CN106447663A - 一种去除重影的眼科oct图像高清配准方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种去除重影的眼科OCT图像高清配准方法,包括如下步骤：从n幅眼科OCT图像中选取信噪比最强的一幅作为基准图，将其余n‑1幅眼科OCT图像分别与所述基准图配准，得到n‑1幅配准OCT图；判断所述n‑1幅配准OCT图中的每一幅与基准图配准时是否有重影；将所有和基准图配准时没有重影的配准OCT图合成为一幅高清OCT图。本发明还公布了一种去除重影的眼科OCT图像高清配准装置。通过本方法和装置，保留了和基准图配准时没有产生重影的那部分配准OCT图，将保留的那部分配准OCT图通过叠加得到一幅高清OCT图，从而使得高清OCT图的成像质量更高。
Description
技术领域
本发明属于OCT技术领域，尤其涉及到一种能去除重影的眼科OCT图像高清配准方法及装置。
背景技术
现有技术中，一幅如图9所示的人眼高清OCT图的获得，通常通过如下步骤实现：首先利用眼科OCT装置扫描人眼，经系统处理得到若干幅如图3所示的眼科OCT图像，然后，从若干幅眼科OCT图像中选取信噪比最强的一幅OCT图作为基准图，将其余剩下的所有OCT图分别和基准图进行一一配准，得到若干幅配准图；将若干幅配准OCT图直接通过叠加合成为一幅如图9所示的人眼高清OCT图。对于人眼基本不动的情况，每一幅配准OCT图均为如图6所示的效果，没有重影，因此将每一幅配准OCT图叠加得到一幅高清OCT图的效果较好，如图9所示；但对于有眼动(眼动是由于人眼在测试过程中，不受控制的不由自主的发生运动)的情况时，将前面所述的其中一幅配准图和一幅基准图幅叠加可能会出现重影现象，即得到的配准OCT图会出现如图5所示的重影区域C；若不将这些包含有重影区域的配准OCT图剔除掉，最后得到高清OCT图就没有如图9所示的那样好的效果。
发明内容
本发明公布了一种去除重影的眼科OCT图像高清配准方法及装置，其目的在于解决在合成一幅高清眼科OCT图像过程中，由于没有将和基准图配准时产生重影的配准OCT图像排除，而导致的最后将包含有重影的配准OCT图像的若干幅配准OCT图像合成的一幅高清OCT图的成像质量不高的问题。
本发明的技术方案如下：
一种去除重影的眼科OCT图像高清配准方法,包括如下步骤：
从n幅眼科OCT图像中选取信噪比最强的一幅作为基准图，将其余n-1幅眼科OCT图像分别与所述基准图配准，得到n-1幅配准OCT图；
判断所述n-1幅配准OCT图中的每一幅和基准图配准时是否有重影；
将和基准图配准时没有重影的所有配准OCT图合成为一幅高清OCT图。
进一步地：判断所述n-1幅配准OCT图中的每一幅和基准图配准时是否有重影，其步骤如下：
选取所述n-1幅配准OCT图的任意一幅，定义为第一配准OCT图，判定所述第一配准OCT图和所述基准图配准时是否有重影；
定义剩余的n-2幅配准OCT图为第二配准OCT图，用和判定所述第一配准OCT图和所述基准图配准时是否有重影的同样的办法，判定所述n-2幅第二配准OCT图中的每一幅和所述基准图配准时是否有重影。
进一步地：判定所述第一配准OCT图和所述基准图配准时是否有重影，具体步骤如下：
将所述第一配准OCT图和所述基准图分别进行平滑；
将平滑后的所述第一配准OCT图和平滑后的所述基准图取差后得到取差图,取差图＝|平滑后的第一配准OCT图-平滑后的基准图|；
设置第一参数p1和第二参数p2，统计出所述取差图的分布函数；
根据所述取差图的分布函数求出分布值最接近第一参数p1的第一像素值thresh1，以及分布值最接近第二参数p2的第二像素值thresh2；
定义thresh＝thresh1-thresh2、第一阈值t1和第二阈值t2，当thresh>t1或者thresh2>t2，判定所述第一配准OCT图和所述基准图配准时会出现重影；
其中0.9<p1<1，0.9<p2<p1。
进一步地：所述取差图的分布函数是以直方图的统计形式得到的。
本发明还公布了一种去除重影的眼科OCT图像高清配准装置，包括：
配准OCT图获取模块，用于从n幅眼科OCT图像中选取信噪比最强的一幅作为基准图，将其余n-1幅眼科OCT图像分别与所述基准图进行配准，得到n-1幅配准OCT图；
重影判定模块，用于判断所述n-1幅配准OCT图中的每一幅和基准图配准时是否有重影；
高清OCT图合成模块，用于将和基准图配准时没有重影的所有配准OCT图合成为一幅高清OCT图。
进一步地：判断所述n-1幅配准OCT图中的每一幅和基准图配准时是否有重影，其步骤如下：
选取所述n-1幅配准OCT图的任意一幅，定义为第一配准OCT图，判定所述第一配准OCT图和所述基准图配准时是否有重影；
定义剩余的n-2幅配准OCT图为第二配准OCT图，用和判定所述第一幅配准OCT图和所述基准图配准时是否有重影的办法，判定所述n-2幅第二配准OCT图中的每一幅和所述基准图配准时是否有重影。
进一步地：判定所述第一配准OCT图和所述基准图配准时是否有重影，具体步骤如下：
将所述第一配准OCT图和所述基准图分别进行平滑；
将平滑后的所述第一配准OCT图和平滑后的所述基准图取差后得到取差图,取差图＝|平滑后的第一配准OCT图-平滑后的基准图|；
设置第一参数p1和第二参数p2，统计出所述取差图的分布函数；
根据所述取差图的分布函数求出分布值最接近第一参数p1的第一像素值thresh1，以及分布值最接近第二参数p2的第二像素值thresh2；
定义thresh＝thresh1-thresh2、第一阈值t1和第二阈值t2，当thresh>t1或者thresh2>t2时，判定所述第一配准OCT图和所述基准图配准时会出现重影；
其中0.9<p1<1，0.9<p2<p1。
进一步地：所述取差图的分布函数是以直方图的统计形式得到的。
本发明的有益效果：本发明公布的一种去除重影的眼科OCT图像高清配准方法及装置，利用该装置扫描人眼，经装置处理得到n幅OCT图像，从这n幅OCT图像中选取信噪比最强的一幅作为基准图，然后将其余剩下的n-1幅OCT图像中的每一幅分别和基准图进行一一配准，得到n-1幅配准OCT图像；通过将n-1幅配准OCT图中的每一幅分别和基准图配准，将配准时会产生重影的那部分配准OCT图去除，保留和基准图配准过程中不会产生重影的那部分配准OCT图，然后将保留的那部分配准OCT图合成为一幅高清OCT图像，从而使得高清OCT图的成像质量更高。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明中提到眼科OCT装置的示意图；
图3为利用眼科OCT装置扫描人眼得到的OCT图像；
图4为将眼科OCT装置扫描人眼得到的n幅OCT图中任选一幅作为基准图，将剩余的n-1幅OCT图的每一幅分别与基准图b进行一一配准，得到n-1幅配准OCT图(未图示)。
图5为配准OCT图有重影C的配准OCT图；
图6为没有重影的配准OCT图；
图7为平滑后的图a和平滑后的基准图b取差值后得到的取差图c；
图8为像素值和参数的对应关系示意图；
图9为将若干幅不包含重影的配准OCT图合成的一幅高清OCT图；
图10为本发明公布的一种去除重影的眼科OCT图像高清配准的装置的模块图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参考图1，图1为本方法总的流程图，包括：
S1：从n幅眼科OCT图像中选取信噪比最强的一幅作为基准图，将其余n-1幅眼科OCT图像分别与所述基准图配准，得到n-1幅配准OCT图；
S2：判断所述n-1幅配准OCT图中的每一幅和基准图配准时是否有重影；
S3：将和基准图配准时没有重影的所有配准OCT图合成为一幅高清OCT图。
对于步骤S1，获得n-1幅配准OCT图的步骤为：首先利用眼科OCT装置扫描人眼，经过处理得到如图4所示的n幅眼科OCT图。其中，每一幅眼科OCT图的实物图见图3。从这n幅眼科OCT图中选择信噪比最强的一幅(例如图4中的第4幅)作为基准图，将其余n-1幅OCT图分别与基准图进行配准，得到n-1幅配准OCT图。
对于前面提到的眼科OCT装置，请参考图2，包括：光源100、分光模块200、参考臂模块300、样品臂模块500、探测模块600及控制系统700。眼科OCT装置的工作原理如下：光源100发出的光传递至分光模块200，分光模块200将接收到的光分成参考光和探测光，其中参考光传递给参考臂模块300，探测光传递给样品臂模块500。参考臂模块300将接收到的参考光经反射后传回到分光模块200；探测光经过准直镜400准直，经样品臂模块500扫描眼睛800；探测光经眼睛800内的组织散射后形成信号光，再经样品臂模块500和准直镜400，返回分光模块200，信号光与参考光在分光模块200处干涉后形成干涉光。探测模块600将该干涉光传输至控制系统700，控制系统700处理该干涉光，得到眼底的OCT信号，然后经过控制系统700(计算机)的显示装置(如显示屏)显示出被扫描人眼的OCT图(见图3)。其中，参考臂模块300内置有参考镜301，分光模块200分光得到的参考光经参考镜301反射后返回到分光模块200内。需要说明的是，在通常情况下，准直镜400应属于样品臂模块500的一部分，只不过在本技术方案中，将准直镜400独立于样品臂模块500，但这并不影响OCT系统的工作原理。前面提到的n幅眼科OCT图就是通过利用如图2所示的眼科OCT装置扫描人眼得到的。
由于从n幅眼科OCT图已经选取了信噪比最强的一幅作为基准图，则剩下的n-1幅眼科OCT图均与基准图配准，得到n-1幅配准OCT图(未图示)。但是，由于将n-1幅配准OCT图中的每一幅和基准图进行配准时可能有若干幅存在重影(如图5的C区域所出现的重影)，若将这些和基准图配准时产生重影的配准OCT图用于参与合成高清图像(见图9)，则最后得到的合成高清图的效果很不理想。因此，需要将这n-1幅配准OCT图和基准图配准时产生重影的那部分配准OCT图剔除，将剩下的和基准图配准时没有没有重影的m幅配准OCT图)合成为一幅如图9所示的高清OCT图。此处m的值小于等于n-1。若m等于n-1，则说明n-1幅配准OCT图和基准图配准时不会产生如图5所示的重影，当然这是最理想的情况。一般情况下，n-1幅配准OCT图和基准图配准时都会有一部分因为出现重影而不能用于合成如图9所示的高清OCT图像，这样m就小于n-1。
为了从得到的n-1幅配准OCT图中判断出哪一部份在和基准图配准时会产生如图5所示的重影，则需要将n-1幅配准OCT图的每一幅分别和基准图配准，以剔除掉那些在配准过程中会产生重影的配准OCT图。
具体地，判断所述n-1幅配准OCT图中的每一幅和基准图配准时是否有重影的步骤如下：
S21：选取所述n-1幅配准OCT图的任意一幅，定义为第一配准OCT图，判定所述第一配准OCT图和所述基准图配准时是否有重影；
S22：将剩余的n-2幅配准OCT图均定义为n-2幅第二配准OCT图，用和判定所述第一配准OCT图和所述基准图配准时是否有重影的办法，判定所述n-2幅第二配准OCT图中的每一幅和所述基准图配准时是否有重影。
因此，只要知道了其中一幅配准OCT图和基准图配准时是否有重影的方法，其余的依照同样的方法进行判断。在本专利申请中，首先选取第一配准OCT图用于和配准OCT图进行配准，判断其在配准过程中是否有重影，该步骤即为步骤S21。
具体地，步骤S21又可以分解为：
S211：将所述第一配准OCT图进行平滑，同时对将基准图也进行平滑；
S212：将平滑后的第一配准OCT图和平滑后的基准图取差值后得到取差图(见图7)，即取差图＝|平滑后的第一配准OCT图-平滑后的基准图|；
S213：设置第一参数p1和第二参数p2，0.9<p1<1，0.9<p2<p1。统计出取差图的分布函数(见图8)；
S214：根据取差图的分布函数求出分布值最接近第一参数p1的第一像素值thresh1，以及分布值最接近第二参数p2的第二像素值thresh2；
S215：定义thresh＝thresh1-thresh2，第一阈值t1和第二阈值t2，当thresh>t1或者thresh2>t2时，则第一配准OCT图和基准图配准后会出现重影(见图5)。其中，若thresh越大，第一配准OCT图和基准图配准后会出现重影的概率越高；
在步骤S213中，得到取差图的分布函数方式有多种，其中一种方式就是通过直方图的形式统计出取差图的分布函数。
通过步骤S211到步骤S215，就能判定第一配准OCT图和基准图配准时是否出现有如图5所示的重影C,如果有，则将该幅配准OCT去掉，不参与后面高清OCT图的合成；如果没有如图5所示的重影C，则保留备用。
定义剩余的n-2幅幅配准OCT图均为n-2幅第二配准OCT图，用同样的办法，将n-2幅幅第二配准OCT图的每一幅幅分别和基准图进行配准，检查其配准时是否有如图5所示的重影C，若有，则将该幅幅第二配准OCT图剔除。若没有重影C,见图6，则将该幅幅第二配准OCT图保留。
最后通过步骤S3，将所有和基准图配准时没有重影的m幅配准OCT图(见图6)合成为一幅高清OCT图(见图9)。
因此，通过本发明所公布的一种能去除重影的眼科OCT图像高清配准的方法，可以将会产生重影的配准OCT图像判别出来，并且加以剔除，从而彻底解决最后合成的高清OCT图(见图9)中存在的重影问题，使得图9所示的高清图像的图像质量更高。
参考图10，本发明还公布了一种能去除重影的眼科OCT图像高清配准的装置，包括：配准OCT图获取模块、重影判定模块和高清OCT图合成模块。
其中，配准OCT图获取模块，用于从n幅眼科OCT图像中选取信噪比最强的一幅作为基准图，将其余n-1幅眼科OCT图像分别与所述基准图进行配准，得到n-1幅配准OCT图。。配准OCT图的获取步骤前面已经介绍过，在此不再累述。
重影判定模块，用于判断所述n-1幅配准OCT图中的每一幅是否有重影。从n-1幅配准OCT图中将有重影的配准OCT图(见图5中C区域)挑选出来，不参与后面的高清OCT图的合成，对于配准OCT图中没有重影的配准OCT图(见图6)，则需要保留下来以供后面的高清OCT图合成需要。需要说明的是，为了不漏掉n-1幅配准OCT图中符合高清OCT图合成需要的所有配准OCT图，则需要对n-1幅配准OCT图中的每一幅都要判断是否存在重影。
判断n-1幅配准OCT图中任意一幅是否存在如图5所示的重影，其方法在前面已经介绍过，在此不再累述。
通过本发明所公布的一种去除重影的眼科OCT图像高清配准的方法，可以将若干幅配准OCT图和基准图分别进行配准时，产生重影的那部分配准OCT图挑选出来，并且加以剔除，然后将和基准图配准时没有产生重影的那部分配准OCT图保留下来，用于合成一幅高清OCT图(见图9)，从而使得图9所示的高清图像的图像质量更高。
参考图10，本发明还公布了一种去除重影的眼科OCT图像高清配准的装置，
包括：配准OCT图获取模块，用于获取n-1幅配准OCT图；重影判定模块，用于判断所述n-1幅配准OCT图中的每一幅和基准图配准时是否有重影；高清OCT图合成模块，用于将和基准图配准时没有重影的所有配准OCT图合成为一幅高清OCT图。
具体地，配准OCT图获取模块的功能和前面步骤S1中提到的n-1幅配准OCT的获取方法的工作原理一样，重影判定模块和前面步骤S2中提到的判断n-1幅配准OCT图中的每一幅和基准图配准时是否有重影的工作原理一样。高清OCT图合成模块，则和前面步骤S3中提到的高清OCT合成方法的工作原理一样。
通过本发明公布的去除重影的眼科OCT图像高清配准的装置，可以将若干幅配准OCT图和基准图分别进行配准时，会产生重影的那部分配准OCT图挑选出来，并且加以剔除，然后将在和基准图配准时没有产生重影的那部分配准OCT图用于合成一幅高清OCT图(见图9)，从而使得图9所示的高清图像的图像质量更高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种去除重影的眼科OCT图像高清配准方法,其特征在于：包括如下步骤：
从n幅眼科OCT图像中选取信噪比最强的一幅作为基准图，将其余n-1幅眼科OCT图像分别与所述基准图配准，得到n-1幅配准OCT图；
判断所述n-1幅配准OCT图中的每一幅和基准图配准时是否有重影；
将和基准图配准时没有重影的所有配准OCT图合成为一幅高清OCT图。
2.如权利要求1所述的去除重影的眼科OCT图像高清配准方法,其特征在于：
判断所述n-1幅配准OCT图中的每一幅和基准图配准时是否有重影，其步骤如下：
选取所述n-1幅配准OCT图的任意一幅，定义为第一配准OCT图，判定所述第一配准OCT图和所述基准图配准时是否有重影；
定义剩余的n-2幅配准OCT图为第二配准OCT图，用和判定所述第一配准OCT图和所述基准图配准时是否有重影的同样的办法，判定所述n-2幅第二配准OCT图中的每一幅和所述基准图配准时是否有重影。
3.如权利要求2所述的去除重影的眼科OCT图像高清配准方法,其特征在于：
判定所述第一配准OCT图和所述基准图配准时是否有重影，具体步骤如下：
将所述第一配准OCT图和所述基准图分别进行平滑；
将平滑后的所述第一配准OCT图和平滑后的所述基准图取差后得到取差图,取差图＝|平滑后的第一配准OCT图-平滑后的基准图|；
设置第一参数p1和第二参数p2，统计出所述取差图的分布函数；
根据所述取差图的分布函数求出分布值最接近第一参数p1的第一像素值thresh1，以及分布值最接近第二参数p2的第二像素值thresh2；
定义thresh＝thresh1-thresh2、第一阈值t1和第二阈值t2，当thresh>t1或者thresh2>t2，判定所述第一配准OCT图和所述基准图配准时会出现重影；
其中0.9<p1<1，0.9<p2<p1。
4.如权利要求3所述的去除重影的眼科OCT图像高清配准方法，其特征在于：所述取差图的分布函数是以直方图的统计形式得到的。
5.一种去除重影的眼科OCT图像高清配准装置，其特征在于，包括：
配准OCT图获取模块，用于从n幅眼科OCT图像中选取信噪比最强的一幅作为基准图，将其余n-1幅眼科OCT图像分别与所述基准图进行配准，得到n-1幅配准OCT图；
重影判定模块，用于判断所述n-1幅配准OCT图中的每一幅和基准图配准时是否有重影；
高清OCT图合成模块，用于将和基准图配准时没有重影的所有配准OCT图合成为一幅高清OCT图。
6.如权利要求5所述的去除重影的眼科OCT图像高清配准装置，其特征在于，
判断所述n-1幅配准OCT图中的每一幅和基准图配准时是否有重影，其步骤如下：
选取所述n-1幅配准OCT图的任意一幅，定义为第一配准OCT图，判定所述第一配准OCT图和所述基准图配准时是否有重影；
定义剩余的n-2幅配准OCT图为第二配准OCT图，用和判定所述第一幅配准OCT图和所述基准图配准时是否有重影的办法，判定所述n-2幅第二配准OCT图中的每一幅和所述基准图配准时是否有重影。
7.如权利要求6所述的去除重影的眼科OCT图像高清配准装置，其特征在于：
判定所述第一配准OCT图和所述基准图配准时是否有重影，具体步骤如下：
将所述第一配准OCT图和所述基准图分别进行平滑；
将平滑后的所述第一配准OCT图和平滑后的所述基准图取差后得到取差图,取差图＝|平滑后的第一配准OCT图-平滑后的基准图|；
设置第一参数p1和第二参数p2，统计出所述取差图的分布函数；
根据所述取差图的分布函数求出分布值最接近第一参数p1的第一像素值thresh1，以及分布值最接近第二参数p2的第二像素值thresh2；
定义thresh＝thresh1-thresh2、第一阈值t1和第二阈值t2，当thresh>t1或者thresh2>t2时，判定所述第一配准OCT图和所述基准图配准时会出现重影；
其中0.9<p1<1，0.9<p2<p1。
8.如权利要求7所述的去除重影的眼科OCT图像高清配准装置，其特征在于：所述取差图的分布函数是以直方图的统计形式得到的。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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