[发明专利]从单目内窥镜图像估计实时深度

权利要求书

1.一种微创手术系统(10)，包括：

内窥镜(20)，其用于在将所述内窥镜(20)推进到身体解剖区域内的目标位置时生成多个内窥镜视频帧(22)，所述内窥镜视频帧(22)图示了所述解剖区域的单目内窥镜图像；以及

内窥镜手术控制单元(30)，其与所述内窥镜(20)通信，以在将所述内窥镜(20)推进到所述目标位置时接收所述内窥镜视频帧(22)，

其中，所述内窥镜手术控制单元(30)能够用于根据所述解剖区域的所述单目内窥镜图像的帧时间序列内的至少一个像点的光流来估计景深(36)，所述景深指示所述解剖区域的所述单目内窥镜图像内的对象的深度。

2.根据权利要求1所述的微创手术系统(10)，其中，所述内窥镜手术控制单元(30)还能够用于生成表示景深估计的深度图显示(37)。

3.根据权利要求1所述的微创手术系统(10)，其中，所述内窥镜手术控制单元(30)还能够用于根据所述景深估计将所述单目内窥镜图像与所述身体解剖区域的手术前图像配准。

4.根据权利要求1所述的微创手术系统(10)，其中，所述内窥镜手术控制单元(30)还能够用于在手术前规划所述内窥镜(20)到达所述解剖区域内的所述目标位置的运动学路径(21)。

5.根据权利要求1所述的微创手术系统(10)，其中，所述内窥镜手术控制单元(30)还能够用于在将所述内窥镜(20)推进到所述解剖区域内的所述目标位置时跟踪所述内窥镜(20)在所述解剖区域内的位置。

6.根据权利要求5所述的微创手术系统(10)，其中，生成所述解剖区域的所述单目内窥镜图像的帧时间序列内的所述至少一个像点的所述光流包括跟踪所述内窥镜(20)在所述解剖区域内的位置。

7.根据权利要求1所述的微创手术系统(10)，其中，所述内窥镜(20)是包括支气管窥镜和嵌套插管的组中的一个。

8.一种内窥镜手术方法，包括：

将内窥镜(20)推进到身体解剖区域内的目标位置；

在将所述内窥镜(20)推进到所述目标位置时生成多个内窥镜视频帧(22)，所述内窥镜视频帧(22)图示了所述解剖区域的单目内窥镜图像；

(S41)确定所述解剖区域的所述单目内窥镜图像的帧时间序列内的至少一个像点的光流；以及

(S42)根据所述至少一个像点的所述光流来估计指示所述单目内窥镜图像内对象的深度的景深。

9.根据权利要求8所述的内窥镜手术方法，其中，确定所述光流包括：

(S51)生成包括多个矢量的矢量场，每个矢量指示所述帧时间序列内的像点之一的运动。

10.根据权利要求9所述的内窥镜手术方法，其中，估计所述景深包括：

(S52)识别所述矢量场内的扩展焦点；以及

(S53)根据每个像点与所述扩展焦点的距离计算针对每个像点的深度点。

11.根据权利要求9所述的内窥镜手术方法，其中，估计所述景深包括：

(S53)根据所述矢量场中每个矢量的幅度计算针对每个像点的深度点。

12.根据权利要求9所述的内窥镜手术方法，其中，估计所述景深包括：

(S53)根据所述矢量场中每个矢量的速度计算针对像点的深度点。

13.根据权利要求9所述的内窥镜手术方法，其中，估计所述景深包括：

(S82)根据所述矢量场计算投影矩阵。

14.根据权利要求13所述的内窥镜手术方法，其中，估计所述景深包括：

(S83)根据所述投影矩阵的投影元的几何三角测量来计算针对每个像点的深度点。

15.根据权利要求8所述的内窥镜手术方法，还包括：

(S43)显示表示所述景深估计的深度图(37)。