CN100334999C

CN100334999C - 眼科图像处理装置

Info

Publication number: CN100334999C
Application number: CNB2004100307196A
Authority: CN
Inventors: 关口恭司
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: US20040254477A1; US7387386B2; EP1481632B1; JP4095494B2; CN1572233A; EP1481632A1; DE602004000471D1; DE602004000471T2; JP2004351059A

Abstract

本发明提供一种眼科图像处理装置，在拍摄的眼底图像中合成台阶不明显的孔径掩模。为此，输入拍摄的眼底图像数据后，对眼底图像数据进行分析。此后选择孔径掩模并将其输入，比较眼底图像的图像尺寸和孔径掩模的图像尺寸。进而，在使孔径掩模的图像尺寸与眼底图像的图像尺寸一致后，在图像存储器中进行光栅展开，根据先前的比较结果进行调整使得眼底图像尺寸与孔径掩模一致，并且根据眼底图像尺寸决定低通滤波器的系数。此后，根据实施了低通滤波器处理的孔径掩模的各像素值计算相应的眼底图像数据的透明度，将该结果输出到图像存储器，当全部像素的处理结束时，使眼底图像的眼底区域移动到预定坐标，作为最终的图像数据将其输出。

Description

眼科图像处理装置

技术领域

本发明涉及在眼科医院的等中用于眼科检查的眼科图像处理装置。

背景技术

现有的眼底摄像机中，为了除去在摄像面的前面或光路中的等价位置上发生在成像的图像周边的光斑(flare)，明确有效摄影范围，或为了明确图像的对于被检测眼睛的位置关系，在对乳头区和黄斑区进行摄像时为了判断左右眼，配置对光斑部分内侧的中央部分以外进行遮光的孔径掩模(aperture mask)并进行摄影。这时，因为在眼底图像的成像面附近配置孔径掩模，所以拍摄到的图像上的眼底像与掩模的边界线没有不自然性，能够得到平滑的图像。

但是，也具有不用这种孔径掩模生成眼底图像的眼底摄像机，但是用这种眼底摄像机拍摄的眼底图像由于在周围加入不要的光斑，不能够确认摄影方向。在因担心弄错左右眼的判断而进行了打印时，存在产生诊断上的各种各样的问题的可能。

因此，提出了如日本特开平9-206278号专利公报所示的通过合成处理电学地附加孔径掩模的方法，进行将拍摄到的眼底图像的孔径掩模区域的信号置换成黑电平的数据的图像处理。在眼底图像为电视信号时在孔径掩模区域的定时将它变换成黑电平信号，作为图像数据输入的情况下，在孔径掩模区域的各像素数据中写入黑的值。

但是，当通过实施上述图像处理附加孔径掩模时将产生下列那样的问题。即，因为一般眼底图像，被拍摄物体是球形，由于希望拍摄尽可能广的范围，所以该图像成为圆的或上下缺少一部分的椭圆状的图像。因此，图像的水平部和垂直部附近形成缓慢的曲线，但是当对这种眼底像实施孔径掩模处理时，孔径掩模和眼底的边界部成为锯齿状的台阶部，特别是在水平和垂直部分的缓慢的曲线部分显著地发生，在该台阶的某个部位，对比度非常高而十分明显。

图8表示合成孔径掩模的眼底图像的说明图，是对由不使用孔径掩模的眼底摄像机拍摄的眼底图像，用现有的方法合成孔径掩模的图像。

图9A和图9B分别表示图8的孔径掩模和眼底图像的边界区域的水平部A、垂直部B的放大像。如从该放大像可以看到的那样，因为孔径掩模与眼底部的边界线是缓慢的曲线，所以台阶非常明显。

进而，该台阶部在视觉上作为噪声感觉到，成为诊断的干扰，对于附加掩模的图像感到不协调，在一日看数十张到数百张的图像的诊断操作中也成为产生疲劳的原因。无论在监视器上看还是看打印物该台阶都是同样的，但是特别是在像素数少的监视器上看时表现得更显著。

又，当通过通信部件进行传送，或为了进行用于保存的JPEG压缩时，也存在着该台阶部成为不连续图像，产生可以稍稍明亮地看到眼底图像与孔径掩模的边界部的轮廓线的问题。由于该可以明亮地看到的部分产生伪颜色，是原来的眼底图像没有的颜色，所以在诊断上需要加以注意。为了减少该伪颜色的发生，需要降低压缩的程度，进行压缩本身变得无意义了。进而，也存在着因为该台阶部高频成分很多，所以压缩效率恶化那样的问题。

所以，如上所述，在现有的眼科图像处理装置中存在着在眼底图像和孔径掩模的合成中产生问题的情况，希望有对付它们的种种对策。

发明内容

本发明就是考虑到上述问题提出的，本发明的目的是提供一种，例如，在眼底图像和孔径掩模图像的合成处理中，生成减少不协调感的合成图像的眼科图像处理装置。

本发明的眼科图像处理装置具有：

用于输入眼底图像的输入部件；

用于根据上述眼底图像的信息生成孔径掩模图像或输入孔径掩模图像的图像生成部件；以及

用于合成上述眼底图像和上述孔径掩模图像的合成部件，

其中，上述合成部件进行合成，使得上述孔径掩模图像和眼底图像的边界区域的像素值的值平缓地变化。

从结合附图的下列描述可以清楚地看到本发明的其它目的、特点和优点，其中在所有的图中在相同或相似的部件上附加相同的参照标号。

附图说明

与描述结合并构成描述一部分的附图说明本发明的实施方式，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1是块电路结构图。

图2是孔径掩模的说明图。

图3是合成后的眼底图像的说明图。

图4A到图4C是孔径掩模种类的说明图。

图5是流程图。

图6是流程图。

图7是孔径掩模合成处理的说明图。

图8是相关背景技术的说明图。

图9A和图9B是相关背景技术中的台阶部的放大图。

具体实施方式

根据图1～图7所示的实施方式详细说明本发明。

图1表示本实施方式中的眼底图像处理装置的块电路结构图，眼底摄像机单元1由将摄影光投影在眼底上，将来自眼底的反射像成像在摄像设备上的设备构成，包括众所周知的光学、机构、电学单元，拍摄被检测者的眼底生成眼底图像数据的单元。通过输入眼底图像数据的输入接口2，眼底摄像机单元1的输出被输入到图像处理装置3中。又，输入孔径掩模图像的孔径掩模输入单元4也与图像处理装置3连接。

进而，图像处理装置3的输出与第1图像存储器5、第2图像存储器6、存储装置7、显示存储器8连接，显示存储器8的输出进而与显示装置9连接。

图2表示孔径掩模输入单元4具有的孔径掩模图像的说明图，区域C是对眼底图像数据进行屏蔽的区域，区域D是不对眼底图像进行屏蔽而输出的区域。

图3表示合成孔径掩模后的眼底图像，掩模区域E表示被屏蔽的图像部，眼底图像区域F表示未被屏蔽的眼底像，边界区域G表示孔径掩模与眼底像的边界部。

图4A到图4C表示孔径掩模的说明图，直径d所示的眼底图像区域H是由眼底摄像机单元1拍摄的范围。该眼底像区域H周围的屏蔽区域I取决于摄像面，如图4A到图4C所示是不同的。即，拍摄的眼底图像尺寸的纵横比，例如，具有图4A到图4C所示的3种类型，需要与各自一致的孔径掩模图像。所以在孔径掩模输入单元4存储与多个尺寸对应的孔径掩模图像。

进而，即便是相同摄像单元当输出图像时也可以改变图像尺寸，但是因为图像的纵横比相同，所以如果根据比率选择孔径掩模的种类，则即便放大缩小，也可以与眼底图像的图像尺寸一致。也可以是在孔径掩模输入单元4中，与使用的摄像单元一致地事前准备孔径掩模图像，根据输入的眼底图像的图像尺寸进行选择。又，也可以是：预先将图像尺寸的比率、眼底部分的比率和位置数值化，根据输入的眼底图像的尺寸自动地生成。

图5表示进行孔径掩模的低通滤波器处理时的操作程序图，首先在步骤S1，在图像处理装置3中输入孔径掩模数据后，在步骤S2在图像存储器5、6中进行光栅展开，接着在步骤S3进行低通滤波器处理后保存在存储装置7中。当具有多种孔径掩模时也同样进行处理并保存。

又，若预先进行处理，在输入的眼底图像的图像尺寸与孔径掩膜的图像尺寸一致时，能够迅速地进行处理。

图6表示进行孔径掩模处理的流程图，首先在步骤S11，输入由眼底摄像机单元1拍摄的眼底图像数据后，在步骤S12通过对输入的眼底图像数据的首部信息进行分析，取得颜色位数和图像尺寸。其次，在步骤S13，从取得的眼底图像尺寸选择孔径掩模，在步骤S14输入在步骤S13选择的孔径掩模。

接着，在步骤S15比较眼底图像的图像尺寸和孔径掩模的图像尺寸，当眼底图像的图像尺寸大或者相同时行进到步骤S16，当眼底图像的图像尺寸小时行进到步骤S17。

在步骤S16，在使孔径掩模的图像尺寸与眼底图像的图像尺寸一致后，在第1图像存储器5和第2图像存储器6中进行光栅展开。眼底图像数据变换成24位颜色(每1像素24位)后分为RGB的颜色并展开。孔径掩模数据也与眼底图像数据的灰度等级一致，用8位灰度(每1像素8位)进行光栅展开。在步骤S17，在为了使眼底图像尺寸与孔径掩模一致而进行调整后，进行同样处理并进行光栅展开。

接着，在步骤S18，依照眼底图像尺寸决定低通滤波器的系数。如果眼底图像尺寸大则增加低通滤波器的作用程度和滤波器处理的反复次数，这样能够使得孔径掩模的边界部的倾斜缓和，但是当图像尺寸小时，使倾斜减少，减少模糊的眼底图像数。

在步骤19，对孔径掩模数据实施低通滤波器处理。通过对孔径掩模数据实施低通滤波器处理，在图4A到图4C所示的任何一种孔径掩模中，低通滤波器处理的效果也都沿直径d所示的眼底图像区域H与掩模区域I的边界部出现，该边界线成为模糊的状态。

进而，在步骤S20，根据实施了低通滤波器处理的孔径掩模数据的各像素值计算对应的眼底图像数据的透明度，将其结果输出到第2图像存储器6。当眼底图像的全部像素的处理结束时，在步骤S21将眼底图像的眼底区域移动到预定坐标。将它用于被屏蔽的黑区域，和显示或打印摄影信息和患者信息时使用的区域。此外，当不需要移动时，可省略该步骤。进而，在步骤S22通过将最终的图像数据输出到存储装置7和显示存储器8，结束该一连串的处理。

图7表示将孔径掩模数据合成到眼底图像数据的处理的说明图，图7的X轴表示图2所示的眼底像与掩模的边界的水平部J的线上的像素坐标，Y轴表示各像素的数据。重叠对孔径掩模数据和眼底图像数据合成处理后的数据，进行图解化。

在图7中的线L1是低通滤波器处理前的孔径掩模数据，表示出在图2的用斜线所示的区域C的数据＝0处从左向右行进，在与水平部J的边界部上，该值成为255。

线L2表示低通滤波器处理后的孔径掩模图像，是将0数据和255数据缓慢地连接起来的曲线。因为该图像数据是灰度，所以黑数据从左渐渐地变成灰色，进而渐渐地变成白色。

线L3是与图2所示的区域D一致的眼底图像数据的RGB色的G色数据的例子，表示从左向右亮度渐渐地增大。通过用下列公式计算线L2的数据和线L3的数据得到输出图像。又，对每个RGB数据进行该处理。

输出数据＝(线L3的数据)·(线L2的数据+1)/256

线L4表示合成处理后的眼底图像的像素数据。间隔K表示低通滤波器处理后的孔径掩模的倾斜部的宽度，当低通滤波器的系数和处理次数增加时，该倾斜宽度变宽。

又，当保存在存储装置7中时孔径掩模图像可以是2值数据，也可以是图7的线L1那样的8位数据中的任何一个。

在前面的公式中，在低通滤波器处理后的线L2的数据为0的区域中输出黑色(＝0)，线L2的数据为255的区域，原封不动地输出眼底图像数据，此外输出线L2的值越小越使眼底图像数据的亮度越下降的数据。通过进行该处理，在孔径掩模与眼底图像的边界部台阶变得不明显，成为视觉噪声少的一体化的图像。因此，可以生成在孔径掩模与眼底图像的边界区域的台阶不明显的眼底图像数据。特别是，当用监视器进行诊断，或者用打印的输出进行诊断时，因为以往那样的台阶不明显，视觉噪声少，所以能够减轻疲劳，能够有效地进行诊断。又，因为能够删除当为了保持这样生成的图像或向别的场所发送而进行再压缩时的图像中的不必要的高频成分，所以能够减少压缩尺寸，缩短压缩时间，能够提高保存效率和通信效率。

上述处理虽然是对每个RGB图像分别进行的，但是也可以从RGB数据变换成YUV数据，在对作为该亮度数据的Y数据进行上述处理后，从YUV变换成RGB。

当眼底摄像机单元1被固定化，只改变图像尺寸时，可从图6的步骤S13的孔径掩模选择，省略步骤S14、S17，使输入的眼底图像的尺寸一致地缩小孔径掩模。又，当眼底图像尺寸某种程度地大时，也可以固定步骤S18的低通滤波器处理，如果如图5所示那样使用预先处理过的孔径掩模图像，则能够提高处理速度。

本发明能够提供在以上说明的眼底图像和孔径掩模图像的合成处理中，生成减少不协调感的合成图像的眼科图像处理装置。

又，不言而喻，本发明的目的也可通过以下处理而达到。即，通过将存储实现实施方式的装置或系统的功能的软件的程序代码的存储媒体供给装置或系统，该装置或系统的计算机(CPU或MPU等)读出并执行存储在存储媒体中的程序代码。

这时，从存储媒体读出的程序代码自身就能够实现实施方式的功能，存储该程序代码的存储媒体和该程序代码就能够构成本发明。

作为用于供给程序代码的存储媒体，可使用ROM、Floppy(注册商标)软盘，硬盘、光盘、光磁盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性存储卡等。

又，不言而喻，本发明的实施样态还包括以下情形，即，通过计算机执行所读出的程序代码，不仅能够实现实施方式的功能，而且根据该程序代码的指示，在计算机上工作的OS等进行实际处理的一部分或全部，通过该处理实现实施方式的功能。

进而，不言而喻，本发明的实施样态还包括以下情形，即，从存储媒体读出的程序代码被读入到插入计算机的功能扩展板和与计算机连接的功能扩展单元中备有的存储器后，根据该程序代码的指示，该功能扩展板和功能扩展单元中备有的CPU等进行实际处理的一部分或全部，通过该处理实现实施方式的功能。

当本发明适用于这种程序或存储该程序的存储媒体时，该程序由，例如，与上述图6所示的流程图对应的程序代码构成。

Claims

1.一种用孔径掩模图像屏蔽眼底图像的眼科图像处理装置，包括：

用于输入眼底图像的输入部件；

用于合成上述眼底图像和上述孔径掩模图像的合成部件，

2.权利要求1所述的眼科图像处理装置，其特征在于：

上述图像生成部件，从上述孔径掩模图像的掩模区域和眼底像区域的边界部往掩模的外侧减小像素值的值，并往内侧增大像素值的值。

3.权利要求1所述的眼科图像处理装置，其特征在于：

上述合成部件，把与经过了低通滤波器处理的上述孔径掩模图像的像素值的值成正比的系数乘以上述眼底图像进行合成。

4.权利要求1所述的眼科图像处理装置，其特征在于：

上述图像生成部件，具有比较上述眼底图像的尺寸和孔径掩模图像的尺寸的比较部件，

上述图像生成部件，根据上述比较部件的结果调整孔径掩模的尺寸。

5.权利要求1所述的眼科图像处理装置，其特征在于：

上述图像生成部件，具有根据上述眼底图像的图像尺寸选择孔径掩模图像的选择部件。

6.权利要求1所述的眼科图像处理装置，其特征在于：

上述孔径掩模图像与眼底图像的每1像素的位数不同。

7.权利要求1所述的眼科图像处理装置，其特征在于：

上述合成部件，在进行低通滤波器处理时，根据上述眼底图像的尺寸调整低通滤波器处理的程度。

8.权利要求1所述的眼科图像处理装置，其特征在于：

上述图像生成部件，具有将经过了调整处理的图像数据的眼底区域移动到输入的眼底图像的预定坐标的移动部件。

9.一种用孔径掩模图像屏蔽眼底图像的眼科图像处理方法，包括：

用于输入眼底图像的输入步骤；

用于根据上述眼底图像的信息生成孔径掩模图像或输入孔径掩模图像的图像生成步骤；

以及

用于合成上述眼底图像和上述孔径掩模图像的合成步骤，

其中，上述合成步骤进行合成，使得上述孔径掩模图像和眼底图像的边界区域的像素值的值平缓地变化。