[发明专利]一种胶囊内镜图像三维重建方法及系统

权利要求书

1.一种胶囊内镜图像三维重建方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，对胶囊内镜的单目相机进行标定，获取相机内、外参数；

S2，选取单目相机拍摄的图片序列，对所述图片序列进行校正，具体校正方法为：

S21，对获取的图片进行边界填充；

其中，d(x,y)是填充后的图像，f(x,y)为原图像，w为原图像的宽度，h为原图像的高度，Δx是x方向上填充的宽度，Δy是y方向上填充的高度，填充后的图像宽高变为Δx+w，Δy+h；

S22，在0至1之间设置多个校正系数σ，根据所述校正系数生成多个相机校正内参K'＝σ*K，

其中K'为校正后的相机内参；

S23，根据相机外参和不同校正系数下的相机校正内参，求出边界填充后图像对应原图的每个像素的非线性畸变坐标映射矩阵M_P1,M_P2…M_P9,M_P10，……，M_pq,根据所述畸变坐标映射矩阵进行校正，公式如下：dst(x_i,y_i)＝src(d(M(x_i,y_i)))，

其中：dst(x_i,y_i)是目标图像，即重映射的结果；src(d(M(x_i,y_i)))是源图像；

利用得到的畸变坐标映射矩阵进行灰度校正，使用双线性差值算法求解校正后的图像像素值，具体的算法公式如下：

d(M(x_i,y_i))＝(1-Δx)(1-Δy)M(x_i,y_i)+Δy(1-Δx)M(x_i,y_i+1)+Δx(1-Δy)M(x_i+1,y_i)+ΔxΔyM(x_i+1,y_i+1)

式中Δx和Δy分别是校正后图像映射到原图中的x和y方向上的小数部分，通过双线性插值方法完成图像最后的图像校正；

非线性畸变坐标映射矩阵为

其中，所述q为校正系数的个数，也即坐标映射矩阵的个数，i为正数且1≤i≤q，size为校正图像的大小，H为映射矩阵，K'_i为对应第i个校正系数的校正后的相机内参；

畸变坐标映射矩阵求取方法具体为：将填充后图像中的每一个像素点坐标转换到摄像机坐标系,并归一化得到Z＝1平面下的三维坐标(x',y',1)，其中T为平移向量，

求出平面模型下像素点对应鱼眼半球模型下的极坐标，利用求出的极坐标值将三维坐标点重投影到二维图像平面得到(m_x,m_y)即为目标图像对应的像素点坐标，

M_pi＝M(x_i,y_i)＝(m_xi,m_yi)，

其中f_x，f_y为焦距，c_x，c_y为图像的中心点坐标；

S3，检测校正后图像的特征点；

S4，对步骤S3获得的特征点进行匹配并跟踪，形成特征点轨迹；

S5，图像摄影重建；

S6，对步骤S5处理后的图像进行三维重建。