无线胶囊内窥镜(WCE)的发明改善了消化道患者做肠镜或胃镜时的就医感受,无线胶囊在病人吞咽后可以无痛向外传输高清晰度的胃肠道图像,使医生更方便的对病变组织进行诊断,是一种具有潜力的新型医疗检测方法。但是目前的临床胶囊产品在应用中仍存在一些不足,商用的胶囊内窥镜目前只能提供二维图像,无法提供真实的三维场景,而病变组织的具体区域通常是由医生的经验观测得到,所以会有一定的误差;因此,需要研究更准确的三维检测方法。本文研究基于胶囊内窥镜图像序列的胃肠道目标三维重建技术,主要内容如下:1.研究相机的成像模型,包括线性模型和相机镜头的内外参数,与光学镜头畸变造成图像失真的非线性模型。设计相机标定的几种方法,引入了基于平面模板标定法,并设计标定实验算法。采用模板标定法在对胶囊内窥镜相机进行标定和非线性畸变矫正。2.对相机在不同方位拍摄的两幅图像进行特征点的匹配。尝试采用SIFT匹配算法对胶囊内窥镜图像进行特征匹配,由于在平滑图像上较难获取特征点,本文提出一种基于模板和可变尺度的区域搜索匹配算法,对模板大小和搜索范围进行了优化,取得了理想的匹配精度;同时该算法具有较好的抗噪声能力,可获得分布合理的数量足够的三维重建所需的匹配特征点。3.研究了基于特征点的场景三维重建。本文采用结合磁定位数据的单摄像机的方法。图像定位采用八点算法,精确计算出胶囊的运动位置变化和方向,包括平移向量和旋转矩阵。通过前后图像的相机视觉机理,计算出所有场景目标特征点的三维坐标信息。进一步采用Delaunay三角剖分算法对离散的三维点云进行目标的三维网格构建。设计了肠胃道实验场景平台,对提出的方法进行了标定和测试。基于C++和OpenGL开发环境进行了实验,实验结果显示三维重建具有较满意的视觉效果,也获得了较高的精度。