[發(fā)明專利]一種白內(nèi)障手術(shù)顯微鏡下單目深度估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910595893.1
• 申請(qǐng)日: 2019-07-03
• 公開（公告）號(hào): CN110349197B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃凱;白善榮;夏俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/55
• 分類號(hào): G06T7/55
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 陳偉斌

1.一種白內(nèi)障手術(shù)顯微鏡下單目深度估計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：使用顯微鏡攝像系統(tǒng)以a毫米垂直位移拍攝兩幅圖像；

步驟二：對(duì)每幅圖像進(jìn)行預(yù)處理，轉(zhuǎn)換為具有灰度值的圖像，并對(duì)第一幅圖像進(jìn)行角點(diǎn)檢測(cè)，得到若干候選角點(diǎn)，并且得到所述角點(diǎn)的坐標(biāo)；

步驟三：若干所述角點(diǎn)以各自為中心，R_j為半徑，求出相對(duì)于角點(diǎn)的黑點(diǎn)和白點(diǎn)，并且黑點(diǎn)位于角點(diǎn)白色像素區(qū)域和白點(diǎn)位于角點(diǎn)的黑色區(qū)域，且黑點(diǎn)的像素灰度0.5，白點(diǎn)的像素灰度0.5，則該角點(diǎn)為測(cè)試物點(diǎn)P′_i，黑點(diǎn)和白點(diǎn)位置的計(jì)算公式如下：

其中，X_blacki和Y_blacki分別為黑點(diǎn)的坐標(biāo)值，X_whitei和Y_whitei分別白點(diǎn)的坐標(biāo)值，X_j和Y_j是以角點(diǎn)為中心，R_j為半徑的范圍內(nèi)所有像素點(diǎn)的各自坐標(biāo)，I為該點(diǎn)的灰度值，range為選取的半徑最大值；X_i、Y_i分別為測(cè)試物點(diǎn)P′_i的坐標(biāo)值；

步驟四：對(duì)第一幅圖像P′_i向第二幅圖像進(jìn)行匹配，得到匹配點(diǎn)P″_i，P′_i和P″_i之間的的像素距離；

步驟五：測(cè)試物點(diǎn)的深度計(jì)算公式如下：

其中，r為測(cè)試物點(diǎn)P′_i與顯微鏡放大中心之間的距離，Δr為P′_i和P″_i之間的的像素距離，稱為視差。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種白內(nèi)障手術(shù)顯微鏡下單目深度估計(jì)方法，其特征在于，在所述步驟四中，匹配的方法為在P′_i建立一個(gè)以P′_i為中心的基礎(chǔ)點(diǎn)方塊區(qū)域，定義P′_i以外的點(diǎn)為鄰近點(diǎn)，定義每個(gè)鄰近點(diǎn)相對(duì)于P′_i的深度一致；在對(duì)方塊區(qū)域所有的基礎(chǔ)點(diǎn)進(jìn)行匹配，計(jì)算分別在第二幅圖像對(duì)應(yīng)的匹配點(diǎn)，匹配點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的視差通過(guò)選擇使得代價(jià)函數(shù)數(shù)值最小的視差來(lái)計(jì)算得出，其中，代價(jià)函數(shù)公式為：

C(P′_ij，Δr)＝min{d(P′_ij，P′_ij-Δr，I_Z，I_z-a)，d(P′_ij-Δr，P′_ij，I_Z-a，I_z}

d(P′_ij，P′_ij-Δr，I_z，I_z-a)＝minP′_ij-Δr-0.5≤P′_ij-Δr+0.5{|I_z(P′_ij)-I_z-a(P″_ij)|}

其中，P′_ij為對(duì)應(yīng)基礎(chǔ)點(diǎn)的像素位置，P″_ij為對(duì)應(yīng)匹配點(diǎn)的像素位置，I_z為第一幅圖像中每個(gè)像素的灰度值，I_z-a為第二幅圖像中每個(gè)圖像的灰度值，I_z(P′_ij)為P′_ij的灰度值，I_z-a(P″_ij)為P″_ij的灰度值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種白內(nèi)障手術(shù)顯微鏡下單目深度估計(jì)方法，其特征在于，在所述步驟四和步驟五之間設(shè)置有校核步驟，若干個(gè)第二幅圖像中對(duì)應(yīng)的匹配點(diǎn)P″_ij相對(duì)于P″_i的位置與鄰近點(diǎn)相對(duì)于P′_i的位置一致，則校核成功；否則，則以每個(gè)鄰近點(diǎn)為中心建立基礎(chǔ)點(diǎn)方塊區(qū)域，按照步驟四中的計(jì)算公式，再次計(jì)算匹配點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的視差。