[发明专利]基于主动立体显示技术的虚拟立体内窥镜显示方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于主动立体显示技术的虚拟立体内窥镜显示方法，特别是涉及一种虚拟立体内窥镜三维图像的生成和显示方法，可用于三维或者四维体数据的立体可视化方法。

背景技术

在计算机断层扫描(CT)和核磁共振(MR)等三维体数据成像技术日趋普及的今天，通过虚拟内窥镜成像技术来可视化医学三维体数据已经在临床上得到了广泛的应用。在虚拟内窥镜成像过程中，虚拟摄像机被放置在已获取的三维体数据空间中。虚拟摄像机可以移动或者旋转，并且可以通过调节虚拟摄像机的摄影参数来改变视野特性。可以通过在目标体数据中使用光线投射的方法来生成虚拟摄像机所拍摄到的图像。目前，可视化技术多使用二维平面的方法来实现。中国发明专利申请号：201110002617.3，名称为：医用图像处理装置，以及中国发明专利申请号：200710307178.0，名称为：交互式四维虚拟内窥镜检查术的方法和设备，提供了可视化三维或者四维体数据的可行方法。但是这些方法对空间体数据的可视化图像仍停留在二维状态，没有解决体数据的空间信息的表达问题，无法将三维医学图像的空间信息显示出来。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于主动立体显示技术的虚拟立体内窥镜显示方法，其针对用于虚拟内窥镜图像存在的不足，能更有效地表达体数据的空间信息，将三维或者四维体数据通过立体的方式进行可视化。

本发明的技术方案是这样实现的：基于主动立体显示技术的虚拟立体内窥镜显示方法，由计算机，主动立体视频输出卡，主动立体眼镜，立体监视器，主动立体眼镜信号控制器组成；其特征在于：系统包括虚拟立体内窥镜左右眼摄像机模型设定模块、虚拟立体内窥镜左右眼摄像机图像生成模块、以及虚拟立体内窥镜左右眼摄像机图像显示模块；首先通过虚拟立体内窥镜左右眼摄像机模型设定模块设定和调节虚拟立体内窥镜左右眼摄像机的内部参数和外部参数，其次，通过虚拟立体内窥镜左右眼摄像机图像生成模块根据用户设定的虚拟立体内窥镜左右眼摄像机的内部和外部参数来生成对应的虚拟摄像机图像；最后利用虚拟立体内窥镜左右眼摄像机图像显示模块的主动立体显示技术，将生成的虚拟立体内窥镜的左右眼摄像机图像显示在立体监视器上；

具体的实现步骤如下：

  1、首先设定虚拟立体内窥镜在体数据空间                                                中的位置和姿态；

2、在虚拟立体内窥镜所观察的体数据空间中设定参照坐标系为；

3、设定虚拟立体内窥镜的参照坐标系为；

4、由虚拟立体内窥镜左右眼摄像机模型设定模块的用户接口获得虚拟立体内窥镜左右眼摄像机的内部参数、两摄像机之间的相对位置和姿态、以及虚拟立体内窥镜在体数据空间的位置和姿态；

5、 根据虚拟立体内窥镜左右眼摄像机在坐标系的位置姿态信息、，由获得虚拟立体内窥镜左右眼摄像机在体数据空间中的位置姿态信息、；

6、在计算机中，用光线投射法生成虚拟立体内窥镜左右眼摄像机图像；

7、根据由用户接口获得的虚拟立体内窥镜左右眼摄像机的内部参数，设定摄像机的成像特性；

8、从虚拟立体内窥镜左右眼摄像机的光学中心出发，经过摄像机像平面上的每一个像素在体数据空间中投射一条光线，根据由用户接口获得的体数据的颜色和透明属性，来计算对应像素点的颜色和透明度，最终将计算得到的所有像素合成左右眼摄像机图像；

9、用主动立体显示技术实现虚拟立体内窥镜的左右眼摄像机图像显示；

10、 将生成的左右眼摄像机图像按左眼图像偏移量为、右眼图像偏移量为提交主动立体视频输出卡；

11、主动立体视频输出卡将获得的左右图像按时分方式发送给立体监视器，同时发送同步信号给主动立体眼镜信号控制器，控制主动立体眼镜的左右眼通道，将左右眼图像分别送入观察者的左右眼；

12、调节立体监视器立体成像的出屏距离；

13、通过用户接口改变左右眼图像在立体监视器上的偏移量为和，可调整左右眼图像中体数据中同一特征点在立体监视器上距离，从而调整人眼对立体像的舒适度以及立体成像的出屏距离。

本发明的积极效果是医学三维或者四维体数据能以立体影像的方式被可视化，能更加有效表达三维或者四维体数据的空间信息。通过本方法生成的立体虚拟内窥镜图像，能够让医生直接观察到兴趣对象的深度信息，可以更容易掌握兴趣对象的准确位置，从而提高诊查的准确性和手术的安全性。

附图说明