具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。

实施例1

请参阅图1、图4，图1所示为本申请实施例1提供的一种耳显微外科术中关键指标实时三维测量的系统的示意图，图4所示为本申请实施例1的一种耳显微外科术中关键指标实时三维测量的系统的结构图。

本申请实施例1提供的一种耳显微外科术中关键指标实时三维测量的系统，包括：

双视点显微成像单元，用于产生待测量显微手术中中耳及内耳结构对称的显微图像数据；

双视点显微图像采集单元，用于采集显微图像数据；

双视点显微图像控制与处理单元，用于负责控制双视点显微图像采集单元的拍摄，并将采集得到的显微图像数据进行处理以得到待测量指标的量化结果；

双视点显微图像采集单元与双视点显微成像单元连接，双视点显微图像采集单元与双视点显微图像控制与处理单元连接。

具体地，本申请实施例1提供的一种耳显微外科术中关键指标实时三维测量的系统，在进行测量显微手术中中耳及内耳结构时，首先通过双视点显微成像单元产生待测量显微手术中中耳及内耳结构对称的显微图像数据，再通过双视点显微图像控制与处理单元控制双视点显微图像采集单元对该显微图像数据进行拍摄采集，然后通过双视点显微图像控制与处理单元将显微图像数据输出到进行显微图像数据处理的计算机132当中，通过计算机132计算出待测量指标的量化结果。

作为一种优选的实施方式，双视点显微成像单元包括光源112、大物镜113和双光路连续变倍体111，大物镜113与所述光源112连接，光源112与双光路连续变倍体111连接，双光路连续变倍体111与双视点显微图像采集单元连接；光源112用于术野的照明，大物镜113用于调节显微成像装置的成像焦平面，双光路连续变倍体111用于改变光学镜组中各镜片之间的距离。

具体地，光源112提供术野的照明后，通过调节大物镜113进行调节即可得到所需的成像焦平面；通过双光路连续变倍体111改变光学镜组中各镜片之间的距离，从而即可改变待测显微手术中中耳及内耳结构在第一可见光传感器121和第二可见光传感器122上的放大倍率。

可以理解，图1所示的结构仅为示意，一种耳显微外科术中关键指标实时三维测量的系统还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

请参阅图2，图2所示为本发明实施例1的一种耳显微外科术中关键指标实时三维测量的系统的双视点显微图像采集单元的结构图。

作为一种优选的实施方式，双视点显微图像采集单元包括第一可见光传感器121和第二可见光传感器122，第一可见光传感器121为双视点显微图像采集单元提供第一视角作为被测显微手术中中耳及内耳结构第一观测光路，第二可见光传感器122为双视点显微图像采集单元提供第二视角作为被测显微手术中中耳及内耳结构第二观测光路，第一观测光路和第二观测光路相对称。

具体地，第一可见光传感器121为双视点显微图像采集单元提供第一视角，用于接受被测显微手术中中耳及内耳结构术野表面发出的光，最终呈现被测显微手术中中耳及内耳结构在第一视角下的像；第二可见光传感器122为双视点显微图像采集单元提供第二视角，同样用于接受被测显微手术中中耳及内耳结构术野表面发出的光，最终呈现被测显微手术中中耳及内耳结构在第二视角下的像。

请参阅图3，图3所示为本发明实施例1的一种耳显微外科术中关键指标实时三维测量的系统的双视点显微图像控制与处理单元的结构图。

作为一种优选的实施方式，双视点显微图像控制与处理单元包括同步触发装置131、双通道显微图像采集卡和计算机132，双视点显微图像采集单元与同步触发装置131连接，同步触发装置131与双通道显微图像采集卡连接，双通道显微图像采集卡与计算机132连接；同步触发装置131用于控制第一可见光传感器121与第二可见光传感器122同步拍照，双通道显微图像采集卡用于将第一可见光传感器121与第二可见光传感器122的数据从传感器端输出到计算机132，计算机132用于处理双视点显微图像，并计算出显微手术中中耳及内耳结构中关键指标的量化结果。

具体地，通过同步触发装置131控制双视点显微图像采集单元中的第一可见光传感器121与第二可见光传感器122进行同步拍摄采集显微图像，然后通过双通道显微图像采集卡将第一可见光传感器121与第二可见光传感器122拍摄到的显微图像数据从传感器端输出到计算机132，最后由计算机132处理双视点显微图像，从而计算出显微手术中中耳及内耳结构中关键指标的量化结果。

实施例2

请参阅图5，图5所示为本发明实施例2的一种耳显微外科术中关键指标实时三维测量的方法的步骤图。

本申请的实施例2提供的一种耳显微外科术中关键指标实时三维测量的方法，其特征在于，包括：

步骤S1、标定双视点显微图像采集单元中的两个可见光传感器，获取第一可见光传感器和第二可见光传感器各测量倍率下的内参数以及第一可见光传感器相对于第二可见光传感器的外参数T_i ¹²；其中下标i为某一特定显微成像倍率；

步骤S2、调节双光路连续变倍体于某一倍率i下，通过控制同步触发装置获取术野中中耳及内耳结构部位在第一可见光传感器图像和第二可见光传感器中的图像

步骤S3、基于内外参数，利用计算机视觉中的立体校正算法对图像 进行校正，得到第一可见光传感器的校正图像和第二可见光传感器的校正图像以及校正后的第一可见光传感器的重投影矩阵Q；

步骤S4、对校正图像执行稠密匹配算法，得到校正图像的视差图d₁₂；

步骤S5、通过校正图像和重投影矩阵Q以及视差图d₁₂，使用计算机视觉中的三角测量方法得到校正图像中每一点在第一可见光传感器光心坐标系下的空间坐标，所有点组成术野中显微手术中中耳及内耳结构点云模型；

具体地，采用公式：其中(x，y)代表图像中一点，代表视差图中(x，y)处的视差值，(X/W，Y/W，Z/W)代表(x，y)在第一可见光传感器光心坐标系下的空间坐标。

步骤S6、获取点云模型后，校正图像通过人机交互式圈选或自动识别模型识别得到面神经轮廓二维图像点集合L{l_i(x_i，y_i)}和隐窝窗口外缘的二维点集合Y{y_j(x_j，y_j)}，以及待测量的两个曲面的二维点集合Q{q_m(x_m，y_m)}和P{p_n(x_n，y_n)}；

步骤S7、通过第一可见光传感器中面神经轮廓二维图像点、隐窝窗口外缘的二维点和待测量的两个曲面的二维点利用步骤S5的映射关系得到面神经轮廓点、隐窝窗口外缘点以及待测量曲面点在三维空间的坐标集合

步骤S8、对上述各三维点集合进行一次滤波，去除外点P_x；

其中，若点P_x与其前继点P_x-1，后继点P_x+1的平均距离大于这两个点各自前后继点的平均距离的α倍，则认为P_x为外点。

具体地，外点P_x的计算公式为：

步骤S9、对上述经过滤波后的点集合进行降采样，若外点P_x与其前继点P_x-1或后继点P_x+1的距离小于某个距离d_t，则把该外点P_x滤除，得到经过滤波后的各三维点集合

步骤S10、通过计算相邻点的距离之和获得面神经的长度d_m；

具体地，计算相邻点的距离之和的计算公式具体为：

步骤S11、通过点集合获取拟合平面，将点集合Y′_w的点投影到拟合平面上，再通过步骤S8、步骤S9的滤波操作，得到点集合从而得到隐窝窗口的理想拟合轮廓，通过分段求解线段长度的方法即得到隐窝窗口的周长C，继而得到点集合的中心点p_c，在轮廓点集合上连接各点与中心点p_c使得隐窝窗口被切分为若干个小三角形，通过计算各小三角形的面积之和，即得到隐窝窗口的面积S；

具体地，通过点集合获取拟合平面的方法为：

步骤S111、构建拟合平面的方程为Ax+Bx+Cz+D＝0；

步骤S112、根据点集合通过最小二乘的方式：获得拟合平面。

步骤S12、通过步骤S11中的方法获得各曲面的拟合平面π1和π2，并计算得到拟合平面的法向量l1(a1，b1，c1)和l2(a2，b2，c2)，获取两法向量夹角的补角即为显微手术中中耳及内耳结构中的曲面夹角。

本申请的实施例2在实施例1一种耳显微外科术中关键指标实时三维测量的系统的基础上提供了一种耳显微外科术中关键指标实时三维测量的方法，通过标定双视点显微图像采集单元中的两个可见光传感器，从而获取其内外参数，然后通过控制同步触发装置即可获取被测术野中中耳及内耳结构部位在两个可见光传感器上的图像，再利用计算机视觉中的立体校正算法对图像进行校正，可以使得两图像中具有相同特征的点进行对齐，即可得到一对校正图像和第一可见光传感器的重投影矩阵，通过执行算法后即可得出两对图像的视差图，从而使用计算机视觉中的三角测量方法得到校正图像中每一点在对应可见光传感器的光心坐标系下的空间坐标，所有空间点可以组成点云模型，校正图像通过人机交互式圈选或自动识别模型即可识别得到面神经轮廓二维图像点集合和隐窝窗口外缘的二维点集合，以及待测量的两个曲面的二维点集合，通过映射关系即可得到映射关系得到面神经轮廓点、隐窝窗口外缘点以及待测量曲面点在三维空间的坐标集合，再进行滤波和去除外点，然后进行降采样，得到各三维点集合，从而可以计算相邻点的距离之和得到面神经的长度，通过点集合可获取其拟合平面，再通过滤波操作即可得到隐窝窗口的理想拟合轮廓，通过分段求解线段长度的方法即得到隐窝窗口的周长C，进而计算即可得到隐窝窗口的面积S，通过各曲面的拟合平面可以得到拟合平面的法向量，获取两法向量夹角的补角即可得到被测显微手术中中耳及内耳结构中的曲面夹角。

由此，通过本方法可以进行耳显微外科术野中的面神经的长度、隐窝窗口的周长和面积以及被测显微手术中中耳及内耳结构中的曲面夹角等关键复杂指标的测量。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置或方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

综上所述，本申请实施例提供的一种耳显微外科术中关键指标实时三维测量的系统及方法，通过双视点显微成像单元生成待测量显微手术中中耳及内耳结构的相互对称的两个视角的显微图像，然后通过双视点显微图像控制与处理单元控制双视点显微图像采集单元采集待测量显微手术中中耳及内耳结构的显微图像数据，最后对采集得到的显微图像数据进行处理以得到待测量指标的量化结果，即可得到耳显微外科术中关键指标，得到测量复杂指标的效果。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。