[发明专利]基于光流获得组织腔体三维图像的处理方法

说明书

本公开描述了一种基于光流获得组织腔体三维图像的处理方法，其包括以下步骤：具有褶皱内壁的组织腔体内沿着第一方向针对组织腔体内的重建区域采集第一图像，并使胶囊内窥镜在组织腔体内沿着第二方向针对重建区域采集第二图像，第一方向与第二方向形成有夹角；计算重建区域在第一图像内的第一像素区域与重建区域在第二图像内与第一像素区域对应的第二像素区域的光流；在第一像素区域中提取包括多个特征点的第一特征点集，并基于第一特征点集和光流获得在第二像素区域中与第一特征点集对应的第二特征点集，特征点为组织腔体的内壁的像素点；基于第一特征点集和第二特征点集计算胶囊内窥镜的本质矩阵；并且基于本质矩阵进行三维图像重建。

技术领域

本公开涉及一种基于光流获得组织腔体三维图像的处理方法。

背景技术

目前，在对腔体进行病理诊断的过程中，常常通过观察腔体的内部结构来获取病理信息。然而对于例如胃部等封闭腔体，人们难以在腔体外侧进行观察，因此一般通过导入拍摄装置收集信息，并通过特征点法进行三维重建。

现有的特征点三维重建方法中，首先是分别提取两幅图像的特征点，然后对两幅图像的特征点进行一一配对，通过配对好的特征点对可以计算出两幅图像之间的相对位姿，从而计算出摄影装置的位置和姿态并根据摄影装置的位置和姿态进一步计算出腔体内壁的三维图像。

但是，现有的特征点三维重建方法，在纹理缺乏且相似度高的场景内效果并不令人满意。对于例如胃部等纹理少且纹理之间相似度高的腔体而言，所获得的图像容易受腔体内的光照影响，无法获取足够的特征点和准确的匹配关系。因此，使用传统特征点法进行的三维重建不适用于胃部等纹理少且纹理之间相似度高的腔体。

发明内容

本公开是鉴于上述现有技术的状况而提出的，其目的在于提供一种能够对纹理少且纹理之间相似度高的组织腔体(例如胃腔)的图像进行三维重建且提高该图像的特征点识别准确性的基于光流获得组织腔体三维图像的处理方法。

为此，本公开提供了一种基于光流获得组织腔体三维图像的处理方法，利用胶囊内窥镜在具有褶皱内壁的组织腔体内沿着第一方向针对所述组织腔体内的重建区域采集第一图像，并使所述胶囊内窥镜在组织腔体内沿着第二方向针对所述重建区域采集第二图像，所述第一方向与所述第二方向形成有夹角；计算所述重建区域在所述第一图像内的第一像素区域与所述重建区域在第二图像内与所述第一像素区域对应的第二像素区域的光流；在所述第一像素区域中提取包括多个特征点的第一特征点集，并基于所述第一特征点集和所述光流获得在所述第二像素区域中与所述第一特征点集对应的第二特征点集；基于所述第一特征点集和所述第二特征点集计算所述胶囊内窥镜的本质矩阵；并且基于所述本质矩阵计算所述第一像素区域和所述第二像素区域的各个像素点的空间坐标，获得点云并利用所述点云进行三维图像重建。

在这种情况下，能够准确地获取第一图像和第二图像之间的光流，并且能够根据光流在第一图像和第二图像中提取相对应的特征点，从而能够实现在纹理少、纹理之间相似度高且受光照影响严重的组织腔体内壁图像中提取足够的特征点以及准确的匹配关系，由此能够利用准确匹配的特征点完成组织腔体内壁的三维重建。

另外，在本公开所涉及的基于光流获得组织腔体三维图像的处理方法中，可选地，所述第一图像和所述第二图像由所述胶囊内窥镜连续采集获得，所述胶囊内窥镜为单目胶囊内窥镜，所述光流由所述胶囊内窥镜的运动而产生。在这种情况下，能够利用单目胶囊内窥镜的运动获得光流。

另外，在本公开所涉及的基于光流获得组织腔体三维图像的处理方法中，可选地，所述第一图像和所述第二图像为相邻帧的两幅图像，所述第一图像为当前帧的图像，所述第二图像为下一帧的图像。在这种情况下，能够减少胃腔蠕动对光流的影响。

另外，在本公开所涉及的基于光流获得组织腔体三维图像的处理方法中，可选地，所述多个特征点包括至少8个特征点。由此，能够提高本质矩阵的精确度。