[实用新型]关节镜图像标定工装

说明书

本实用新型提供了一种关节镜图像标定工装。该工装包括：内窥镜、内窥镜标定点、固定座及标定板底座，内窥镜固定在固定座上，标定板底座设置在固定座下方，且底部的内侧安装有标定板，内窥镜标定点同样固定在固定座上，并且与内窥镜之间的空间位置关系固定。本实用新型提供的关节镜图像标定工装，解决了关节镜图像标定过程中计算量大、标定过程复杂、标定精度差的难题。

技术领域

本实用新型涉及计算机视觉技术领域，特别是涉及一种关节镜图像标定工装。

背景技术

在基于图像的计算辅助手术中，尤其是关节镜手术，相机的位姿标定是必不可少的，然而开发出一种有效的医用关节镜标定方法是一项挑战性任务。原因有三：其一，标定结果必须精确，因为许多手术需要至少5毫米级的定位精度；其二，必须考虑到相机的强径向畸变；其三，最终的标定步骤简洁、标定速度快捷、标定精度和鲁棒性高，让非专业人士也可上手操作。现有的关节镜标定方法如下可示：

现有技术方案1(Barreto J P,Roquette J,Sturm P F,et al.Automatic CameraCalibration Applied to Medical Endoscopy[C]//British Machine VisionConference.DBLP,2009.)：对于内镜图像轮廓线及尖角的识别，将内镜图像转化成极坐标图像，寻找最佳的圆心位置及图像，使得极坐标图像的轮廓线最接近竖直直线，极坐标图像中距离圆心最远的点即为尖角。

现有技术方案2(张春燕,邹伟.一种鱼眼镜头标定板的设计、检测与排序方法[J].计算机工程与应用,2015,51(015):188-192.)：对于内参标定，采用鱼眼成像特点设计出一种适用于鱼眼标定的宽幅多特征圆标定板，基于该种圆点标定板，利用椭圆检测和参数拟合技术对其特征圆进行标定和计算。

现有技术方案3(Melo R,Barreto J P,Falcao G.A new solution for cameracalibration and real-time image distortion correction in medical endoscopy-initial technical evaluation.[J].IEEE Trans Biomed Eng,2012,59(3):634-644.)：对于内参标定，假设镜头畸变符合抛物面模型，采用单张图片进行标定。

现有技术方案4(Sturm P,P.Barreto.General Imaging Geometry forCentral Catadioptric Cameras[C]//European Conference on ComputerVision.Springer,Berlin,Heidelberg,2008.)：对于内参标定，假设镜头畸变符合球面模型，采用单张图片进行标定。

现有技术方案5(Yamaguchi T,Nakamoto M,Sato Y,Konishi K,Hashizume M,Sugano N,Yoshikawa H,Tamura S,Development of a camera model and calibrationprocedure for oblique-viewing endoscopes,Computer Aided Surgery,01Jan 2004,9(5):203-214)：对于外参标定，通过在镜头上安装驱动电机，驱动镜头转动的同时记录镜头的位姿即镜头中标定板的位置，拟合出镜头的外参。

现有技术方案1存在缺点是计算量巨大，必须使用并行计算法，否则无法达到实时性要求。

现有技术方案2存在缺点是需要采多张不同位置和角度的图片进行标定，费时费力。

现有技术方案3、4存在缺点是模型精度较差，导致关节镜标定精度较差。

现有技术方案5存在的缺点是标定过程复杂，需要安装电机并且结合运动进行标定，费时费力，在实际使用过程中难以推广。