CN113143200A - 一种激光扫描眼底相机成像的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光扫描眼底相机成像的方法，具体上午成像方法如下：打开激光扫描仪，让其射出激光，通过光学部件发射至前眼部位置；调整SLO的焦距，使激光聚焦于前眼部位置；控制垂直裂隙光并将其投射到受检眼前眼部；调整眼球斜角位置的相机扫描，相机在不同位置获取多个受检眼前眼部断层图像；通过控制RGB激光曝光时间获取受检眼前眼部断层图像，并进行处理，得到受检眼眼底3D图片。本发明中所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，通过相机镜头平面、激光焦平面和物平面交于一线，符合沙姆定律实现对受检眼球的观察和3D成像，将沙母定律（Scheimpflug principle）与激光检眼镜进行结合，同时观察眼疾及得到前眼部清晰图像。

Description

一种激光扫描眼底相机成像的方法
技术领域
本发明属于图像处理技术领域，特别涉及一种激光扫描眼底相机成像的方法。
背景技术
图像是人类视觉的基础，是自然景物的客观反映，是人类认识世界和人类本身的重要源泉。“图”是物体反射或透射光的分布，“像“是人的视觉系统所接受的图在人脑中所形成的印象或认识。图像是客观对象的一种相似性的、生动性的描述或写真，是人类社会活动中最常用的信息载体。或者说图像是客观对象的一种表示，它包含了被描述对象的有关信息。它是人们最主要的信息源。
然而肉眼观察到的图像会因为各种各样的原因导致其最终的成像与实际的景象存在一定的差异，即导致图像失真，现有的部分成像处理方法会导致图像很暗，有些图片颜色会混淆，还有些图片会出现较大的非信息性的暗区，因而现有的图像处理技术还有待于改进。
发明内容
发明目的：为了克服以上不足，本发明提供一种激光扫描眼底相机成像的方法，通过相机镜头平面、激光焦平面和物平面交于一线，即被摄体平面、影像平面、镜头平面这三个面的延长面相交于一直线时，得到全面清晰的影像。
技术方案：为了实现上述目的，本发明中提供了一种激光扫描眼底相机成像的方法，具体上午成像方法如下： 1）：打开激光扫描仪，让其射出激光，通过光学部件发射至前眼部位置；
2）：调整SLO的焦距，使激光聚焦于前眼部位置；
3）：控制垂直裂隙光并将其投射到受检眼前眼部；
4）：调整眼球斜角位置的相机扫描，相机在不同位置获取多个受检眼前眼部断层图像；
5）：通过控制RGB激光曝光时间获取受检眼前眼部断层图像，并进行处理，得到受检眼眼底3D图片。
本发明所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，步骤1中光学部件发射至前眼部位置的具体方法为：
激光扫描仪发射出激光后，通过反射镜将激光反射至穿孔镜，穿孔镜再将激光反射至受检眼部。
本发明所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，步骤2）中SLO的焦距具体的调整方法如下： 先使用红外激光射出激光，通过反射镜将激光反射至穿孔镜，穿孔镜再将激光反射至前眼部位置，调焦完成后，再使用不同波长的RGB激光进行光学检测。
本发明所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，步骤3）中控制垂直裂隙光的具体方法为：
通过调节激光扫描仪上激光曝光时间，通过横向扫描垂直狭缝光，满足眼球斜角位置的相机实现受检眼眼球的全面扫描，满足眼球斜角位置的相机拍摄多角度的激光前眼部断层图像，得到全方位地图像信息。
本发明所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，步骤4中相机扫描的方式为水平扫描和旋转扫描。
其中，所述相机扫描具体的扫描方法如下：
水平扫描的方法为：通过对激光扫描仪测量头的水平移动，完成对受检眼前眼部断层成像；
旋转扫描的方法：通过对相机独立或整合旋转，设置在两侧的眼球斜角位置。
进一步的，所述激光为红外激光或者红激光或者绿激光或蓝激光。
本发明所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，所述步骤5中的RGB激光扫描后，图像处理的具体方法如下： 1）：数据输入：
即RGB激光扫描后通过欧式变换对激光进行旋转、平移变换，并将该变换构成一个群集，x’=[R t]x，其中R是一个3*3正交旋转矩阵，x 表示非齐次矢量，t表示变换距离， x’表示齐次矢量；
相机通过RGB激光采集图像经过处理输出一个彩色图像，定义为：g(x)=h(f1(x)f2(x)f3(x)),其中x属于3D定义域，函数f1、f2、f3、g表示在某个值域上的操作，h表示RGB三色图像处理算法因子；
2）：彩色变换：通过对每个通道乘以不同的尺度因子来实现图像色彩平衡，即将RGB映射到XYZ彩色空间，改变标称点，再重新映射到RGB空间；
3）：训练，对上一步骤中处理后的图像进行处理，并对处理后的图像进行分析。
本发明中RGB激光扫描后，图像处理方法中的步骤3，训练过程中对图像处理的具体方法如下： 1）：首先建立一个贝叶斯模型，通过贝叶斯模型来对每一幅图像估计一个光滑的辐射响应函数，对当前图片的自动对比度和色调进行模拟；
2）：将输入的图像融合成一个合成的辐射照度图，然后通过反相应曲线映射出一个图像的像素值，从而得到对应的辐射照度；
3）：将生成的高动态图像色调映射可供显示的色域。
本发明中RGB激光扫描后，图像处理方法中的步骤3训练过程中，图像噪音带来的颜色问题处理方法如下： 1）：采用基于谱图理论的归一化分割算法将像素相似和空间近似结合起来进行图像分割；
2）：定义一个分割损失函数，该损失函数既考虑了组的大小而且还用划分的大小对该损失函数进行归一化处理；
3）：归一化后的分割损失函数为：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
A和B表示两个割集，并在图中分别对A和B中所有其他节点相加项的权重求和等到求和项，W为边的权重矩阵，向量x包含是离散标记，i,j表示像素；
通过约束条件让x取任意实数，对输出设定的阀值重新设定，使它成为一个新的离散分割，图像降采样到54*38大小，根据贝叶斯概率模型理论，通过不断改变参数的最佳选择可以获取观测变量概率最大的值。这样使得分割变得技术将一幅图像分割成有意义的区域，这些区域利用颜色、边界和近邻相似特征进行构建。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：。
本发明中所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，通过相机镜头平面、激光焦平面和物平面交于一线，符合沙姆定律实现对受检眼球的观察和3D成像，将沙母定律（Scheimpflug principle）与激光检眼镜进行结合，同时观察眼疾及得到前眼部清晰图像，让其更好的满足用户的需要。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例1
本实施例中所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，具体上午成像方法如下：1）：打开激光扫描仪，让其射出激光，通过光学部件发射至前眼部位置；
2）：调整SLO的焦距，使激光聚焦于前眼部位置；
3）：控制垂直裂隙光并将其投射到受检眼前眼部；
4）：调整眼球斜角位置的相机扫描，相机在不同位置获取多个受检眼前眼部断层图像；
5）：通过控制RGB激光曝光时间获取受检眼前眼部断层图像，并进行处理，得到受检眼眼底3D图片。
实施例2
本实施例中所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，具体上午成像方法如下：1）：打开激光扫描仪，让其射出激光，通过光学部件发射至前眼部位置；
2）：调整SLO的焦距，使激光聚焦于前眼部位置；
3）：控制垂直裂隙光并将其投射到受检眼前眼部；
4）：调整眼球斜角位置的相机扫描，相机在不同位置获取多个受检眼前眼部断层图像；
5）：通过控制RGB激光曝光时间获取受检眼前眼部断层图像，并进行处理，得到受检眼眼底3D图片。
本实施例中所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，步骤1中光学部件发射至前眼部位置的具体方法为：
激光扫描仪发射出激光后，通过反射镜将激光反射至穿孔镜，穿孔镜再将激光反射至受检眼部。
本实施例中所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，步骤2）中SLO的焦距具体的调整方法如下： 先使用红外激光射出激光，通过反射镜将激光反射至穿孔镜，穿孔镜再将激光反射至前眼部位置，调焦完成后，再使用不同波长的RGB激光进行光学检测。
本实施例中所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，步骤3）中控制垂直裂隙光的具体方法为：
通过调节激光扫描仪上激光曝光时间，通过横向扫描垂直狭缝光，满足眼球斜角位置的相机实现受检眼眼球的全面扫描，满足眼球斜角位置的相机拍摄多角度的激光前眼部断层图像，得到全方位地图像信息。
本实施例中所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，步骤4中相机扫描的方式为水平扫描和旋转扫描。
本实施例中所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，所述相机扫描具体的扫描方法如下：
水平扫描的方法为：通过对激光扫描仪测量头的水平移动，完成对受检眼前眼部断层成像；
旋转扫描的方法：通过对相机独立或整合旋转，设置在两侧的眼球斜角位置。
本实施例中所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，所述激光为红外激光或者红激光或者绿激光或蓝激光。
实施例3
本实施例中所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，具体上午成像方法如下：1）：打开激光扫描仪，让其射出激光，通过光学部件发射至前眼部位置；
2）：调整SLO的焦距，使激光聚焦于前眼部位置；
3）：控制垂直裂隙光并将其投射到受检眼前眼部；
4）：调整眼球斜角位置的相机扫描，相机在不同位置获取多个受检眼前眼部断层图像；
5）：通过控制RGB激光曝光时间获取受检眼前眼部断层图像，并进行处理，得到受检眼眼底3D图片。
本实施例中图像先使用红外激光射出激光，通过反射镜将激光反射至穿孔镜，穿孔镜再将激光反射至前眼部位置，前眼部位置的图像通过穿孔镜投到第二个穿孔镜处，第二个穿孔镜将图像反射到第二反射镜，通过第二反射镜将图像反射到观察镜，与此同时，相机会对第二个穿孔镜中的图像进行拍摄。
本实施例中所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，步骤1中光学部件发射至前眼部位置的具体方法为：
激光扫描仪发射出激光后，通过反射镜将激光反射至穿孔镜，穿孔镜再将激光反射至受检眼部。
本实施例中所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，步骤2）中SLO的焦距具体的调整方法如下： 先使用红外激光射出激光，通过反射镜将激光反射至穿孔镜，穿孔镜再将激光反射至前眼部位置，调焦完成后，再使用不同波长的RGB激光进行光学检测。
本实施例中所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，步骤3）中控制垂直裂隙光的具体方法为：
通过调节激光扫描仪上激光曝光时间，通过横向扫描垂直狭缝光，满足眼球斜角位置的相机实现受检眼眼球的全面扫描，满足眼球斜角位置的相机拍摄多角度的激光前眼部断层图像，得到全方位地图像信息。
本实施例中所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，步骤4中相机扫描的方式为水平扫描和旋转扫描。
本实施例中所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，所述相机扫描具体的扫描方法如下：
水平扫描的方法为：通过对激光扫描仪测量头的水平移动，完成对受检眼前眼部断层成像；
旋转扫描的方法：通过对相机独立或整合旋转，设置在两侧的眼球斜角位置。
本实施例中所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，所述激光为红外激光或者红激光或者绿激光或蓝激光。
本实施例中所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法,所述步骤5中的RGB激光扫描后，图像处理的具体方法如下： 1）：数据输入：
即RGB激光扫描后通过欧式变换对激光进行旋转、平移变换，并将该变换构成一个群集，x’=[R t]x，其中R是一个3*3正交旋转矩阵，x 表示非齐次矢量，t表示变换距离， x’表示齐次矢量；
相机通过RGB激光采集图像经过处理输出一个彩色图像，定义为：g(x)=h(f1(x)f2(x)f3(x)),其中x属于3D定义域，函数f1、f2、f3、g表示在某个值域上的操作，h表示RGB三色图像处理算法因子；
2）：彩色变换：通过对每个通道乘以不同的尺度因子来实现图像色彩平衡，即将RGB映射到XYZ彩色空间，改变标称点，再重新映射到RGB空间；
3）：训练，对上一步骤中处理后的图像进行处理，并对处理后的图像进行分析。
所述的RGB激光扫描后，图像处理方法中的步骤3训练过程中，训练过程中对图像处理的具体方法如下： 1）：首先建立一个贝叶斯模型，通过贝叶斯模型来对每一幅图像估计一个光滑的辐射响应函数，对当前图片的自动对比度和色调进行模拟；
2）：将输入的图像融合成一个合成的辐射照度图，然后通过反相应曲线映射出一个图像的像素值，从而得到对应的辐射照度；
3）：将生成的高动态图像色调映射可供显示的色域。
本实施例中RGB激光扫描后，图像处理方法中的步骤3训练过程中图像噪音带来的颜色问题处理方法如下： 1）：采用基于谱图理论的归一化分割算法将像素相似和空间近似结合起来进行图像分割；
2）：定义一个分割损失函数，该损失函数既考虑了组的大小而且还用划分的大小对该损失函数进行归一化处理；
3）：归一化后的分割损失函数为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
A和B表示两个割集，并在图中分别对A和B中所有其他节点相加项的权重求和等到求和项，W为边的权重矩阵，向量x包含是离散标记，i,j表示像素；
通过约束条件让x取任意实数，对输出设定的阀值重新设定，使它成为一个新的离散分割，图像降采样到54*38大小，根据贝叶斯概率模型理论，通过不断改变参数的最佳选择可以获取观测变量概率最大的值。这样使得分割变得技术将一幅图像分割成有意义的区域，这些区域利用颜色、边界和近邻相似特征进行构建。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种激光扫描眼底相机成像的方法，其特征在于：具体上午成像方法如下： 1）：打开激光扫描仪，让其射出激光，通过光学部件发射至前眼部位置；
2）：调整SLO的焦距，使激光聚焦于前眼部位置；
3）：控制垂直裂隙光并将其投射到受检眼前眼部；
4）：调整眼球斜角位置的相机扫描，相机在不同位置获取多个受检眼前眼部断层图像；
5）：通过控制RGB激光曝光时间获取受检眼前眼部断层图像，并进行处理，得到受检眼眼底3D图片。
2.根据权利要求1所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，其特征在于：步骤1中光学部件发射至前眼部位置的具体方法为：
激光扫描仪发射出激光后，通过反射镜将激光反射至穿孔镜，穿孔镜再将激光反射至受检眼部。
3.根据权利要求1所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，其特征在于：步骤2）中SLO的焦距具体的调整方法如下： 先使用红外激光射出激光，通过反射镜将激光反射至穿孔镜，穿孔镜再将激光反射至前眼部位置，调焦完成后，再使用不同波长的RGB激光进行光学检测。
4.根据权利要求1所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，其特征在于：步骤3）中控制垂直裂隙光的具体方法为：
通过调节激光扫描仪上激光曝光时间，通过横向扫描垂直狭缝光，满足眼球斜角位置的相机实现受检眼眼球的全面扫描，满足眼球斜角位置的相机拍摄多角度的激光前眼部断层图像，得到全方位地图像信息。
5.根据权利要求1所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，其特征在于：步骤4中相机扫描的方式为水平扫描和旋转扫描。
6.根据权利要求5所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，其特征在于：所述相机扫描具体的扫描方法如下：
水平扫描的方法为：通过对激光扫描仪测量头的水平移动，完成对受检眼前眼部断层成像；
旋转扫描的方法：通过对相机独立或整合旋转，设置在两侧的眼球斜角位置。
7.根据权利要求1所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，其特征在于：所述激光为红外激光或者红激光或者绿激光或蓝激光。
8.根据权利要求1所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，其特征在于：所述步骤5中的RGB激光扫描后，图像处理的具体方法如下： 1）：数据输入：
即RGB激光扫描后通过欧式变换对激光进行旋转、平移变换，并将该变换构成一个群集，x’=[R t]x，其中R是一个3*3正交旋转矩阵，x 表示非齐次矢量，t表示变换距离， x’表示齐次矢量；
相机通过RGB激光采集图像经过处理输出一个彩色图像，定义为：g(x)=h(f1(x)f2(x)f3(x)),其中x属于3D定义域，函数f1、f2、f3、g表示在某个值域上的操作，h表示RGB三色图像处理算法因子；
2）：彩色变换：通过对每个通道乘以不同的尺度因子来实现图像色彩平衡，即将RGB映射到XYZ彩色空间，改变标称点，再重新映射到RGB空间；
3）：训练，对上一步骤中处理后的图像进行处理，并对处理后的图像进行分析。
9.根据权利要求8所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，其特征在于：步骤3，训练过程中对图像处理的具体方法如下： 1）：首先建立一个贝叶斯模型，通过贝叶斯模型来对每一幅图像估计一个光滑的辐射响应函数，对当前图片的自动对比度和色调进行模拟；
2）：将输入的图像融合成一个合成的辐射照度图，然后通过反相应曲线映射出一个图像的像素值，从而得到对应的辐射照度；
3）：将生成的高动态图像色调映射可供显示的色域。
10.根据权利要求8所述的一种激光扫描眼底相机成像的方法，其特征在于：步骤3训练过程中，图像噪音带来的颜色问题处理方法如下： 1）：采用基于谱图理论的归一化分割算法将像素相似和空间近似结合起来进行图像分割；
2）：定义一个分割损失函数，该损失函数既考虑了组的大小而且还用划分的大小对该损失函数进行归一化处理；
3）：归一化后的分割损失函数为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
A和B表示两个割集，并在图中分别对A和B中所有其他节点相加项的权重求和等到求和项，W为边的权重矩阵，向量x包含是离散标记，i,j表示像素；
通过约束条件让y取任意实数，对输出设定的阀值重新设定，使它成为一个新的离散分割，图像降采样到54*38大小，根据贝叶斯概率模型理论，通过不断改变参数的最佳选择可以获取观测变量概率最大的值,使得分割变得技术将一幅图像分割成有意义的区域，这些区域利用颜色、边界和近邻相似特征进行构建。
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