[发明专利]一种基于摄像系统的消化道内物体测量方法

权利要求书

1.一种基于摄像系统的消化道内物体测量方法，其特征在于，所述测量方法包括：

模拟消化道内环境，进入摄像系统标定阶段；

控制摄像系统在不同位置进行拍摄以获得标定图像；

计算确定标定图像上任意像素的亮度与该像素在模拟消化道内的实际位置到摄像系统之间的深度距离z的关系，并记为：

其中，x和y为图像双轴坐标系上任意像素点的坐标；

计算确定标定图像上任意像素的比例尺r与该像素在模拟消化道内的实际位置到摄像系统之间的深度距离z的关系，比例尺为图像中的单位像素代表的实际长度，并记为：

r＝d(z) (2)；

所述标定阶段还包括：

获得模拟消化道上的光斑；

计算光斑的中心，并将光斑的中心记为标定点Q`；

获得标定图像上的光斑；

计算光斑的中心，并将光斑的中心记为成像点Q，所述成像点Q到标定图像中心之间的像素距离记为参考距离△q；

计算确定摄像系统与标定点Q`之间的深度距离z和参考距离△q的关系，并记为：

其中，a和b为摄像系统与标定点Q`之间的深度距离z和成像点Q到标定图像中心之间的参考距离△q之间的关系参数，a和b与图像的拍摄环境有关；

标定完成后进入测量阶段；

将摄像系统放入消化道内；

拍摄并获得至少一张检测图像；

获得检测图像上每个像素点的像素亮度；

根据公式(1)计算获得检测图像上每个像素点和摄像系统之间的深度距离z_i，并记为深度图像z(x,y)；

根据公式(2)和深度图像z(x,y)计算检测图像中每一像素点的比例尺r；

获得检测图像中每一像素点的像素坐标S_i，通过比例尺r计算获得检测图像中每一像素点的实际二维坐标S_i`；

整合获得每一像素点的实际三维坐标(S_i`，z(x,y))；

计算或测量图像中任意两像素点之间的距离或任意范围内的面积。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，步骤“拍摄并获得至少一张检测图像”还包括：

在至少一张检测图像上获取至少一个参考点P，该参考点P在消化道上的实际位置记为目标点P`；

步骤“根据公式(1)计算获得检测图像上每个像素点和摄像系统之间的深度距离z_i”还包括：

分别计算获得参考点P的像素坐标P_i；

分别计算获得目标点P`与摄像系统之间的深度距离z_i；

根据公式(1)和深度距离z_i获得检测图像上参考点P的预测亮度g^-1(z_i)；

将参考点P的预测亮度g^-1(z_i)和参考点P的实际像素亮度img(P_i)进行比较获得校正因子k_i，并记为：

获取所有参考点P的校正因子k_i的均值为

通过校正因子均值对检测图像中所有的像素点进行校准以获得每一像素点距离摄像系统的深度距离，并记为深度图像z(x,y)，其中：

3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，消化道具有若干个消化道区间，所述摄像系统形成有若干个曝光档位；步骤“获取所有参考点P的校正因子k_i的均值为”后，将校正因子均值按照不同曝光档位和不同消化道区间进行存储。

4.根据权利要求3所述的测量方法，其特征在于，在相同曝光档位和消化道区间获得两个或两个以上的校正因子均值后，对上述校正因子均值进行平均计算后再进行存储和更新。

5.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，

所述步骤“在至少一张检测图像上获取至少一个参考点P”包括：

获取检测图像上形成的光斑；

计算光斑的中心，并将光斑的中心记为参考点P，所述参考点P到图像中心之间的像素距离记为参考距离△p。