[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(kāi)（公告）號(hào): CN110349197B
• 公開(kāi)（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

本發(fā)明涉及一種白內(nèi)障手術(shù)顯微鏡下單目深度估計(jì)方法，通過(guò)顯微鏡系統(tǒng)拍攝兩張圖像，通過(guò)對(duì)比計(jì)算獲得第一張圖像中準(zhǔn)確的測(cè)試物點(diǎn)，再通過(guò)代價(jià)函數(shù)找到測(cè)試物點(diǎn)的匹配點(diǎn)，獲得兩個(gè)點(diǎn)之間的視差，從而計(jì)算出測(cè)試物點(diǎn)的深度。通過(guò)顯微鏡系統(tǒng)獲得測(cè)試物點(diǎn)的平面坐標(biāo)后，通過(guò)計(jì)算獲得測(cè)試物點(diǎn)的深度，從而在手術(shù)的過(guò)程的位置轉(zhuǎn)換為三維坐標(biāo)，為自動(dòng)手術(shù)提供位置的定位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種白內(nèi)障手術(shù)顯微鏡下單目深度估計(jì)方法。

背景技術(shù)

單目深度估計(jì)方法，即通過(guò)拍攝工具獲取的彩色圖像預(yù)測(cè)出圖像中各位置與拍攝工具之間的距離，即深度信息。但由于圖像的視野單一，缺乏其他信息，因此難以準(zhǔn)確得到深度信息。

現(xiàn)有的單目深度估計(jì)方法是通過(guò)在計(jì)算機(jī)上使用深卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但是對(duì)于手術(shù)場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，開(kāi)放數(shù)據(jù)嚴(yán)重不足，無(wú)法準(zhǔn)確得到深度信息，導(dǎo)致無(wú)法在白內(nèi)障手術(shù)上實(shí)現(xiàn)深度估計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種白內(nèi)障手術(shù)顯微鏡下單目深度估計(jì)方法，可準(zhǔn)確得到深度信息。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種白內(nèi)障手術(shù)顯微鏡下單目深度估計(jì)方法，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)，并且得到角點(diǎn)的坐標(biāo)；

步驟三：若干角點(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且白點(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。

優(yōu)選的，在第一幅圖像的P′_i在第二幅圖像中找到對(duì)應(yīng)的P″_i后，對(duì)第二幅圖像的P″_i向第一幅圖像進(jìn)行匹配。能夠檢測(cè)確認(rèn)匹配的正確性。