結腸內窺鏡視覺導航系統(tǒng)中光流尋徑算法的研究.pdf

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

2、了結腸內窺鏡視覺導航系統(tǒng)的光流尋徑算法，主要內容如下：
　?。?）針對常用結腸內窺鏡尋徑方法的優(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腸內窺鏡視覺導航系統(tǒng)相結合的基本思路。
　?。?）在傳統(tǒng)光流算法的基礎上，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,計算結果精度較高，程序運行所消耗的時間也大大減少了。
　?。?）制定了基于光流法的平衡策略方案。針對原始平