在微創(chuàng)手術(shù)中,主刀醫(yī)生需要助理醫(yī)生手持內(nèi)窺鏡以獲取手術(shù)視野。一方面內(nèi)窺鏡傳輸?shù)亩S圖像缺少深度信息,醫(yī)生無法直觀地獲取良好的手術(shù)場景,另一方面助理醫(yī)生和主刀醫(yī)生協(xié)同動作的不一致會增加手術(shù)難度甚至引發(fā)安全事故。而隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域的手術(shù)機(jī)器人越來越普及,手術(shù)機(jī)器人可以代替醫(yī)生完成一些繁瑣耗體力的操作,減輕手術(shù)難度的同時提高手術(shù)的安全性。本文以機(jī)器人輔助微創(chuàng)手術(shù)為研究背景,搭建一套基于語音控制的手術(shù)機(jī)器人三維成像系統(tǒng),利用單目圖像序列恢復(fù)軟組織的三維結(jié)構(gòu)從而為醫(yī)生提供直觀的手術(shù)場景,同時提出了一種基于語音指令的手術(shù)機(jī)器人控制方法解決助理醫(yī)生與主刀醫(yī)生配合不協(xié)調(diào)的問題,在一定程度上提高手術(shù)的安全性。利用單目內(nèi)窺鏡采集的圖像序列恢復(fù)軟組織的三維模型是手術(shù)機(jī)器人三維成像系統(tǒng)的核心任務(wù)。本文利用單目相機(jī)從多個位置拍攝體外軟組織圖像,分析軟組織圖像特征信息并提出一種低分辨率特征篩選與級聯(lián)哈希搜索的圖像特征匹配策略,提高了特征匹配運算效率。在得到軟組織的三維點云模型后,本文進(jìn)一步實現(xiàn)了點云的稠密化和網(wǎng)格化處理,將無序的點云轉(zhuǎn)化成具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的表面網(wǎng)格模型。為了提高軟組織重建模型的真實...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人研究現(xiàn)狀
        1.2.2 基于圖像序列的三維重建研究現(xiàn)狀
        1.2.3 語音識別研究現(xiàn)狀
    1.3 國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述及簡析
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 基于圖像特征的三維成像系統(tǒng)概述
    2.1 引言
    2.2 三維成像系統(tǒng)總體方案設(shè)計
    2.3 稀疏點云重建相關(guān)理論研究
        2.3.1 圖像特征的提取
        2.3.2 圖像特征匹配
        2.3.3 相機(jī)模型
        2.3.4 對極幾何和基礎(chǔ)矩陣
        2.3.5 運動參數(shù)估計和本質(zhì)矩陣
        2.3.6 三角量測
    2.4 三維模型的表達(dá)方式
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于圖像序列的三維重建系統(tǒng)設(shè)計
    3.1 引言
    3.2 三維重建系統(tǒng)模塊設(shè)計
    3.3 稀疏點云重建
        3.3.1 圖像特征提取和匹配
        3.3.2 基于級聯(lián)哈希的圖像特征匹配算法
        3.3.3 特征軌跡三角化重建
    3.4 點云模型稠密化
    3.5 點云模型網(wǎng)格化
    3.6 紋理映射
        3.6.1 視圖選擇
        3.6.2 縫隙消除
    3.7 本章小結(jié)
第4章 基于混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的語音識別方法
    4.1 引言
    4.2 語音識別算法框架
    4.3 語音特征提取與端點檢測
    4.4 基于混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的語音識別模型
        4.4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述
        4.4.2 數(shù)據(jù)集獲取
        4.4.3 語音識別網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和損失函數(shù)
        4.4.4 網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過程和結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 手術(shù)機(jī)器人三維成像系統(tǒng)實驗
    5.1 引言
    5.2 三維重建系統(tǒng)實驗研究
        5.2.1 特征提取和匹配實驗
        5.2.2 三維重建實驗
    5.3 語音控制系統(tǒng)實驗
        5.3.1 實驗平臺的搭建
        5.3.2 基于混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的語音識別實驗
        5.3.3 機(jī)械臂語音控制實驗
    5.4 語音控制機(jī)械臂模式下的三維重建實驗
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3872903