[发明专利]数字立体显微系统的虚拟标尺方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及数字立体显微图像技术领域，特别是涉及一种数字立体显微系统的虚拟标尺方法，以及一种数字立体显微系统的虚拟标尺系统。

背景技术

目前的3D数字显微系统在传统体式显微镜上安装分光器，将显微镜采集的光学信号分出两路，通过工业相机上的CCD或CMOS感光元件将分光器分出的光学信号转为数字信号，再通过工业相机上数据接口将图像数据传输到计算机或监视器上，从而使观察者摆脱对光学目镜的束缚。3D数字显微系统具有两个并排的成像元器件，通过在不同的视角实时采集被观察物体，将得到的双目图像经过处理后，可以产生3D图像，形成立体视觉。

虽然3D数字显微系统能够实现3D立体效果，提供高清晰度的三维空间图像，但传统的3D数字显微系统无法实现3D图像中物体相对位置的精确测量。而在手术过程中，手术器械位置的深浅非常重要，只能通过操作者观察3D图像通过经验来感知其深度，手术过程的安全性和可靠性不高，因此亟需能够精确确定3D数字显微图像中手术器械的深度，为数字立体显微系统提供虚拟标尺的技术。

发明内容

基于此，本发明提供一种3D数字显微图像中手术器械深度的确定方法和系统，能够精确确定显微系统中手术器械的深度，为数字立体显微系统提供一虚拟标尺，有效提高手术过程的安全性和可靠性。

一种数字立体显微系统的虚拟标尺方法，包括如下步骤：

获取显微系统的景深阈值区间；

通过追踪算法追踪3D图像中第一路图像中的手术器械，得到第一路图像的手术器械区域；

以所述第一路图像的手术器械区域为模板，对第二路图像进行相似度判断，得到与所述第一路图像的手术器械区域相似度最高的第二路图像的手术器械区域；

根据所述第一路图像的手术器械区域和所述第二路图像的手术器械区域，确定所述手术器械的视差，再根据所述视差确定所述手术器械距离显微镜物镜的深度；

若所述深度在所述景深阈值区间内，则标示所述深度。

一种数字立体显微系统的虚拟标尺系统，包括获取模块、追踪模块、判断模块、深度模块和标示模块；

所述获取模块用于确定显微系统的景深阈值区间；

所述追踪模块用于通过追踪算法追踪3D图像中第一路图像中的手术器械，得到第一路图像的手术器械区域；

所述判断模块用于以所述第一路图像的手术器械区域为模板，对第二路图像进行相似度判断，得到与所述第一路图像的手术器械区域相似度最高的第二路图像的手术器械区域；

所述深度模块用于根据第一路图像的手术器械区域和第二路图像的手术器械区域，确定手术器械的视差，再根据所述视差确定所述手术器械距离显微镜物镜的深度；

所述标示模块用于获取所述显微系统的景深阈值区间，若所述深度在所述景深阈值区间内，则标示所述深度。

上述数字立体显微系统的虚拟标尺方法和系统，为了提高手术操作的准确性，在使用追踪算法追踪到其中一路图像中的手术器械的基础上，再通过模板匹配确定另一路图像中手术器械的位置，根据两路图像中手术器械的位置的坐标差确定手术器械的深度并标示，为数字立体显微系统提供一虚拟标尺，能定量地提醒操作者手术器械的所在位置，提高手术过程的安全性，从而协助操作者完成手术；本发明通过提供深度信息大大提高了手术过程的可靠性和精确度，同时最大可能的简化手术过程的复杂性，减少操作者的工作量；本发明能自动跟踪手术器械，深度值结果精确；另外本发明也能用于教学过程中对手术器械深度的定量提示，有利于学生快速掌握手术器械的操作。

附图说明

图1为本发明数字立体显微系统的虚拟标尺方法在一实施例中的流程示意图。

图2为本发明数字立体显微系统的虚拟标尺系统在一实施例中的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，是本发明数字立体显微系统的虚拟标尺方法在一实施例中的流程示意图，包括：

S11、获取显微系统的景深阈值区间；

3D图像的成像原理是由两路摄像设备分别对同一个物体进行拍摄，得到的两路重叠率较高的左图和右图，再将左图和右图进行处理后生成该3D图像，本发明中所指的第一路图像和第二路图像即为构成所述3D图像的左图和右图，利用本发明对3D图像进行处理时，当第一路图像指代左图时，则第二路图像指代右图；当第一路图像指代右图时，则第二路图像指代左图。