基于双目视觉的立体视频影像成像方法、系统与流程

本发明属于x射线，尤其涉及一种基于双目视觉的立体视频影像成像方法、系统。

背景技术：

1、由于人体或动物体的各种组织、器官在密度、厚度等方面存在差异，对投照在其上的x射线的吸收量各不相同，从而使透过人体或动物体的x射线强度分布发生变化并携带人体或动物体信息，最终形成x射线信息影像。基于此，人们先后研发出了二维的胶片x射线成像技术、计算机x线摄影术（英文computed radiography，简称cr）和数字x射线成像技术（英文digital radiography，简称dr），以及计算机断层成像技术（英文computed tomography，简称ct）。并已将x射线成像技术应用于骨科的整骨、复位、打钉，取体内异物、心导管、植入起搏器、介入治疗、造影术等手术中，以及安检、质量检测等工业领域。

2、在上述成像技术中，由于dr具有成像设备结构较简单，体积相对较小，辐射较小且成本较低等优点，所以使用最广泛的是dr。然而dr的实质是进行二维投影成像，dr得到的影像是组织结构的叠加图像，容易受到待成像物体内部不同厚度处组织结构的干扰、或者外部物质的干扰，成像可用信息少，对手术、治疗以及工业检测等能起到的作用也不大。ct虽然能够形成待成像物体的多个切片影像，以展示待成像物内部的更多结构信息，但是由于ct成像设备体积大、成像速度慢且成像时需要围绕待成像物进行多次扫描，以及辐射大、成本高等缺点，使其适用场景大大受限，一般只用于较复杂部位的病变诊断，而手术、治疗等过程ct无法参与。

3、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现思路

1、申请人发现，现有ct成像技术、dr成像技术等对病变部位检查、手术治疗、工业检测等存在较多问题，比如：成像可用信息较多的辐射大、成本高、使用限制多，辐射较少的成像可用信息少等。这些问题使得x射线成像技术在病变部位检查、治疗，或者工业检测等的应用效果有限，尤其是在介入手术、工业品内部结构微调等，既需要给操作人员留出足够的操作空间，又需要在尽量减小创口或工业品开口的前提下，深入人体、动物体或物体体内的特定位置，进行一系列操作的应用场景中，ct成像技术和dr成像技术都不能满足使用需求。

2、为了解决上述技术问题，本技术旨在提出一种基于双目视觉的立体视频影像成像方法、系统，通过将立体视觉成像技术和减影成像技术结合应用于连续的数字x射线影像中，形成连续的立体减影影像，各立体减影影像中显示的信息可根据需要调整，增强需要显示的部分，剔除不需要的部分，同时，形成的立体减影影像还带有物体的部分三维结构信息；需要显示组织/成分的信息与介入工具在物体内部的位置、介入工具在物体内部行进的路线等，足以满足大多数病变部位检查、手术治疗、工业检测等的需求，并且，需要的曝光次数少、对应成像结构简单，成本更低，适用性更高。

3、本发明的技术方案如下：

4、本发明的一个方面，提供了一种基于双目视觉的立体视频影像成像方法，包括以下步骤：

5、获取符合人眼立体视觉效果的多组连续的高低能双目x射线影像；所述高低能双目x射线影像包括，与第一位置对应的高、低能影像，和与第二位置对应的高、低能影像；所述第一位置与所述第二位置间的距离符合人眼立体视觉效果；

6、对各组所述高低能双目x射线影像进行双目视觉成像处理和减影成像处理，得到连续的立体减影影像。

7、进一步地，本发明提供的基于双目视觉的立体视频影像成像方法，对所述高低能双目x射线影像进行双目视觉成像处理和减影成像处理，包括：

8、对所述高低能双目x射线影像进行双目视觉成像处理，得到预处理高低能立体影像；对所述预处理高低能立体影像进行减影成像处理，得到所述立体减影影像；

9、或者，对所述高低能双目x射线影像进行减影成像处理，得到预处理减影影像；对所述预处理减影影像进行双目视觉成像处理，得到所述立体减影影像。

10、进一步地，本发明提供的基于双目视觉的立体视频影像成像方法，当所述立体减影影像预设有目标类型时，对所述高低能双目x射线影像进行双目视觉成像处理和减影成像处理，包括：

11、将经过双目视觉成像处理和减影成像处理得到的所述立体减影影像作为预处理立体减影；

12、根据所述目标类型，从所述预处理立体减影影像中选择对应类型的立体减影影像，得到目标类型立体减影影像；

13、或者，对所述高低能双目x射线影像进行减影成像处理，得到预处理减影影像；根据所述目标类型，从所述预处理减影影像中选择对应类型的目标预处理减影影像；对所述目标预处理减影影像进行双目视觉成像处理，得到目标类型立体减影影像。

14、进一步地，本发明提供的基于双目视觉的立体视频影像成像方法，在第一位置处设置第一成像机构，在第二位置处设置第二成像机构；所述获取符合人眼立体视觉效果的多组连续的高低能双目x射线影像，具体包括：

15、用所述第一成像机构对待成像物进行高能和低能成像，得到第一高能影像、第一低能影像；

16、用所述第二成像机构对所述待成像物进行高能和低能成像，得到第二高能影像、第二低能影像；

17、重复上述步骤，获取多组所述第一高能影像和所述第一低能影像，以及所述第二高能影像和所述第二低能影像；

18、或者，

19、用所述第一成像机构和所述第二成像机构分别对待成像物进行高能成像，得到第三高能影像和第四高能影像；

20、用所述第一成像机构和所述第二成像机构分别对所述待成像物进行低能成像，得到第三低能影像和第四低能影像；

21、重复上述步骤，获取多组所述第三高能影像和所述第四高能影像，以及所述第三低能影像和所述第四低能影像。

22、进一步地，本发明提供的基于双目视觉的立体视频影像成像方法，当所述高低能双目x射线影像包括所述第一高能影像和所述第一低能影像，以及，所述第二高能影像和所述第二低能影像时，

23、所述对各组所述高低能双目x射线影像进行双目视觉成像处理和减影成像处理，得到连续的立体减影影像，具体包括：

24、对所述第一高能影像和所述第一低能影像进行双能减影处理，得到第一减影影像；

25、对所述第二高能影像和所述第二低能影像进行双能减影处理，得到第二减影影像；

26、依各组所述高低能双目x射影像成像的先后顺序，对各组所述高低能双目x射影像对应的所述第一减影影像和所述第二减影影像分别进行双目视觉成像处理，得到连续的所述立体减影影像；

27、或者，对当前组所述高低能双目x射影像中的所述第一减影影像和前一组所述高低能双目x射影像中的所述第二减影影像进行双目视觉成像处理，得到交叉组立体减影影像；对当前组所述高低能双目x射影像中的所述第一减影影像和所述第二减影影像进行双目视觉成像处理，得到当前组立体减影影像；根据各组所述高低能双目x射线影像成像的先后顺序，重复上述获得交叉组立体减影影像和当前组立体减影影像的步骤，得到连续的所述立体减影影像。

28、进一步地，本发明提供的基于双目视觉的立体视频影像成像方法，当所述高低能双目x射线影像包括所述第三高能影像和所述第四高能影像，以及所述第三低能影像和所述第四低能影像时，

29、所述对各组所述高低能双目x射线影像进行双目视觉成像处理和减影成像处理，得到连续的立体减影影像，具体包括：

30、对所述第三高能影像和所述第四高能影像进行双目视觉成像处理，得到第一高能立体影像；

31、对所述第三低能影像和所述第四低能影像进行双目视觉成像处理，得到第一低能立体影像；

32、依各组所述高低能双目x射影像成像的先后顺序，对各组所述高低能双目x射影像对应的所述第一高能立体影像和所述第一低能立体影像进行双能减影处理，得到连续的所述立体减影影像；

33、或者，对当前组所述高低能双目x射线影像中的所述第一高能立体影像和前一组所述高低能双目x射线影像中第一低能立体影像进行双能减影处理，得到交叉组立体减影影像；对当前组所述高低能双目x射线影像中的所述第一高能立体影像和所述第一低能立体影像进行双能减影处理，得到当前组立体减影影像；根据各组所述高低能双目x射线影像成像的先后顺序，重复上述获得交叉组立体减影影像和当前组立体减影影像的步骤，得到连续的所述立体减影影像。

34、进一步地，本发明提供的基于双目视觉的立体视频影像成像方法，所述立体减影影像包括骨组织立体影像和软组织立体影像；所述目标类型包括骨组织立体影像或软组织立体影像。

35、进一步地，本发明提供的基于双目视觉的立体视频影像成像方法，还包括以下步骤：

36、根据当前组中所述立体减影影像或所述目标类型立体减影影像的亮度，确定下一组所述高低能双目x射线影像的曝光参数；或者，根据第一位置对应的高、低能影像的亮度，和/或，第二位置对应的高、低能影像的亮度，确定下一组所述高低能双目x射线影像的曝光参数；

37、将曝光参数发送至所述第一成像机构和/或所述第二成像机构。

38、进一步地，本发明提供的基于双目视觉的立体视频影像成像方法，还包括：

39、根据当前组中预设参照物在所述立体减影影像中所处的位置，确定成像机构移动参数；

40、将所述成像机构移动参数发送至所述第一成像机构和/或所述第二成像机构；

41、所述第一成像机构和/或所述第二成像机构根据所述成像机构移动参数，调整其与所述待成像物之间的相对位置。

42、本发明的另一方面，提供了一种基于双目视觉的立体视频影像成像系统，包括：

43、高低能双目x射线成像机构，用于获取符合人眼立体视觉效果的多组连续的高低能双目x射线影像；所述高低能双目x射线影像包括，与第一位置对应的高、低能影像，和与第二位置对应的高、低能影像；所述第一位置与所述第二位置间的距离符合人眼立体视觉效果；

44、立体成像控制器；用于对各组所述高低能双目x射线影像进行双目视觉成像处理和减影成像处理，得到连续的立体减影影像。

45、进一步地，本发明提供的基于双目视觉的立体视频影像成像系统，所述高低能双目x射线成像机构包括设置于第一位置处的第一成像机构，和设置在第二位置处的第二成像机构；所述第一成像机构和所述第二成像机构均用于对待成像物进行高能成像和低能成像。

46、进一步地，本发明提供的基于双目视觉的立体视频影像成像系统，所述立体成像控制器，

47、用于对所述高低能双目x射线影像进行双目视觉成像处理，得到预处理高低能立体影像；对所述预处理高低能立体影像进行减影成像处理，得到所述立体减影影像；

48、或者，用于对所述高低能双目x射线影像进行减影成像处理，得到预处理减影影像；对所述预处理减影影像进行双目视觉成像处理，得到所述立体减影影像；

49、或者，用于接收预设的立体减影影像的目标类型，将经过双目视觉成像处理和减影成像处理得到的所述立体减影影像作为预处理立体减影影像；根据所述目标类型，从所述预处理立体减影影像中选择对应类型的立体减影影像，得到目标类型立体减影影像；

50、或者，用于接收预设的立体减影影像的目标类型；对所述高低能双目x射线影像进行减影成像处理，得到预处理减影影像；根据所述目标类型，从所述预处理减影影像中选择对应类型的目标预处理减影影像；对所述目标预处理减影影像进行双目视觉成像处理，得到目标类型立体减影影像。

51、进一步地，本发明提供的基于双目视觉的立体视频影像成像系统，还包括动态影像亮度调整控制器，用于根据当前组中所述立体减影影像或所述目标类型立体减影影像的亮度，确定下一组所述高低能双目x射线影像的曝光参数；将曝光参数发送至所述第一成像机构和/或所述第二成像机构。

52、本发明提供的基于双目视觉的立体视频影像成像方法、系统，采用包括以下步骤：获取符合人眼立体视觉效果的多组连续的高低能双目x射线影像；所述高低能双目x射线影像包括，与第一位置对应的高、低能影像，和与第二位置对应的高、低能影像；所述第一位置与所述第二位置间的距离符合人眼立体视觉效果；对各组所述高低能双目x射线影像进行双目视觉成像处理和减影成像处理，得到连续的立体减影影像的设计。获取所述高低能双目x射线影像时只需在固定的位置即可，无需曝光成像机构运动，设备成像所需空间小，无需运动，更容易控制成像质量；同时对所述高低能双目x射线影像进行双目视觉成像处理和减影成像处理，得到的立体减影影像中突出需要的成分，剔除不需要的成分，可以很容易的从图像中读出需要的信息，例如，用于取体内异物时，可以选择连续显示软组织立体减影影像，从连续的软组织立体减影影像中可以直接读取到异物在体内的位置，进而确定取异物手术刀在体内的最佳行进路线，以及在取异物时直接获取到异物和手术刀在体内的位置；即，通过连续的所述立体减影影像了解到介入设备在物体内部、与关注组织之间的相对位置，以满足病变部位检查、手术治疗、工业检测等的需求。本发明提供的立体视频影像成像方法和系统还具有成像所需要的曝光次数少，所需成像的结构简单，成本更低等优点，有效提高了本发明的适用性。