[发明专利]一种结构光双目内窥镜

说明书

本发明公开了一种结构光双目内窥镜，包括工作镜管，以及设置于所述工作镜管内的投影光路和产生立体视差的成像光路；投影装置，通过所述投影光路向目标物投射结构光图形序列；图像处理器，将所述成像光路输出的至少两个具有立体视差的图像匹配生成所述目标物的三维光学图像和/或三维形貌图像；所述投影装置设置有图形存储缓冲器，用于存储生成所述结构光图形的位图序列；所述投影装置投射所述位图序列，在所述目标物上生成所述结构光图形序列。本发明通过投射结构光图形序列实现对目标物的主动立体视觉三维成像，对遮挡、弱纹理或存在重复纹理的区域识别度高，不易产生误匹配；实现对目标物形貌的高速三维形貌成像，便于实时诊断微小病变的形态。

技术领域

本发明属于内窥镜技术领域，具体地说，涉及一种结构光双目内窥镜。

背景技术

随着现在科技的不断发展，各个学科间的不断相互渗透，高清二维成像电子内窥镜通过获取人体内的高清光学图像已经成为了医学检查及治疗中必不可少的仪器之一。近年来具有立体可视化图像的高清三维成像电子内窥镜成为当前的市场热点。通过高清电子内窥镜获取成像清晰的三维图像，感知深度信息，可以有效提高医学诊疗过程的准确性。

现有三维成像电子内窥镜属于被动式双目立体视觉，其立体匹配算法包括全局和局域立体匹配算法：全局立体匹配算法匹配效果较好，但是计算效率较低、满足不了实时性的需求；局域立体匹配算法对于遮挡、弱纹理或存在重复纹理的区域较为敏感，容易产生误匹配，无法实时诊断中微小病变的形态。

申请号为CN201320890185.9的中国专利公开了一种应用于内窥镜的立体成像装置，属于图像获取设备技术领域，为解决现有内窥镜只能获得平面影像的问题，该装置由成像光学系统、成像装置、图像传输电路、图像处理单元和图像显示器组成；成像光学系统中的成像透镜组Ⅰ和成像透镜组Ⅱ的光轴交叉点c，成像透镜组Ⅰ和成像透镜组Ⅱ对观察对象不同角度的光束可同时成像为视差图像；成像装置中的成像传感器Ⅰ和成像传感器Ⅱ分别将成像透镜组Ⅰ和成像透镜组Ⅱ所成像的视差图像转换成图像信号，该图像信号传到图像传输电路。

申请号为CN201720463185.9的中国专利公开了一种结构光三维内窥镜装置，包括：内窥镜插入管包含传输结构光的光纤束，投影镜头，以及摄像模组。三个LED光源位于内窥镜插入管的外部，并通过透镜耦合照明光纤束的三个进口。光纤束三进一出，末端规则排列成光纤束矩形阵列，每三列为一个周期，其中，每个周期中不同列对应不同光源的光。摄像模组包含摄像物镜、用于采集图像的CMOS传感器和CMOS驱动电路。

申请号为CN201320890185.9的中国专利实现了内窥镜的被动式三维光学成像、但克服不了局域立体匹配算法对于遮挡、弱纹理或存在重复纹理的区域较为敏感，容易产生误匹配的弊病。

申请号为CN201720463185.9的中国专利有条件地实现了内窥镜的主动式条纹结构光三维形貌成像，但因其只能投射相移结构光条纹计算0～2π位相，位相展开算法可靠性低，无法对物体形貌突变处展开位相进行三维形貌成像，限制了实用范围。

虽然上述现有技术提出了关于内窥镜在三维立体视觉上的应用，但其原理是通过被动式的采集目标物上的特征点进行匹配成像，而特征点更多依赖所述目标物的表面形貌，即特征点的选取为随机，成像清晰度差。主动式条纹结构光实用性差无法满足对目标物表面三维形貌的测量的需求。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：针对现有内窥镜三维光学成像、三维形貌成像技术各自的不足，利用高速结构光投影技术，实现了内窥镜主动式的结构光双目内窥镜。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：一种结构光双目内窥镜，包括

工作镜管，以及设置于所述工作镜管内的投影光路和产生立体视差的成像光路；

投影装置，通过所述投影光路向目标物投射结构光图形序列；