一种光学定位技术辅助的手术视野全景拼接方法技术

本发明专利技术公开了一种光学定位技术辅助的手术视野全景拼接方法。本方法在手术视野高关注度区域标记基于双目视觉原理的光学定位点，并结合SIFT特征匹配点对，基于AANAP算法利用深度信息优化的全局相似矩阵，实现手术视野的全景图像拼接。具体方法包括建立光学定位点辅助的局部单应矩阵，弥补SIFT特征点的低匹配精度，提高视野高关注度区域的拼接质量。在此基础上，建立基于深度信息优化的全局相似矩阵，用于目标图像非重叠区域调整，减少了目标图像非重叠区域的大角度扭曲形变，补偿相机运动。本发明专利技术可以有效弥补仅用SIFT特征匹配做全局拼接时精度不够的问题，减少了手术视野高关注度区域的拼接重影，提高图像拼接的自然度。

A panoramic splicing method of surgical field of vision assisted by optical positioning technology

【技术实现步骤摘要】
一种光学定位技术辅助的手术视野全景拼接方法
本专利技术涉及医疗手术导航和图像拼接
，具体涉及光学定位技术和手术视野全景拼接技术，具体涉及一种光学定位技术辅助的手术视野全景拼接方法。
技术介绍
目前，虚拟现实(VirtualReality，VR)技术被广泛应用于各个领域，特别是在医疗领域，如远程医疗和手术教学。手术教学与VR技术相结合，让医学生通过VR环境中呈现的全景手术视频，捕捉专家手术过程中的细节，提高临床经验。提供逼真的沉浸式VR内容的一种方法是制作高质量的全景视频。VR的应用是以图像为基础，即以全景图像拼接技术为核心。在手术中，医生可能会阻碍手术视野。另外，手术室的复杂以及很多医疗设备的摆放，会限制摄像头的拍摄角度，部分手术视野无法直观呈现。因此，多视角的手术视野的全景拼接至关重要。图像拼接技术起源于摄影和制图，广泛应用于数字视频、航空、医学图像处理等领域。早期的图像拼接技术是基于SIFT算法并只用一个全局变换矩阵将图像进行对齐，这容易产生错位和重影的效果，尤其是对手术视野这种复杂的近景图像进行拼接。为了获得更好的拼接质量，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学定位辅助的手术视野全景拼接方法，其特征在于，包括：/n获取参考图像和目标图像的光学定位匹配点对，在手术视野高关注度区域标记基于双目视觉原理的光学定位点并进行匹配，得到参考图像和目标图像的光学定位匹配点对；/n提取参考图像和目标图像的SIFT特征点并进行特征匹配，得到参考图像和目标图像的SIFT特征匹配点对；/n获取局部单应矩阵，根据所述参考图像和目标图像的光学定位匹配点对和SIFT特征匹配点对，基于网格划分计算局部单应矩阵；/n图像拼接，基于所述局部单应矩阵对参考图像和目标图像进行网格变换实现重叠区域拼接，将基于深度信息分类的全局相似矩阵用于目标图像非重叠区域，实现手术视野的全景拼...

【技术特征摘要】
1.一种光学定位辅助的手术视野全景拼接方法，其特征在于，包括：
获取参考图像和目标图像的光学定位匹配点对，在手术视野高关注度区域标记基于双目视觉原理的光学定位点并进行匹配，得到参考图像和目标图像的光学定位匹配点对；
提取参考图像和目标图像的SIFT特征点并进行特征匹配，得到参考图像和目标图像的SIFT特征匹配点对；
获取局部单应矩阵，根据所述参考图像和目标图像的光学定位匹配点对和SIFT特征匹配点对，基于网格划分计算局部单应矩阵；
图像拼接，基于所述局部单应矩阵对参考图像和目标图像进行网格变换实现重叠区域拼接，将基于深度信息分类的全局相似矩阵用于目标图像非重叠区域，实现手术视野的全景拼接。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述光学定位点是基于近红外光学跟踪定位器械尖端点在世界坐标系中的坐标，利用立体视觉原理计算得到。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述获取参考图像和目标图像匹配点对的具体方法为：
通过双目相机获取具有重叠区域的手术视野参考图像、目标图像，使用定位器械在手术视野高关注度区域采点，跟踪定位器械尖端点三维空间坐标；
根据双目视觉原理得到所述尖端点在参考图像、目标图像上的像素坐标并通过立体匹配得到光学定位匹配点对；
利用SIFT算法在参考图像、目标图像上提取特征点，并进行特征匹配，得到SIFT特征匹配点对。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述光学定位匹配点对在参考图像、目...

【专利技术属性】
技术研发人员：武博，
申请(专利权)人：首都医科大学，
类型：发明
国别省市：北京;11