[发明专利]点对匹配方法、装置、电子设备和存储介质

说明书

本申请涉及一种点对匹配方法、装置、电子设备和存储介质，该方法包括：获取对应于第一坐标系的模板文件；模板文件包括基于第一坐标系中标记点的几何特征得到的初始特征描述集；基于第二坐标系中目标点的几何特征构建目标点对应的目标特征描述集；根据初始特征描述集和目标特征描述集对标记点与目标点进行相似性计算，根据相似性计算结果进行点对匹配。通过本申请，无需引入其他测量仪器，无需人工选取或控制对应标记点，方便基于成品的光学导航系统仪器进行点对匹配。

技术领域

本申请涉及手术导航技术领域，特别是涉及一种点对匹配方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术

手术导航技术是结合了计算机技术、立体定向技术和图像处理技术等多门学科综合发展的产物。手术导航技术以术前医学影像数据为基础，在术中引导外科医生进行手术。其中，手术注册是导航系统得以依据术前图像进行导航的一个重要环节，注册的精度直接影响整个手术的精确度。其中，采用光学导航系统的光学定位法定位精度高、使用方便，是当前手术导航的常用方法。

通常，光学导航系统由双目视觉系统和图像工作站组成，在利用双目视觉系统立体定位中，两相机产生的图像点需有正确的特征点匹配才能得到正确被定位的三维空间坐标。然而，如图1所示，一方面在特征点匹配过程中如果出现匹配对的多义性，即当左右两视图上的特征点相似，且多个特征点位于同一极线上，则会出现一对多的匹配情况，无法确定相应特征点的位置，导致图中所示的伪点出现。另一方面，当对特殊波段进行拍摄，如近红外、蓝光、特定波段可见光等进行拍摄定位时，发射或反射近似波段的物体有可能会被导航设备识别，影响实际被定位跟踪的标记点的定位，进而影响了手术注册的精度。

针对干扰点和伪点的滤除问题，现有技术存在多种处理方式：

(1)对于仪器内部算法层，通常利用极平面与光线向量之间的关系进行初始匹配，并结合伪点的突变特性实现自动去除伪匹配，但这需要结合双目相机本身的内外参数进行计算，不适于整机封装的双目导航定位系统。且其中的伪点突变适合在标记点数较少的情况，在使用的实际标记点较多时因相互影响更为复杂，效果不可靠。也有在相机的图像处理中，通过阈值选择、估算基础矩阵等手段剔除伪匹配对，从而达到伪点滤除的目的。该方法基于仪器内部的算法的方式，需结合仪器内部的参数及图像数据进行读出及写入，不适于成品整机仪器的方式。

(2)在仪器构型上，通过增加额外相机或旋转其中一个相机来实现去除。然而该方法需在仪器构型上添加或改变仪器的形态，不适于结构固定的双目形式。

(3)在仪器整机应用层，通过控制采用主动发光器件的发光顺序、发光二极管集成方式、发光时间等单独或组合应用来避免伪点出现。该方法需要控制标记点发光时序与相机拍摄时序同步，不利于成品整机仪器的筛除。

此外，在实际操作中有的通过人工方式去除伪点，即认为遮挡某些点来进行，但会增加仪器使用繁琐度，不适于仪器的便捷使用。

发明内容

本申请实施例提供了一种点对匹配方法、装置、电子设备和存储介质，以至少解决相关技术中光学导航系统的伪点滤除方式繁琐的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种点对匹配方法，包括：

获取对应于第一坐标系的模板文件；所述模板文件包括基于第一坐标系中标记点的几何特征得到的初始特征描述集；

基于第二坐标系中目标点的几何特征构建所述目标点对应的目标特征描述集；

根据所述初始特征描述集和所述目标特征描述集对所述标记点与所述目标点进行相似性计算，根据相似性计算结果进行点对匹配。

在其中一些实施例中，初始特征描述集和所述目标特征描述集包括以下至少之一：

点与点之间的距离集合；

点与点之间的角度集合；