一种用于3D外科场景重建的多摄像机系统自动标定方法——场视野有限情况
计算机视觉与模式识别
2025-12-16 v3
摘要
本研究旨在开发一种用于3D外科场景重建(3D-SSR)的多摄像机系统的自动化、准确的外部相机标定方法，无需操作员介入或专业技能。该方法特别针对由于光学变焦水平和摄像机位置的显著差异导致的视野重叠有限问题。我们贡献一种新颖、快速且完全自动的标定方法，基于多尺度标记(MSMs)的投影。MSMs由在不同尺度上投影的2D图案组成，确保在显著不同的视角和变焦水平下准确提取分布均匀的点对应关系。使用合成数据和实物数据进行验证，数据来源于模拟手术室(OR)，并与传统手动标记方法以及无标记标定方法进行比较。该方法在准确度上相当于手动、依赖操作员的标定方法，同时在显著变焦差异条件下表现出更高的鲁棒性。此外，我们表明，即使在OR地面额外投影纹理后，最先进的Structure-from-Motion(SfM)管道在3D-SSR环境中仍然无效。使用顶部安装的入门级投影器证明为取代依赖操作员的传统标记方法提供了有效替代方案，为实现完全自动化的3D-SSR铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2501.16221,
title = {Automatic Calibration of a Multi-Camera System with Limited Overlapping Fields of View for 3D Surgical Scene Reconstruction},
author = {Tim Flückiger and Jonas Hein and Valery Fischer and Philipp Fürnstahl and Lilian Calvet},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.16221},
year = {2025}
}
备注
Accepted for oral presentation at IPCAI 2025. Project page: https://tflueckiger.github.io/calib-proj/