基于时空先验模型的高保真手术场景快速重建方法及系统技术方案

本发明专利技术属于计算机视觉技术领域，具体涉及一种基于时空先验模型的高保真手术场景快速重建方法及系统，包括：获取腹腔镜手术的2D腔镜图像序列信息以及相机位姿信息；采用非刚性配准的三维网格和相机位姿信息进行3DGS初始化，并引入时空特征场构建时空先验模型，进行3DGS高斯点属性动态微调；基于2D腔镜图像时序信息，结合2D腔镜图像像素点运动与3DGS高斯点运动的映射关系，构建时间序列上的运动估计模型，估计手术场景中的运动目标的运动轨迹；基于三维高斯点在2D腔镜图像平面中的投影点，结合时空先验模型进行3DGS高斯点属性实时调整，动态更新三维手术场景重建模型；基于渲染的闭环反馈机制，优化三维手术场景重建模型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算机视觉，具体涉及一种基于时空先验模型的高保真手术场景快速重建方法及系统。

技术介绍

1、手术场景重建是指从二维手术场景图像中恢复场景三维形状的技术，是从计算机视觉和图形学中的一个重要研究方向。通过重建体内组织的三维模型，能够帮助医生或机器人从三维视觉观察体内的组织环境，进而用于手术训练、手术模拟、术后评价等。

2、手术场景重建时，术前术中非刚性配准后的三维网格通常只由点和面组成，这会导致二维投影时因光照反射模型与术中动态形变失配，产生低纹理保真度的渲染伪影，而这一问题目前通常通过传统3d高斯散射方法（3dgs）及其衍生结构解决。3dgs方法中，通过密集高斯点来表征空间场景，每个高斯点包含位置µ、旋转角度r、尺度s、不透明度o、球谐系数c等可学习属性，以实现高时高保真渲染。但是多参数的设置会导致参数空间维度爆炸，进而导致训练效率受限于高计算复杂度与局部最优陷阱，使得训练或重建速度效率较低。

技术实现思路

1、本专利技术在于提供一种基于时空先验模型的高保真手术场景快速重建方法及系统，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于时空先验模型的高保真手术场景快速重建方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于时空先验模型的高保真手术场景快速重建方法，其特征在于，所述采用非刚性配准的三维网格和相机位姿信息进行3DGS初始化，并引入时空特征场进行3DGS高斯点属性动态微调，包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于时空先验模型的高保真手术场景快速重建方法，其特征在于，所述基于2D腔镜图像时序信息，结合2D腔镜图像像素点运动与3DGS高斯点运动的映射关系，构建时间序列上的运动估计模型，估计手术场景中的运动目标的运动轨迹，包括：

4.根据权利要求3所述的一种基于...

【技术特征摘要】

1.一种基于时空先验模型的高保真手术场景快速重建方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于时空先验模型的高保真手术场景快速重建方法，其特征在于，所述采用非刚性配准的三维网格和相机位姿信息进行3dgs初始化，并引入时空特征场进行3dgs高斯点属性动态微调，包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于时空先验模型的高保真手术场景快速重建方法，其特征在于，所述基于2d腔镜图像时序信息，结合2d腔镜图像像素点运动与3dgs高斯点运动的映射关系，构建时间序列上的运动估计模型，估计手术场景中的运动目标的运动轨迹，包括：

4.根据权利要求3所述的一种基于时空先验模型的高保真手术场景快速重建方法，其特征在于，所述基于所选取的运动目标，采用时间序列上的运动估计模型，估计手术场景中的运动目标的运动轨迹，包括：

5.根据权利要求4所述的一种基于时空先验模型的高保真手术场景快速重建方法，其特征在于，所述基于分层多尺度配准网络，采用金字塔架构对各分辨率层进行图像配准，估计不同分辨率层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘敏，张峰婷，周盈辛，陈祥，姚钊，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：