[發(fā)明專利]2D與裸眼3D雙屏內(nèi)窺鏡系統(tǒng)及顯示方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710916929.2
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107595408B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋恩民;余鋒;劉倩;朱君;劉宏
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: A61B90/00
• 分類號: A61B90/00
• 代理公司: 杭州宇信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33231
• 代理人: 楊宇

本發(fā)明提供一種2D與裸眼3D雙屏顯示內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，包括依次相連的圖像采集裝置、圖像處理裝置和圖像顯示裝置，所述圖像處理裝置包括圖像采集模塊、中間視點生成模塊，所述圖像顯示裝置包括2D監(jiān)視器、裸眼3D監(jiān)視器，所述圖像采集模塊與所述2D監(jiān)視器相連，所述中間視點生成模塊與3D監(jiān)視器相連。該雙屏內(nèi)窺鏡系統(tǒng)在醫(yī)生手術(shù)中，可以同時為醫(yī)生提供2D畫面和3D視覺，且不需要佩戴任何輔助設(shè)備。本發(fā)明還提供一種2D與裸眼3D雙屏顯示內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的顯示方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)內(nèi)窺鏡成像技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及2D與裸眼3D雙屏內(nèi)窺鏡系統(tǒng)及成像方法。

背景技術(shù)

目前臨床普遍使用二維的單顯示屏內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，手術(shù)過程中無法顯示作業(yè)面的深度信息。使得這種內(nèi)窺鏡的操作在很大程度上依賴于醫(yī)生的操作經(jīng)驗，且醫(yī)生容易疲勞，精準(zhǔn)率不高，進(jìn)一步增加手術(shù)風(fēng)險。

3D影像所能展示的作業(yè)面的深度信息能有效地輔助醫(yī)生感知操作距離從而更好地完成手術(shù)。為實現(xiàn)內(nèi)窺鏡的3D顯示，國內(nèi)外內(nèi)窺鏡公司開發(fā)了基于輔助設(shè)備的3D內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其主要是借助佩戴立體眼鏡來達(dá)到3D視覺效果。

但是，一方面由于眼鏡的使用，使得進(jìn)入使用者眼睛內(nèi)的光線降低，降低了腹腔內(nèi)的信息識別率；另一方面，眼鏡的佩戴也會給使用者帶來不便，對于平日生活中不佩戴眼鏡的使用者而言，佩戴眼鏡極易產(chǎn)生不適感，特別在醫(yī)療手術(shù)時，由于醫(yī)生需要佩戴口罩，而呼吸時可能會在眼鏡上形成霧氣，從而影響視野，容易出現(xiàn)判斷錯誤，產(chǎn)生“誤切”“多切”的問題，還可能導(dǎo)致患者額外的損傷，對手術(shù)安全產(chǎn)生極大的影響。因此，研究出能顯示具有深度信息且不需要佩戴其他設(shè)備而不干擾醫(yī)生視野的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)尤為必要。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種2D與裸眼3D雙屏顯示內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，包括依次相連的圖像采集裝置、圖像處理裝置和圖像顯示裝置，所述圖像處理裝置包括中間視點生成模塊，所述圖像顯示裝置包括2D監(jiān)視器、裸眼3D監(jiān)視器，所述圖像采集模塊與所述2D監(jiān)視器相連，所述中間視點生成模塊與3D監(jiān)視器相連。該雙屏內(nèi)窺鏡系統(tǒng)在醫(yī)生手術(shù)中，可以同時為醫(yī)生提供2D畫面和3D視覺，且不需要佩戴任何輔助設(shè)備。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的具體技術(shù)方案為：

一種2D與裸眼3D雙屏顯示內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，包括依次相連的圖像采集裝置、圖像處理裝置和圖像顯示裝置，其中：所述圖像采集裝置，用于采集左視圖和右視圖；所述圖像處理裝置，包括所述圖像采集模塊、中間視點生成模塊，所述圖像采集模塊用于對所述左視圖和右視圖進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和存儲，所述中間視點生成模塊用于根據(jù)所述左視圖和右視圖生成若干中間視點視圖，并根據(jù)裸眼3D監(jiān)視器的像素排列表融合多視角圖像；所述圖像顯示裝置，包括2D監(jiān)視器、裸眼3D監(jiān)視器，所述2D監(jiān)視器與所述圖像采集模塊相連以對所述圖像采集模塊處理后的圖像進(jìn)行2D顯示，所述3D監(jiān)視器與所述中間視點生成模塊相連以對所述中間視點生成模塊處理后的圖像進(jìn)行裸眼3D顯示。

作為上述方案的優(yōu)選，所述中間視點生成模塊包括匹配點對生成單元、平行視圖及視差矩陣生成單元、匹配點對二次獲取及去噪單元、MLS變形單元，所述匹配點對生成單元用于根據(jù)所述左視圖和右視圖得到匹配點對；所述平行視圖及視差矩陣生成單元用于根據(jù)所述匹配點對得到平行視圖及視差矩陣；所述匹配點對二次獲取及去噪單元用于根據(jù)所述平行視圖及視差矩陣得到更多匹配點對，同時去除差異性較大的匹配點對以得到去噪后的匹配點對；所述MLS變形單元用于將所述去噪后的匹配點對生成不同中間視點圖像。

作為上述方案的優(yōu)選，所述匹配點對生成單元包括原始匹配點對生成子單元、錯誤匹配點對去除子單元，所述原始匹配點對生成子單元用于根據(jù)所述左視圖和右視圖得到原始的匹配點對，所述錯誤匹配點對去除子單元用于去除錯誤匹配點對。