[发明专利]一种白内障手术显微镜下单目深度估计方法

说明书

本发明涉及一种白内障手术显微镜下单目深度估计方法，通过显微镜系统拍摄两张图像，通过对比计算获得第一张图像中准确的测试物点，再通过代价函数找到测试物点的匹配点，获得两个点之间的视差，从而计算出测试物点的深度。通过显微镜系统获得测试物点的平面坐标后，通过计算获得测试物点的深度，从而在手术的过程的位置转换为三维坐标，为自动手术提供位置的定位。

技术领域

本发明涉及计算机视觉领域，更具体地，涉及一种白内障手术显微镜下单目深度估计方法。

背景技术

单目深度估计方法，即通过拍摄工具获取的彩色图像预测出图像中各位置与拍摄工具之间的距离，即深度信息。但由于图像的视野单一，缺乏其他信息，因此难以准确得到深度信息。

现有的单目深度估计方法是通过在计算机上使用深卷积神经网络来实现的，但是对于手术场景来说，开放数据严重不足，无法准确得到深度信息，导致无法在白内障手术上实现深度估计。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题，提供一种白内障手术显微镜下单目深度估计方法，可准确得到深度信息。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种白内障手术显微镜下单目深度估计方法，包括以下步骤：

步骤一：使用显微镜摄像系统以a毫米垂直位移拍摄两幅图像；

步骤二：对每幅图像进行预处理，转换为具有灰度值的图像，并对第一幅图像进行角点检测，得到若干候选角点，并且得到角点的坐标；

步骤三：若干角点以各自为中心，R_j为半径，求出相对于角点的黑点和白点，并且黑点位于角点白色像素区域和白点位于角点的黑色区域，且黑点的像素灰度0.5且白点的像素灰度0.5，则该角点为测试物点P′_i，黑点和白点位置的计算公式如下：

其中，X_blacki和Y_blacki分别为黑点的坐标值，X_whitei和Y_whitei分别白点的坐标值，X_j和Y_j是以角点为中心，R_j为半径的范围内所有像素点的各自坐标，I为该点的灰度值，range为选取的半径最大值；X_i、Y_i分别为测试物点P′_i的坐标值；

步骤四：对第一幅图像P′_i向第二幅图像进行匹配，得到匹配点P″_i，P′_i和P″_i之间的的像素距离；

步骤五：测试物点的深度计算公式如下：

其中，r为测试物点P′_i与显微镜放大中心之间的距离，Δr为P′_i和P″_i之间的的像素距离，称为视差。

优选的，在第一幅图像的P′_i在第二幅图像中找到对应的P″_i后，对第二幅图像的P″_i向第一幅图像进行匹配。能够检测确认匹配的正确性。