CN102835947A - 基于散斑相关度的oct图像分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于散斑相关度的OCT图像分析方法，首先，获取同一成像对象在不同波长段的相对应的若干幅OCT图像；或者采用同一光源获得同一成像对象在不同角度的相对应的若干幅OCT图像；对上述不同的OCT图像，在每幅OCT图像中的同一位置分别取相同尺寸的处理窗口；然后，计算处理窗口内像素强度并通过相关函数的计算进行相关性分析；同步移动处理窗口，直至遍历整个OCT的图像；根据若干幅OCT图像中各个部分相关度的分析，重建散斑分析后的图像，获取成像对象的微结构信息。在早期的疾病诊断，需要分别分辨细胞内精细结构的变化如亚微米量级，采用本发明的OCT图像分析方法可提取亚微米量级的细胞层次的变化。
Description
技术领域
本发明涉及光学图像层析法获得图像的散斑的统计分析，更具体地说，是涉及一种基于散斑相关度的OCT图像分析方法。
背景技术
光学图像层析法（Optical Coherence Tomography）简称OCT，是基于白光干涉的成像方法。OCT的原理可以类比于超声成像。在超声中，图像是通过测量声波脉冲被不同深度的组织反射强度和延迟时间重建得来的。由于光速很快，我们目前没有能力直接测量光脉冲的延迟，然而我们可以通过干涉仪来测量光的相对延迟，从而实现层析图像。OCT的水平分辨率取决于成像臂光学的有效数值孔径，而轴向分辨率取决于光源的带宽。虽然目前OCT的分辨率可以到几个微米，然而对于很多应用，需要得到超过分辨率的信息，但OCT物理上不能辨别小于系统分辨率的结构。
发明内容
针对现有技术中存在的OCT的分辨率可以到几个微米，然而对于很多应用，需要得到超过分辨率的信息，但OCT物理上不能辨别小于系统分辨率的结构的问题，本发明的目的是提供一种基于散斑相关度的OCT图像分析方法，基于散斑分析，能够获取超分辨率的微结构信息。
为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种基于散斑相关度的OCT图像分析方法，该成像方法包括以下步骤：
A．在同一位置获取同一成像对象在不同波长段的相对应的若干幅OCT图像；
或者采用同一光源获得同一成像对象在不同角度的相对应的若干幅OCT图像；
B．对上述不同的OCT图像，在每幅OCT图像中的同一位置分别取相同尺寸的处理窗口；
C．计算处理窗口内像素强度并通过相关函数的计算进行相关性分析；
D．同步移动处理窗口，重复步骤C，直至遍历整个OCT的图像；
E．根据若干幅OCT图像中各个部分相关度的分析，重建散斑分析后的图像，获取成像对象的微结构信息。
所述OCT图像为频域OCT图像时，采用傅立叶变化前的信号获取在不同波长段的图像；所述OCT图像为时域OCT图像时，采用傅立叶变化后的信号获取在不同波长段的图像。
所述步骤E进一步包括以下步骤：通过假彩色染色或单独显示为灰度或彩色的对应图像，获取成像对象的微结构信息。
所述不同波长段的OCT图像通过采用不同中心波长的光源来获取。
本发明的技术效果如下：在早期的疾病诊断，需要分别分辨细胞内精细结构的变化如亚微米量级，一般情况下OCT系统无法达到这个分辨率，采用本发明的OCT图像分析方法可提取亚微米量级的细胞层次的变化。
附图说明
图1为本发明的同一成像对象不同波长段获取图像示意图；
图2为本发明的同一成像对象不同角度获取图像的示意图；
图3为本发明的处理窗口遍历方式的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的技术方案。
本发明的原理：OCT的图像是由散斑组成。散斑既是图像的元素，也是图像的噪音。散斑是由于光被对象中处于不同位置的结构散射后相互干涉造成，例如组织中的细胞核或细胞器对光的散射。散斑的大小取决与OCT系统的水平和垂直分辨率。一般情况下，OCT不能辨别超过系统分辨率的结构。由于散斑的形成来源于组织内部微结构的变化，散斑中包含有微结构的全部信息。本发明通过对OCT图像的散斑统计分析，可以得到甚至超过系统分辨率的微结构的信息。
OCT图像的散斑分析可以通过分析源于例如不同中心波长的OCT图像散斑之间的相干性来得到。基于不同波长段的OCT图像必须来源于同一成像对象。因而，图像可以使用俩个或多个光源甚至两套系统获取，又可以对同一幅图像在频域（或波长域）分割然后重构为两幅图像。一般情况下，由于波长不同，两幅OCT图像的散斑是有所不同的，其相关度取决于成像对象微结构的分布。本发明就是通过对散斑相关度的分析，获取成像对象微结构的分布。一个简单的理解就是，如果对一个镜面物体成像，由于各个波段的反射应该一致，因而两个OCT的图像应该高度相关，但是，如果成像对象的散射严重，两幅图像的散斑可以完全不相关。
相关性的定义可以通过同一位置像素的强度差值的方差表示，也可以直接计算相关函数，其最终的目的是发现两个散斑图像在同一成像位置散斑的相关度，从而确定对象微结构的分布。相关性越高，则微结构的变化尺度或密度越小，反之越大。
基于上述原理，本发明提出一种基于散斑相关度的OCT图像分析方法，该成像方法包括以下步骤：
11．在同一位置获取同一成像对象在不同波长段的相对应的若干幅OCT图像，例如不同波长段的OCT图像通过采用不同中心波长的光源来获取，请参见图1所示，在同一位置获取同一成像对象在不同波长段，如波长窗口1，波长窗口2相对应的若干幅OCT图像；
或者采用同一光源不同的角度获得同一成像对象在不同角度的相对应的若干幅OCT图像，如图2所示，采用两个不同角度的光源去照射对象，可以通过转动成像臂或者转动对象获得，也可以直接使用两个OCT系统在不同的角度照射来获得。
所述OCT图像为频域OCT图像时，采用傅立叶变化前的信号获取在不同波长段的图像；所述OCT图像为时域OCT图像时，采用傅立叶变化后的信号获取在不同波长段的图像。
12．对上述不同的OCT图像，在每幅OCT图像中的同一位置分别取相同尺寸的处理窗口；例如对于一个512×512的OCT图像我们可以选取一个7×7或5×5的处理窗口；
13．计算处理窗口内像素强度并通过相关函数的计算进行相关性分析；
14．同步移动处理窗口，重复步骤13，直至遍历整个OCT的图像，如图3所示，其中3为处理窗口、4为移动轨迹；
15．根据若干幅OCT图像中各个部分相关度的分析，通过假彩色染色或单独显示为灰度或彩色的对应图像，重建散斑分析后的图像，获取成像对象的微结构信息。
需要说明的是，上述散斑的分析结果可以直接融入原始图像，也可以单独显示。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的目的，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求的范围内。
Claims (4)
1.一种基于散斑相关度的OCT图像分析方法，其特征在于：
该成像方法包括以下步骤：
A．在同一位置获取同一成像对象在不同波长段的相对应的若干幅OCT图像；
或者采用同一光源获得同一成像对象在不同角度的相对应的若干幅OCT图像；
B．对上述不同的OCT图像，在每幅OCT图像中的同一位置分别取相同尺寸的处理窗口；
C．计算处理窗口内像素强度并通过相关函数的计算进行相关性分析；
D．同步移动处理窗口，重复步骤C，直至遍历整个OCT的图像；
E．根据若干幅OCT图像中各个部分相关度的分析，重建散斑分析后的图像，获取成像对象的微结构信息。
2.根据权利要求1所述的OCT图像分析方法，其特征在于：
所述OCT图像为频域OCT图像时，采用傅立叶变化前的信号获取在不同波长段的图像；所述OCT图像为时域OCT图像时，采用傅立叶变化后的信号获取在不同波长段的图像。
3.根据权利要求1所述的OCT图像分析方法，其特征在于：
所述步骤E进一步包括以下步骤：通过假彩色染色或单独显示为灰度或彩色的对应图像，获取成像对象的微结构信息。
4.根据权利要求1所述的OCT图像分析方法，其特征在于：
所述不同波长段的OCT图像通过采用不同中心波长的光源来获取。
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