發(fā)布時(shí)間：2022-01-08 11:51

　　隨著三維立體測量技術(shù)的迅速發(fā)展,對物體表面進(jìn)行三維重建已經(jīng)成為機(jī)器視覺各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域當(dāng)中的熱門研究方向。三維立體測量內(nèi)窺鏡可以提供體內(nèi)組織的深度圖像,重建體內(nèi)組織的形態(tài)特征,為醫(yī)生的操作提供了指導(dǎo),提高了手術(shù)成功率。本文圍繞三維測量內(nèi)窺鏡展開,目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對物體的三維測量。主要工作包括三維測量內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的設(shè)計(jì),對影響測量精度因素的仿真,設(shè)計(jì)物體的相位誤差補(bǔ)償算法,對實(shí)際物體進(jìn)行三維測量等四個(gè)方面。首先,針對實(shí)際內(nèi)窺鏡系統(tǒng)需要小型化和實(shí)時(shí)性這一特點(diǎn),設(shè)計(jì)出了基于光纖有序排列的相位結(jié)構(gòu)光。光纖束三進(jìn)一出,每個(gè)光纖束入口被一個(gè)LED光源進(jìn)行照明,通過控制LED光源的分時(shí)開啟和關(guān)閉,產(chǎn)生需要的相位結(jié)構(gòu)光。光源和光纖束通過透鏡耦合,仿真并確定球狀透鏡參數(shù),透鏡與光源和光纖束的距離,從而提高光纖束的耦合效率,并使出射光照均勻。對成像鏡頭進(jìn)行標(biāo)定,根據(jù)標(biāo)定的相機(jī)參數(shù)對圖像進(jìn)行去畸變操作,以減小后續(xù)相位計(jì)算的誤差。設(shè)計(jì)CMOS驅(qū)動電路的編碼方式,實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖像信號的長距離傳輸。根據(jù)系統(tǒng)對光纖模塊,光源模塊,鏡頭組模塊的設(shè)計(jì),搭建出實(shí)際的三維測量內(nèi)窺鏡實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),得到實(shí)際結(jié)構(gòu)光圖像,并對結(jié)構(gòu)光圖像的特征進(jìn)行分析... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３德布魯因結(jié)構(gòu)光條紋??

描組織表面的激光條紋，并解決了條紋的匹配問題［１７１。Ｍａｕｒｉｃｅ?（２０１２）利用１０ｍｍ雙通道??腹腔鏡建立了一個(gè)可視化的結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)，他們設(shè)計(jì)了基于特殊圖像的結(jié)構(gòu)光條紋，并對豬??體內(nèi)２５個(gè)圖像進(jìn)行三維重建，得到了很好的實(shí)驗(yàn)效果［１８］。圖１．２所示為分別利用顏色和??灰度進(jìn)行編碼的結(jié)構(gòu)光條紋。??圖１．２基于顏色和灰度結(jié)構(gòu)光條紋??德布魯因序列是由長度個(gè)數(shù)為ｋ，元素種類數(shù)為ｎ的元素組成的序列，其中每個(gè)子序??列出現(xiàn)且僅出現(xiàn)一次，子序列模式總次數(shù)為ｋ”．例如當(dāng)ｎ＝３，ｋ＝２時(shí)，共有８個(gè)子序列模式，??子序列模式分別為０００，００１，０１０，０１１，１００，１０１，１１０，１１１。圖１．３展示了由紅綠藍(lán)三種顏色，??每種顏色五個(gè)長度組成的德布魯因序列圖（ｋ＝５，ｎ＝３），因此共有１２５種編碼模式＂＇Ｒｅｉｔｅｒ??（２０１４）等人利用德布魯因序列編碼結(jié)構(gòu)光，并在體外對人體組織進(jìn)行三維重建，重建準(zhǔn)??確度很高［２°］。??＾■■■１１?ＩＩＩ?ＩＭ?■?Ｉ?Ｈｉｌｌ?ｌｌｌｌｌｌｌｌ??＜ｉ?國｜｜?ＩＩＩ?■?■?＿ＩＨＩＩ?丨■■?■■?ｌｌ＿?■?■??４ＨＭＩＩＩ刪ＩＩＩＩＭＩ?ｔｔ鮞》機(jī)《??＿＿??圖１．３德布魯因結(jié)構(gòu)光條紋??４??

題組又利用顏色對結(jié)構(gòu)光進(jìn)行編碼，新的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)也可用于對動態(tài)物體的測量上。深圳大??學(xué)和山東大學(xué)聯(lián)合課題組（２０１６）設(shè)計(jì)了利用激光的方向和相位進(jìn)行編碼的結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)，??如圖１．５所示，該系統(tǒng)具有很高的三維成像質(zhì)量，可以實(shí)現(xiàn)多方向，高動態(tài)的三維成像［２７］。??５??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種光照不均勻圖像的恢復(fù)增強(qiáng)方法[J]. 程培英,沈會良.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2008(10)
[2]單目視覺測量技術(shù)研究[J]. 黃桂平,李廣云,王保豐,葉聲華.  計(jì)量學(xué)報(bào). 2004(04)
[3]基于三坐標(biāo)測量儀的雙目視覺測量方案及其數(shù)據(jù)分析[J]. 張學(xué)昌,高學(xué)敏,邵建敏,方毅.  工具技術(shù). 2004(06)

博士論文
[1]基于彩色編碼的結(jié)構(gòu)光動態(tài)三維測量及重構(gòu)技術(shù)研究[D]. 韋爭亮.清華大學(xué) 2009

碩士論文
[1]基于線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器的三維表面測量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊建華.廣東工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：3576508