عنوان انگلیسی:
Automatic Distortion Correction of Endoscopic Images Captured With Wide-Angle Zoom Lens
عنوان فارسی:
اصلاح خودکار اعوجاج تصاویر آندوسکوپیک لنزهای با زاویه دید گسترده
تعداد صفحات مقاله اصلی: 11 صفحه
تعداد صفحات ترجمه: 29 صفحه
سال انتشار: 2013
مجله :
IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING, VOL. 60, NO. 9, SEPTEMBER 2013
Abstract—Operation in minimally invasive surgery is more difficult since the surgeons perform operations without haptic feedback or depth perception. Moreover, the field of view perceived by the surgeons through endoscopy is usually quite limited. The goal of this paper is to allow surgeons to see wide-angle images from endoscopy without the drawback of lens distortion. The proposed distortion correction process consists of lens calibration and real-time image warping. The calibration step is to estimate the parameters in the lens distortion model. We propose a fully automatic Houghentropy-based calibration algorithm, which provides calibration results comparable to the previous manual calibration method. To achieve real-time correction, we use graphics processing unit to warp the image in parallel. In addition, surgeons may adjust the focal length of a lens during the operation. Real-time distortion correction of a zoomable lens is impossible by using traditional calibration methods because the tedious calibration process has to repeat again if focal length is changed. We derive a formula to describe the relationship between the distortion parameter, focal length, and image boundary. Hence, we can estimate the focal length for a zoomable lens from endoscopic images online and achieve real-time lens distortion correction.
Index Terms—Endoscopic image, optical distortion, wide-angle
distortion correction, zoom lens calibration.
چکیده
عمل (عملیات) در جراحی های با حداقل تهاجم بسیار مشکل است. از این رو جراحان عمل را بدون بازخورد لمسی یا مشاهدات عمقی (سه بعدی) انجام می دهند. به علاوه، میدان دید جراحان از طریق آندوسکوپی کاملا محدود است. هدف این مقاله بررسی امکان دستیابی جراحان به تصاویر آندوسکوپی با زاویه دید گسترده بدون مشکل اعوجاج لنزها می باشد.فرآیند اعوجاج پیشنهادی، شامل کالیبراسیون (تنظیم) لنزها و انحراف لحظه ای تصاویر است.مرحله کالیبراسیون برای برآورد پارامترهای مدل اصلاح اعوجاج است. ما یک الگوریتم کالیبراسیون کاملا خودکار بر اساس آنتروپی هاف پیشنهاد کردیم که نتایج کالیبراسیون را همانند روش های کالیبراسیون دستی فراهم می کند. به منظور دستیابی به اصلاح لحظه ای ، از واحد پردازش گرافیکی به منظور انحراف تصاویر به حالت موازی استفاده کردیم. علاوه بر این ممکن است جراحان فاصله کانونی لنزها را در طول عملیات تنظیم کنند. اصلاح اعوجاج به صورت لحظه ای در لنزهای زوم دار با استفاده از روش های کالیبراسیون سنتی غیرممکن است. زیرا فرایند کالیبراسیون با تغییر فاصله کانونی دوباره باید تکرار شود. ما فرمولی را برای بیان روابط بین پارامترهای اعوجاج، فاصله کانونی و مرز (محدوده) تصاویر بیان کردیم. از این رو میتوان فاصله کانونی لنزهای زوم دار را در تصاویر آندوسکوپی آنلاین تخمین بزنیم و اصلاح اعوجاج لحظه ای لنزها را بدست آوریم.
کلمات کلیدی: تصاویر آندوسکوپیک، اعوجاج لیزری، اصلاح اعوجاج، زاویه دید گسترده، کالیبراسیون لنزهای زوم دار
اصلاح خودکار اعوجاج تصاویر آندوسکوپیک لنزهای با زاویه دید گسترده