アクティブステレオ法による3次元内視鏡のためのHDR画像生成と投光器位置の自己校正

古川 亮  内藤 雅仁  溝森 将輝  宮崎 大輔  馬場 雅志  日浦 慎作  佐野村 洋次  田中 信治  川崎 洋  
(システム開発論文)

誌名
電子情報通信学会論文誌 D   Vol.J101-D   No.8   pp.1150-1164
発行日: 2018/08/01
Online ISSN: 1881-0225
DOI: 10.14923/transinfj.2017IUP0015
論文種別: 特集論文 (画像の認識・理解論文特集)
専門分野: 
キーワード: 
アクティブステレオ法,  構造化光,  3次元形状復元,  HDR画像合成,  自己校正,  

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あらまし: 
腫瘍の大きさの推定を行うために,内視鏡カメラの鉗子孔にファイバー状のパターン投光器を挿入して,3次元形状計測を行うアクティブステレオ方式3次元内視鏡システムの開発が進められている.これまでのシステムの欠点として,投光器の焦点深度が浅いこと,光源の光量の利用効率が悪いこと,対象となる生体組織の表面下散乱によるパターンのボケ,カメラ露出調整の困難さやハイライトの影響による観測画像の局所的な白飛びや黒つぶれなどの問題点があった.また,パターン投光器は内視鏡に対して固定されておらず,内視鏡カメラに対するパターン投光器の位置パラメータが変化するため,3次元計測を行う入力画像からパターン投光器位置の自己校正を行う必要もある.本報告では,DOEを利用した投光器の利用,段差を利用した構造化パターンによる3次元復元アルゴリズム,パターン光の明滅によるハイダイナミックレンジ(HDR: high dynamic range)画像合成を利用することで,安定した3次元復元が可能なシステムを提案する.また,パターン投光器位置の自己校正について,従来手法では投光器外径と鉗子孔内径の間の余裕による微小変化を考慮していなかったのに対し,これを考慮した高精度な校正手法を提案する.