術(shù)過程的安全性，從而協(xié)助操作者完成手術(shù)；本發(fā)明通過提供深度信息大大提高了手術(shù)過程的可靠性和精確度，同時(shí)最大可能的簡(jiǎn)化手術(shù)過程的復(fù)雜性，減少操作者的工作量；本發(fā)明能自動(dòng)跟蹤手術(shù)器械，深度值結(jié)果精確；另外本發(fā)明也能用于教學(xué)過程中對(duì)手術(shù)器械深度的定量提示，有利于學(xué)生快速掌握手術(shù)器械的操作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明數(shù)字立體顯微系統(tǒng)的虛擬標(biāo)尺方法在一實(shí)施例中的流程示意圖。

圖2為本發(fā)明數(shù)字立體顯微系統(tǒng)的虛擬標(biāo)尺系統(tǒng)在一實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

如圖1所示，是本發(fā)明數(shù)字立體顯微系統(tǒng)的虛擬標(biāo)尺方法在一實(shí)施例中的流程示意圖，包括：

S11、獲取顯微系統(tǒng)的景深閾值區(qū)間；

3D圖像的成像原理是由兩路攝像設(shè)備分別對(duì)同一個(gè)物體進(jìn)行拍攝，得到的兩路重疊率較高的左圖和右圖，再將左圖和右圖進(jìn)行處理后生成該3D圖像，本發(fā)明中所指的第一路圖像和第二路圖像即為構(gòu)成所述3D圖像的左圖和右圖，利用本發(fā)明對(duì)3D圖像進(jìn)行處理時(shí)，當(dāng)?shù)谝宦穲D像指代左圖時(shí)，則第二路圖像指代右圖；當(dāng)?shù)谝宦穲D像指代右圖時(shí)，則第二路圖像指代左圖。