重构内视镜之三维影像的方法与系统

摘要

一种重构内视镜之三维影像的方法与系统。本发明利用内视镜摄影机与观察病灶之投影关系，结合固定于手术工具的三维追踪器重建观察区域三维结构，并即时计算手术工具在腔室内的方位与行进资讯。在对内视镜影像序列进行形变校正之后，进行特征点撷取与追踪，并利用影像投影点为原三维座标与相机投影矩阵相乘之原理以矩阵分解方式，来进行重建。本发明系在原有二维内视镜影像上增加立体维度，以弥补一般内视镜系统在立体视觉上的不足。

主权项

一种重构三维影像之方法，其中至少包含：藉由一内视镜获得一二维影像；对该二维影像进行一特征追踪与一特征撷取步骤，以获得该二维影像之复数个特征点；对该些特征点进行一滤除不可靠轨迹步骤，以滤除该特征追踪与撷取步骤中之追踪错误的特征点；针对该些特征点之轨迹所组成之一尺度测量矩阵(W)，以一仿射重构之方法进行仿射重构之步骤，以建构一扭曲三维模型；针对该扭曲三维模型，以一欧氏重构之方法进行一三维模型校正步骤，来建构一尺度异常三维模型，并获得一第一移动参数矩阵(M)和一第一座标值(S)；利用一感应器任意点选空间中之一感应点，以取得一第二座标值；将该感应器固定于一手术工具并以该手术工具点选该感应点，以固定该追踪器、该感应器、该感应点三者之间的相对位置关系，并获得该追踪器所提供之一第一转换矩阵；利用该第一转换矩阵和该第二座标值计算求得一第三座标值；以该手术工具，在该些特征点中任意点选至少四个对应特征点，以得到复数个第四座标值和复数个第二转换矩阵；利用该些第二转换矩阵和该第三座标值将该些第四座标值转换为复数个第五座标值；对应该些对应特征点于该尺度异常三维模型，以获得复数个第六座标值；对该些第六座标值和该些第五座标值进行一比较和计算步骤，以获得一第三转换矩阵(G)；利用该第三转换矩阵(G)，将该第一座标值(S)转换为一第七座标值(S')，以及利用该第三转换矩阵(G)之反矩阵，将该第一移动参数矩阵(M)，转换成一第二移动参数矩阵(M')，以获得一世界座标三维模型；利用该第二移动参数矩阵(M')和该第七座标值(S')计算出该尺度测量矩阵(W)中之复数个精确度因子，并更新该些精确度因子和该尺度测量矩阵(W)；以及比较更新前之该些精确度因子之值和更新后之该些精确度因子之值之差值，若差值小于一预设阀值，则获得该世界座标三维模型之三维影像，若差值大于该预设阀值，则将已更新之该尺度测量矩阵(W)代回仿射重构之步骤，直至更新前之该些精确度因子之值和更新后之该些精确度因子之值之差值小于该预设阀值。