立体三维测量技术随着社会广泛的需求进展十分迅速,医学诊断的立体化分析也形成了计算机视觉领域的一个重要分支。通过对电子内窥镜获取到的二维图像进行体内场景立体重建和测量,可以提高手术的成功率,降低术后并发症、缩短恢复周期。本文便是围绕双目电子内窥镜系统展开,实现对场景的三维重建和测量。主要工作包括总体方案设计、摄像机标定及立体匹配算法的实现、双目内窥镜三维测量软件的设计开发以及对基于结构光双目系统的构建和性能测试。工作首先从实际的需求出发,进行了总体方案及整体软件设计,实现双目图像显示、摄像机标定及图像对校正、立体匹配、目标的三维测量等功能模块,通过实验验证本系统的可行性。采用张正友标定算法对左右图像对进行畸变和对极线校正,设计并开发了手动和自动的摄像机标定程序,完成双目电子内窥镜系统的内外参数的标定。针对当前常用的匹配算法进行了讨论分析,结合系统实时性和测量精度,选取半全局立体匹配算法。对于目标场景中弱纹理或者重复纹理的特征,提出了主动式结构光投射结合的双目测量方式。通过激光打在毛玻璃上的方式产生散斑,不仅使系统结构紧凑,也达到在场景中提供特征的效果。在处理器CPU主频为2.5GHz,双目基线为2.7516mm,CMOS分辨率为640×480,采用绿激光的硬件配置下,针对各种材质的弱纹理区域进行实验。结果表明均能取得很好的匹配效果,具有较高的鲁棒性,系统在工作距离为12mm处,其相对测量精度达1.03%,且立体匹配速度为18fps。