結(jié)腸內(nèi)窺鏡視覺導(dǎo)航系統(tǒng)中光流尋徑算法的研究.pdf

1、智能化醫(yī)療設(shè)備和醫(yī)療機器人技術(shù)，是一個多學(xué)科交叉的熱門領(lǐng)域，其應(yīng)用的一個重要方面是無創(chuàng)微創(chuàng)外科手術(shù)（MIS），即利用人體的天生管腔或手術(shù)小孔來導(dǎo)入醫(yī)療器械或醫(yī)療機器人以實現(xiàn)對人體的檢測、診斷、治療和手術(shù)等。結(jié)腸內(nèi)窺鏡是診療結(jié)腸癌等疾病的重要手段，但目前手術(shù)操作存在某些不足，如穿孔、出血等。因此，利用機器人和計算機技術(shù)對結(jié)腸內(nèi)窺鏡診療設(shè)備進行智能化改造具有重要的研究意義和應(yīng)用前景。本文以克服內(nèi)窺鏡檢查穿孔、提高內(nèi)窺鏡智能化水平為目標(biāo)，研究

2、了結(jié)腸內(nèi)窺鏡視覺導(dǎo)航系統(tǒng)的光流尋徑算法，主要內(nèi)容如下：
　?。?）針對常用結(jié)腸內(nèi)窺鏡尋徑方法的優(yōu)缺點，研究了基于光流法的自主機器人避障系統(tǒng)，得出了將光流法與結(jié)腸內(nèi)窺鏡視覺導(dǎo)航系統(tǒng)相結(jié)合的基本思路。
　?。?）在傳統(tǒng)光流算法的基礎(chǔ)上，研究了一種改進的微分算法—稀疏LK光流法。分析了HS光流法、LK光流法、匹配法以及稀疏LK光流法，在MATLAB7.0軟件平臺上進行對比實驗，驗證了稀疏LK光流法在運行時間和結(jié)果精度上都要優(yōu)于另外

3、三種。
　?。?）考慮到稀疏 LK光流法在幀間運動較大時，容易光流丟失，導(dǎo)致效果較差，本文提出一種改進的稀疏LK光流法：金字塔LK稀疏光流法。通過分析比較，確定了3層金字塔LK稀疏光流法作為本文研究的主要算法。將改進的光流法與傳統(tǒng)的LK光流法進行了性能對比實驗，結(jié)果表明：金字塔LK稀疏光流法在計算間隔較大的幀間光流場時,計算結(jié)果精度較高，程序運行所消耗的時間也大大減少了。
　　（4）制定了基于光流法的平衡策略方案。針對原始平