计算机辅助外科手术中被动式多眼定位器的研究与实现

摘要

计算机辅助外科手术中的三维定位系统用来确定手术中关键器械的空间位置,它的精确度、稳定性和跟踪速度是衡量跟踪效果的重要指标.该文在对计算机辅助外科手术中所用到的定位方法回顾的基础上,以提高系统的稳定性和跟踪速度为目的,建立了一种基于行动预测和特征跟踪的被动式多眼定位方法,主要在多眼定位方法的重建原理、多视角图象间的特征跟踪和预测、多眼定位器的DSP实现等方面进行了理论探索和实验研究.该文对计算机辅助外科手术中的被动式多眼定位器进行了系统而独立地研究,并提出了一些快速、实用的算法.这些理论和实践经验不仅在计算机辅助手术的定位器研究中很有用,而且在放射治疗的精确定位,主动视觉的参数规划和多视角图象分析等应用领域都有一定的参考价值.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1计算机辅助外科手术的概念

1.2计算机辅助外科手术中的立体定位器

1.2.1立体定位器的作用

1.2.2光学定位器的分类

1.3本研究的内容和意义

第2章多眼定位器中目标的辨识和三维重建方法的研究

2.1 引言

2.2目标识别和匹配

2.3基于射影不变量的目标识别

2.3.1共线四点的交比

2.3.2共面五点的不变量

2.3.3射影置换不变量

2.4摄像机模型

2.4.1坐标系，摄象机坐标系和世界坐标系

2.4.2线性摄象机模型(针孔模型)

2.5三维场景重建方法

2.5.1射影几何意义下的重建

2.5.2直接三维重建

2.6小结

第3章多眼定位器中的目标跟踪和运动估计

3.1引言

3.2光流

3.2.1速度场和光流

3.2.2光流

3.2.3光流的估算

3.3特征跟踪和运动估计

3.3.1特征跟踪算法

3.3.2运动估计

3.3.3算法框图

3.4小结

第4章DSP芯片在三维定位器中的应用

4.1引言

4.2 DSP系统的硬件构成

4.2.1 DSP芯片

4.2.2以通用DSP芯片为核心构成实时DSP子系统

4.2.3三维定位器中的DSP系统

4.3 DSP系统的软件优化

4.3.1使用内联函数

4.3.2数据类型考虑

4.3.3存储器相关性考虑

4.3.4用线性汇编优化核心代码

4.4小结

第5章结论和展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间正式发表的论文