CN114468975A - 体积oct图像数据处理 - Google Patents

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CN114468975A CN202111307355.1A CN202111307355A CN114468975A CN 114468975 A CN114468975 A CN 114468975A CN 202111307355 A CN202111307355 A CN 202111307355A CN 114468975 A CN114468975 A CN 114468975A
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普拉文·阿肖克
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Optos PLC
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Abstract

本申请涉及体积OCT图像数据处理。一种处理C扫描数据以生成校正数据的方法，该C扫描数据包括由OCT成像系统获取的对成像目标的B扫描序列，该校正数据用于补偿由OCT成像系统和成像目标的相对运动引起的在该序列中的B扫描之间的轴向位移，该相对运动在B扫描的获取期间使OCT成像系统和成像目标之间的距离变化，该校正数据是通过以下方式生成的：对于该序列中多对相邻B扫描中的每个相邻B扫描对，确定(S10)在相邻B扫描中的共同眼部特征的相应表示之间的轴移的相应指示符；以及根据所确定的指示符随着在该序列中相对应的相邻B扫描对的位置的变化，确定(S20)该变化的第一频率分量，其指示B扫描的获取期间的相对运动。

Description

体积OCT图像数据处理
技术领域
本文的示例方面总体上涉及眼科光学相干断层扫描(OCT)成像系统的领域，并且更具体地，涉及一种用于处理由OCT成像系统生成的C扫描数据以生成校正数据的方法和装置，该校正数据用于补偿由OCT成像系统和成像目标的相对运动引起的获取的B扫描序列中的B扫描之间的轴向位移，该相对运动在OCT成像系统获取B扫描期间使OCT成像系统和成像目标之间的距离变化。
背景
对受试者眼睛的一部分(例如视网膜)的典型体积光学相干断层扫描(OCT)扫描(还称为C扫描)的获取可能需要大约1秒钟到5秒钟。在此期间，OCT成像系统在第一扫描方向上重复扫描OCT光束，以记录(二维)B扫描序列，每个B扫描包括一系列轴向扫描(A扫描)，该一系列轴向扫描是沿着第一扫描方向在视网膜表面的相应点处被记录的。B扫描序列中的B扫描通常在垂直于第一方向的方向上排列。在获取C扫描的期间，眼睛可能通常会由于受试者的不自主运动而轴向(沿着OCT光束的方向)移动。为了成功渲染C扫描图像，并确保基于C扫描图像执行的后续测量的准确性，可能有必要校正由受试者在C扫描捕获期间的运动引起的运动伪影。如果不对B扫描数据进行补偿以校正由受试者的运动引起的在一些B扫描之间的轴移，那么视网膜层识别和后续诊断测量的准确性可能会受到不利影响。
概述
根据本文的第一示例方面，本发明人设计了一种处理C扫描数据以生成校正数据的方法，该C扫描数据包括成像目标的由OCT成像系统获取的B扫描序列，该校正数据用于补偿由OCT成像系统和成像目标的相对运动引起的在B扫描序列中的B扫描之间的轴向位移，该相对运动在OCT成像系统获取B扫描期间使OCT成像系统和成像目标之间的距离变化。该方法包括通过为序列中多对相邻B扫描中的每个相邻B扫描对确定相邻B扫描中共同眼部特征的相应表示之间的轴移的相应指示符来生成校正数据。该方法还包括根据所确定的指示符随着序列中相对应的相邻B扫描对的位置的变化，确定该变化的第一频率分量，该第一频率分量指示在由OCT成像系统获取B扫描期间OCT成像系统和成像目标的相对运动。
可以通过计算相邻B扫描对之间的互相关并确定对应于所计算的互相关中的峰值的B扫描之间的偏移作为指示符来为每个相邻B扫描对确定轴移的相应指示符。
可替代地，可以通过识别相邻B扫描对的B扫描中的共同眼部特征的相应位置，并确定所识别的位置之间沿着B扫描的轴的位移来为每个相邻B扫描对确定轴移的相应指示符，该B扫描的轴表示成像系统的轴向方向。
前面阐述的方法还可以包括确定所述变化的指示成像目标的曲率的第二频率分量。在这种情况下，可以通过将m阶多项式拟合到所确定的指示符的变化来确定第二频率分量，并且可以通过以下方式来确定第一频率分量：从所确定的指示符的变化中的指示符中减去m阶多项式的值以生成指示符的校正变化，并且将n阶多项式拟合到指示符的校正变化，其中m和n是整数，并且m小于n。
前面阐述的方法还可以包括通过将基于第一频率分量的偏移应用于B扫描序列中的B扫描，使用校正数据来补偿由OCT成像系统和成像目标(20)的相对运动引起的B扫描序列中的B扫描之间的轴向位移。在这种情况下，可以通过进一步执行包括以下步骤的过程的至少两次迭代来确定第一频率分量：
(i)计算多个残值(residual value)，每个残值被计算为在指示符的变化中的指示符和n阶多项式的对应值之间的差值；
(ii)确定多个残值是否包括超出第一正阈值或低于第一负阈值的异常值；
(iii)在确定多个残值包括异常值的情况下，从指示符的变化中去除对应于异常值的指示符，以生成指示符的更新变化，并且在确定残值不包括异常值的情况下，确定n阶多项式作为第一频率分量并结束该过程；和
(iv)将n阶多项式拟合到指示符的更新变化，
其中，在该过程的第一次迭代中，多个残值中的每个残值被计算为指示符的校正变化中的指示符和拟合到指示符的校正变化的n阶多项式的对应值之间的差值，并且其中，在该过程的剩余的一次或更多次迭代中的每次迭代中，多个残值中的每个残值被计算为在该过程的前一次迭代中生成的指示符的更新变化中的指示符和拟合到该过程的前一次迭代中生成的指示符的更新变化的n阶多项式的对应值之间的差值。该方法还可以包括：确定多个残值中具有大于第二正阈值或小于第二负阈值的量值的残值的数量，其中第二正阈值小于第一正阈值，而第二负阈值大于第一负阈值；在残值的确定数量小于第三阈值的情况下，通过将基于第一频率分量的偏移应用于B扫描序列中的B扫描，来补偿B扫描序列中的B扫描之间的轴向位移；以及在残值的确定数量不小于第三阈值的情况下，确定不补偿B扫描序列中的B扫描之间的轴向位移。
前面阐述的方法还可以包括通过以下步骤生成可靠性指示符，该可靠性指示符指示所生成的校正数据的可靠性：使用B扫描序列中的B扫描对计算度量的相应值，该度量的相应值指示当B扫描对被获取时成像目标结构相对于OCT成像系统的速度和加速度中的至少一个；确定度量的计算值中是否有至少预定数量的计算值超出第四阈值；在度量的计算值中有至少预定数量的计算值被确定为超出第四阈值的情况下，设置可靠性指示符以指示校正数据是不可靠的；以及在度量的计算值中没有至少预定数量的计算值被确定为超出第四阈值的情况下，设置可靠性指示符以指示校正数据是可靠的。该方法还可以包括，在可靠性指示符被设置为指示校正数据是可靠的情况下，通过将基于第一频率分量的偏移应用于B扫描序列中的B扫描来补偿B扫描序列中的B扫描之间的轴向位移。
此外，根据本文的第二示例方面，本发明人设计了一种包括当由处理器执行时使得处理器执行上述方法的计算机程序指令的计算机程序。
此外，根据本文的第三示例方面，本发明人设计了一种数据处理装置，该数据处理装置被配置为处理由光学相干断层扫描OCT成像系统获取的包括成像目标的B扫描序列的C扫描数据以生成校正数据，该校正数据用于补偿由OCT成像系统和成像目标的相对运动引起的在B扫描序列中的B扫描之间的轴向位移，该相对运动在由OCT成像系统获取B扫描期间使OCT成像系统和成像目标之间的距离变化。该数据处理装置包括轴移确定模块，该轴移确定模块被布置为对于序列中多对相邻B扫描中的每相邻B-扫描对，确定相邻B扫描中的共同眼部特征的相应表示之间的轴移的相应指示符。该数据处理装置还包括频率分量确定模块，该频率分量确定模块被布置为根据所确定的指示符的变化来确定该变化的第一频率分量，该变化指示轴移如何随着序列中相对应的相邻B扫描对的位置而变化，该第一频率分量指示在由OCT成像系统获取B扫描期间OCT成像系统和成像目标的相对运动。
轴移确定模块可以被布置为通过计算相邻B扫描对之间的互相关并确定对应于所计算的互相关中的峰值的B扫描之间的偏移作为指示符，来确定每个相邻B扫描对的轴移的相应指示符。可替代地，轴移确定模块可以被布置为通过识别相邻B扫描对的B扫描中的共同眼部特征的相应位置，并且确定所识别的位置之间沿着B扫描的轴的位移，来确定每个相邻B扫描对的轴移的相应指示符，该B扫描的轴表示成像系统的轴向方向。
频率分量确定模块还可以被布置为确定变化的第二频率分量，该第二频率分量指示成像目标的曲率。在这种情况下，频率分量确定模块可以被布置为：通过将m阶多项式拟合到所确定的指示符的变化来确定第二频率分量；以及通过以下方式来确定第一频率分量：从所确定的指示符的变化中的指示符减去m阶多项式的值以生成指示符的校正变化，并且将n阶多项式拟合到指示符的校正变化，其中m和n是整数，并且m小于n。
上述数据处理装置还可以包括位移补偿模块，位移补偿模块被布置为通过将基于第一频率分量的偏移应用于B扫描序列中的B扫描，来补偿由在OCT成像系统获取B扫描期间OCT成像系统和成像目标的相对运动引起的B扫描序列中的B扫描之间的位移。
频率分量确定模块可以被布置为通过进一步执行包括以下步骤的过程的至少两次迭代来确定第一频率分量：
(i)计算多个残值，每个残值被计算为指示符变化中的指示符和n阶多项式的对应值之间的差值；
(ii)确定多个残值是否包括超出第一正阈值或低于第一负阈值的异常值；
(iii)在确定多个残值包括异常值的情况下，从指示符的变化中去除对应于异常值的指示符，以生成指示符的更新变化，以及在确定残值不包括异常值的情况下，确定n阶多项式作为第一频率分量并结束该过程；和
(iv)将n阶多项式拟合到指示符的更新变化，
其中，在该过程的第一次迭代中，多个残值中的每个残值被计算为指示符的校正变化中的指示符和拟合到指示符的校正变化的n阶多项式的对应值之间的差值，并且其中，在该过程的剩余的一次或更多次迭代的每次迭代中，多个残值中的每个残值被计算为在该过程的前一次迭代中生成的指示符的更新变化中的指示符和拟合到该过程的前一次迭代中生成的指示符的更新变化的n阶多项式的对应值之间的差值。频率分量确定模块还被配置为：确定多个残值中具有大于第二正阈值或小于第二负阈值的量值的残值的数量，其中第二正阈值小于第一正阈值，而第二负阈值大于第一负阈值；在残值的确定数量小于第三阈值的情况下，通过将基于第一频率分量的偏移应用于B扫描序列中的B扫描，来补偿B扫描序列中的B扫描之间的轴向位移；以及在残值的确定数量不小于第三阈值的情况下，确定不补偿B扫描序列中的B扫描之间的轴向位移。
上述数据处理装置还可以包括可靠性指示符生成器模块，可靠性指示符生成器模块被配置为：使用B扫描序列中的B扫描对来计算度量的相应值，该度量的相应值指示当B扫描对被获取时成像目标结构相对于OCT成像系统的速度和加速度中的至少一个；确定度量的计算值中是否有至少预定数量的计算值超出第四阈值；在度量的计算值中有至少预定数量的计算值被确定为超出第四阈值的情况下，设置可靠性指示符以指示校正数据是不可靠的；并且在度量的计算值中没有至少预定数量的计算值被确定为超出第四阈值的情况下，设置可靠性指示符以指示校正数据是可靠的。在可靠性指示符已经被设置为指示校正数据是可靠的情况下，位移补偿模块可以被配置为通过将基于第一频率分量的偏移应用于B扫描序列中的B扫描来补偿B扫描序列中的B扫描之间的轴向位移。
附图简述
现在将仅通过非限制性示例的方式参考下面描述的附图来详细解释示例实施例。在附图中的不同附图中出现的相似的参考数字可以表示相同的或在功能上相似的元素，除非另有指示。
图1是根据本文的第一示例实施例的用于处理C扫描数据的数据处理装置的示意图。
图2A示出了受试者的运动的示例，该运动引起在由OCT成像系统对视网膜成像期间在受试者的视网膜和OCT成像系统之间的距离变化。
图2B示出了在由OCT成像系统获取的B扫描序列中的相邻B扫描对中的共同眼部特征之间的轴移的示例，该轴移是由图2A所示的视网膜的运动引起的。
图3是示出了本文的示例实施例的数据处理装置的可编程信号处理硬件中的示例实施方式的框图。
图4是示出了一种方法的流程图，通过该方法，图1的数据处理装置处理包括B扫描序列的C扫描数据，以生成用于补偿B扫描序列中的B扫描之间的轴向位移的校正数据。
图5示出了多个指示符值序列的曲线图，每个指示符值指示在B扫描序列中的B扫描对中的共同视网膜特征之间的轴移。这些曲线图示出了指示符值如何随着序列中对应的相邻B扫描对的位置而变化。
图6示出了根据本文描述的第一示例实施方式的方法，该方法可以由数据处理装置的频率确定模块执行，以确定变化的第一频率分量，该第一频率分量指示在获取B扫描期间OCT成像系统和视网膜的相对运动。
图7示出了根据本文描述的第二示例实施方式的方法，该方法可以由频率确定模块执行以确定变化的第一频率分量，该第一频率分量指示在获取B扫描期间OCT成像系统和视网膜的相对运动。
图8示出了根据本文的示例实施例的方法，该方法可以被执行来确定是否补偿B扫描序列中的B扫描之间的轴向位移。
图9示出了一种可以通过可靠性指示符生成模块来执行以生成指示所生成的校正数据的可靠性的可靠性指示符的方法，该可靠性指示符生成模块可以作为数据处理装置的一部分来被提供。
示例实施例的详细描述
图1是根据示例实施例的数据处理装置10的示意图。数据处理装置10被配置为处理包括成像目标20的B扫描序列的C扫描数据(该C扫描数据由OCT成像系统30获取)，以生成用于补偿B扫描序列中的B扫描之间的轴向位移的校正数据。如在本示例实施例中，成像目标20可以是受试者的眼睛25的视网膜，但是可替代地，成像目标20可以是眼睛25的可以具有曲率的另外的部位(诸如例如眼睛25的前部区域)。轴向位移是由OCT成像系统30和成像目标20的相对运动引起的，该相对运动在由OCT成像系统30获取B扫描期间使OCT成像系统30和成像目标20之间的距离变化。轴向位移可以被理解为在使用OCT成像系统30对视网膜成像期间沿着入射到眼睛25上的OCT光束40的传播方向的位移。
OCT成像系统30采用眼科扫描仪来扫描跨越成像目标20的OCT成像光束40，以获取由数据处理装置10处理的C扫描数据。如在本示例实施例中，数据处理装置10可以被提供为诸如PC或膝上型电脑的独立处理器，其可以(直接地或经由网络，诸如互联网)通信地耦合到OCT成像系统30以从其接收C扫描数据。可替代地，数据处理装置30可以作为OCT成像系统30的一部分来被提供。OCT成像系统30可以是本领域技术人员公知的能够从受试者的眼睛25获取OCT数据的任何种类的OCT扫描仪。
如图1所示，本示例实施例的数据处理装置10包括轴移确定模块2，其被配置为对于B扫描序列中的多对相邻B扫描中的每相邻B扫描对，确定相邻B扫描中共同眼部特征的相应表示之间的轴移的相应指示符。如在本示例实施例中，轴移可以表示共同眼部特征之间的在相邻B扫描中沿着对应于轴向方向(即，构成B扫描的A扫描的每个A扫描中的数据排列的方向，该数据是通过沿着入射在眼睛25上的OCT光束40的传播方向在不同深度处的测量被获得的)的B扫描的轴的位移(或偏移)。在本示例实施例中，由轴移确定模块2处理的B扫描序列包括形成由OCT成像系统30获取的C扫描数据的完整的B扫描序列。然而，应该注意的是，由轴移确定模块2处理的B扫描序列不必是前述完整序列，并且可替代地，跨越包括完整序列的子集，例如包含完整的B扫描序列中每隔一个B扫描(every other B-scan)的子集。
如图1所示，轴移确定模块2还可以包括可靠性指示符生成模块3，其功能在下面更详细地进行描述。
数据处理装置10还包括频率分量确定模块4，频率分量确定模块4被配置为根据所确定的指示符随着序列中相对应的相邻B扫描对的位置的变化来确定该变化的第一频率分量，该第一频率分量指示在由OCT成像系统30获取B扫描期间OCT成像系统30和成像目标20的相对运动。
如在本示例实施例中，数据处理装置10还可以包括轴向位移补偿模块6，其被布置为使用校正数据(具体地说，通过将基于第一频率分量的偏移应用于B扫描序列中的B扫描)来补偿在由OCT成像系统30获取B扫描期间OCT成像系统30和成像目标20的相对运动引起的B扫描序列中的B扫描之间的位移。
C扫描可以被渲染以提供眼睛25的一部分的三维图像，并且包括B扫描序列，该B扫描序列通常是通过跨越眼睛25的二维区域以光栅图案等扫描OCT光束40而获取的。通过在单个方向上(例如，诸如沿着视网膜的表面上的X轴)扫描OCT光束40来获取每个B扫描，以记录眼睛25的区域的(沿着X轴和Z轴)二维横截面视图。每个B扫描包括多个A扫描，其中每个A扫描为眼睛25中的单个横向点提供表示眼睛25的轴向/深度方向(即，沿着Z轴)的图像数据。
图2A示出了成像目标20(即，在本示例中为视网膜)相对于OCT成像系统30的运动的示例，该运动引起在获取C扫描数据期间在视网膜和OCT成像系统30之间的距离变化。如图2A的示例所示，在获取B扫描期间受试者的运动引起在视网膜和OCT成像系统30之间的距离(沿着轴向方向)减小距离D。
图2B示出了在图2A所示的眼睛25和OCT成像系统30的相对运动之前和之后捕获的标记为210和220的相邻B扫描对中观察到的共同眼部特征的位置的轴移。在本示例中，在相邻B扫描对中的共同眼部特征是眼睛25的视网膜层230。如图2B所示，由于在获取B扫描期间发生视网膜的运动，视网膜层230在B扫描220中的位置相对于其在B扫描210中的位置沿着B扫描的Y轴偏移了d像素的距离。在图2B中，B扫描210和220的Y轴表示轴向方向，而X轴表示沿着视网膜的表面的横向方向。如果不校正，则相邻B扫描中视网膜层230的轴移将引起运动伪影出现在C扫描数据的渲染中，这可能会妨碍对正在进行的对视网膜中潜在特征(underlying feature)的正确诊断或测量。
图3是可编程信号处理硬件300的示意图，该可编程信号处理硬件300可被配置为使用本文所述的技术来处理功能性C扫描数据，并且其可以用作第一示例实施例的轴移确定模块2、可靠性指示符生成器模块3、频率分量确定模块4和位移补偿模块6。
可编程信号处理装置300包括通信接口(I/F)310，以用于与OCT成像系统30通信，从其接收C扫描数据。信号处理装置300还包括处理器(例如，中央处理单元CPU和/或图形处理单元GPU)320、工作存储器330(例如，随机存取存储器)和存储包括计算机可读指令的计算机程序390的指令储存装置340，该计算机可读指令当由处理器320执行时使处理器320执行各种功能，包括本文描述的轴移确定模块2、可靠性指示符生成器模块3、频率分量确定模块4和位移补偿模块6的功能。工作存储器330存储处理器320在执行计算机程序390期间所使用的信息。指令储存装置340可以包括预加载有计算机可读指令的(例如，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)或闪存的形式的)ROM。可替代地，指令储存装置340可以包括RAM或类似类型的存储器，并且计算机程序390的计算机可读指令可以从计算机程序产品(诸如CD-ROM、DVD-ROM等形式的非易失性计算机可读存储介质350或者携带计算机可读指令的计算机可读信号360)输入到指令储存装置340。在任何情况下，计算机程序390在由处理器320执行时使处理器320执行如本文所述的处理C扫描数据的方法。然而，应当注意的是，轴移确定模块2、可靠性指示符生成器模块3、频率分量确定模块4和位移补偿模块6可以替代性地在不可编程硬件(如专用集成电路(ASIC))中实现。
图4是示出了一种方法的流程图，通过该方法，图1的数据处理装置10处理C扫描数据，以生成用于补偿所获取的B扫描序列中的B扫描之间的轴移的校正数据。
在图4的步骤S10中，轴移确定模块2对于序列中多对相邻B扫描中的每个相邻B扫描对确定相邻B扫描中共同眼部特征的相应表示之间的轴移的相应指示符。如在本示例实施例中，轴移的相应指示符可以是沿着对应于上述轴向方向的B扫描的轴在一对相邻B扫描中的共同眼部特征的相应坐标之间的距离。然而，轴移的指示符不局限于这方面，并且可以可替代地是基于距离确定的值。作为示例，对于N+1个B扫描的序列Bk(对于k＝1、2、……、N+1)，可以从B扫描序列中的N个相对应的B扫描对导出一组N个指示符Si(对于i＝1、2、……、N)，其中指示符Si是从B扫描Bk＝i和Bk＝i+1导出的，并且指示在B扫描对Bk＝i和Bk＝i+1中的共同眼部特征的相应表示之间的轴移。因此，指示符索引i对应于生成指示符Si的B扫描序列中的相邻B扫描对的位置。
如在本示例实施例中，可以通过计算相邻B扫描对之间的互相关并确定对应于所计算的互相关中的峰值的B扫描之间的偏移作为指示符，来为每个相邻B扫描对确定轴移的指示符。互相关可以例如是相邻B扫描对的归一化二维互相关，其确定(B扫描对中的)一个B扫描中的眼部特征的表示的位置相对于另一个B扫描中的相同眼部特征的表示的位置的(沿着B扫描的两个轴的)偏移。然而，只有沿着对应于轴向方向的B扫描的轴确定的偏移可以被视为在相邻B扫描对中的共同眼部特征的相应表示之间的轴移的指示符。在一些情况下，在获取B扫描期间眼睛的横向运动可以忽略的情况下，可以执行相邻B扫描对的一维互相关，并且对应于所计算的一维互相关中的峰值的B扫描之间的偏移可以被视为轴移的指示符。
尽管在本示例实施例中使用互相关来计算轴移的指示符，但是可以可替代地采用任何其他合适的方法。例如，在可替代的实施例中，可以通过识别相邻B扫描对的B扫描中的共同眼部特征的相应位置，并确定所识别的位置之间沿着对应于如上述轴向方向的B扫描的轴的位移，来为每个相邻B扫描对确定轴移的指示符。例如，可以使用机器学习算法或任何其他合适的图像处理算法来识别该相邻B扫描对中的共同眼部特征的相应位置。
在图4的步骤S20中，频率分量确定模块4根据所确定的指示符随着B扫描序列中相对应的相邻B扫描对的位置的变化来确定该变化的第一频率分量，该第一频率分量指示在由OCT成像系统30获取B扫描期间OCT成像系统30和成像目标20的相对运动。所确定的指示符随着B扫描序列中相对应的相邻B扫描对的位置的变化可以被理解为表示B扫描序列中每个相邻B扫描对之间的轴移如何随着B扫描序列中该B扫描对的位置而变化。换句话说，对于所确定的一组指示符Si(i＝1、2、……、N)，所确定的指示符随着B扫描序列中相对应的相邻B扫描对的位置的变化可以被理解为Si值随着索引i的值的变化。
图5示出了六个示例曲线图，该六个示例曲线图对应于从眼睛25中成像目标20的六个不同的B扫描序列确定的六组不同的指示符。每个曲线图示出了对应的B扫描序列的确定的指示符的变化，其中每个指示符是通过将序列中的相邻B扫描对进行互相关来计算的，并且表示该相邻B扫描对之间的轴移。在图5的示例中，针对每个相邻B扫描对确定的指示符是针对指示符索引i绘制的，该指示符索引i还对应于相邻B扫描对，且因此其表示B扫描序列中该相邻B扫描对的位置。如图5所示，所确定的指示符随着B扫描序列中相对应的相邻B扫描对的位置的变化可以包括归因于不同原因的多个频率分量。例如，除了由于在获取B扫描序列期间眼睛25和OCT成像系统30的相对运动而产生的频率分量之外，该变化还可以包括各种其他频率分量，诸如例如由视网膜的曲率引起的低频分量，这可以在曲线图510、520和530中观察到。特别地，由视网膜的曲率导致的频率分量可能低于由眼睛25的运动引起的频率分量，因为在B扫描序列中由于视网膜的曲率导致的眼部特征的轴移的速率将可能低于由受试者的运动导致的轴移。此外，指示符随着序列中对应的相邻B扫描对的位置的变化还可以包括由相邻B扫描之间的伪相关导致的高频分量。这种高频分量可以在曲线图540、550和560中观察到，其中的每一个都显示了有助于在这些指示符值的变化中存在高频分量的大量的峰值。
图6示出了根据第一示例实施方式的可以由频率确定模块4执行以确定图4的步骤S20中的第一频率分量的步骤的流程图。在图6的步骤S210中，频率分量确定模块4确定变化的第二频率分量，该第二频率分量指示视网膜的曲率。如在本示例中，频率分量确定模块4可以通过将m阶多项式拟合到所确定的指示符的变化来确定第二频率分量，其中m是整数。例如，所确定的指示符的序列Si(i＝1、2、……、N)可以表示为一组N个数据点(xi，Si)(i＝1、2、……、N)。然后通过将m阶多项式拟合到表示指示符序列的一组等价数据点(xi，Si)(i＝1到N)，可以将m阶多项式Pm(x)拟合到指示符的序列Si(i＝1、2、……、N)，其中xi是与数据点(xi，Si)中的指示符Si相关联的X坐标值。
在图6的步骤S220中，频率确定模块4从所确定的指示符的变化中的指示符中减去m阶多项式的值，以生成指示符的校正变化。例如，对于以数据点形式(xi，Si)(i＝1、2、……、N)表示的确定的指示符Si的序列(i＝1、2、……、N)，并且对于拟合到指示符序列的m阶多项式Pm(x)，指示符的校正变化可以由一组值Ci＝Si–Pm(xi)(i＝1、2、……、N)给出。在本示例中，变化的指示视网膜曲率的第二频率分量是通过将二阶多项式拟合到所确定的指示符的变化来确定的。然而，根据成像目标的预期曲率，可以使用不同阶的多项式。如在本示例中，可以使用最小二乘法拟合二阶多项式，以最小化指示符的变化和二阶多项式之间的残值(residual)平方和，但是可以另外使用任何合适的多项式回归方法。表示视网膜的曲率的二阶多项式可以被保留，并且稍后用于渲染C扫描。
在图6的步骤S230中，频率确定模块4通过将n阶多项式拟合到指示符的校正变化Ci(i＝1、2、……、N)来确定指示符的变化的第一频率分量，其中N是大于m的整数。指示OCT成像系统30和成像目标20的相对运动的第一频率分量因此通过n阶多项式表示。作为示例，指示符的校正变化Ci(i＝1、2、……、N)可以被表示为数据点(xi，Ci)(i＝1、2、……、N)，并且n阶多项式Pn(x)可以被拟合到数据点(xi，Ci)(i＝1、2、……、N)。在一些实施例中，频率确定模块4可以在拟合n阶多项式之前首先将平滑操作(例如，通过使用移动平均滤波器)应用于指示符的校正变化，从而避免过度拟合到由伪相关导致的数据点。在本示例实施例中，五阶多项式作为n阶多项式被拟合到指示符的校正变化。然而，n的值不限于此，并且可以以任何合适的方式进行选择。在一些实施例中，n的值可以基于OCT成像系统30用来获得C扫描数据的扫描参数(例如扫描密度(例如，视网膜的每单位面积捕获的B扫描的数量)和扫描持续时间(即，获取C扫描数据所花费的总时间))来进行选择。作为一般规则，对于更高的扫描密度和更长的扫描持续时间，可以为n阶多项式选择更高的n值。
尽管在本示例实施例中通过将低阶多项式函数拟合到指示符的变化来确定视网膜的曲率，但是还可以使用其他方法来代替。例如，频率分量确定模块4可以可替代地通过对指示符的变化(xi，Si)(i＝1、2、……、N)执行离散傅立叶变换来确定指示视网膜的曲率的第二频率分量，以确定指示符的变化的频域样本。频率分量确定模块4还可以提取频域样本中对应于与视网膜的曲率相关联的预定频率范围的子集。例如，可以基于预期的视网膜的曲率凭经验确定频率范围。频率确定模块4还可以对频域样本的子集执行傅立叶逆变换，以获得对应于第二频率分量的值，可以从所确定的指示符的变化中的指示符中减去该值，以生成指示符的校正变化。
在一些示例实施例中，其中第二频率分量仅需要从指示符的变化中去除而不是提取以供以后使用，不是对频域样本子集执行傅立叶逆变换并从指示符的变化中减去对应于第二频率分量的所获得的值，频率分量确定模块4反而可以通过将频域样本子集设置为零来处理频域样本，并对所处理的频域样本执行傅立叶逆变换，从而直接获得指示符的校正变化。可替代地，频率分量确定模块4可以对指示符的变化进行带通滤波，以去除对应于视网膜的曲率的第二频率分量，以便确定指示符的校正变化，并且然后将n阶多项式拟合到指示符的校正变化。可以基于预期的视网膜的曲率来选择带通滤波过程的下截止频率。
然而，应该注意的是，在扫描的空间范围相对于视网膜的曲率较小的情况下，视网膜的曲率可以被假设为可以忽略，并且因此，不必确定第二频率分量。在这种情况下，n阶多项式可以直接拟合到所确定的指示符的序列Si(i＝1，2，…，N)，并且被确定为指示OCT成像系统30和成像目标20的相对运动的第一频率分量。
再次参考图4，在步骤S30中，在确定第一频率分量时，位移补偿模块6通过将基于第一频率分量的偏移应用于B扫描序列中的B扫描，使用校正数据来补偿由OCT成像系统30获取B扫描期间OCT成像系统30和成像目标20的相对运动引起的B扫描序列中的B扫描之间的位移。在本示例实施例中，第一频率分量由n阶多项式Pn(x)给出，并且因此，位移补偿模块6可以通过基于n阶多项式的值偏移B扫描序列中的每个B扫描来应用偏移。例如，对于在图4的步骤S20中拟合到指示符的校正变化序列Ci(i＝1、……、N)(或者更具体地，拟合到相应的一组数据点(xi，Ci)(i＝1、2、……、N)的n阶多项式Pn(x),可以确定n阶多项式的一组值Pn(xi)(对于i＝1、2、……、N)。可以使用一组值Pn(xi)(对于i＝1,2,…,N)和序列中的B扫描之间的映射，使得一组值Pn(xi)(i＝1、2、……、N)的每个值被用于偏移B扫描序列中的B扫描。在本示例中，由于指示符Si是从B扫描Bk＝i和Bk＝i+1导出的，因此多项式值Pn(xi)可以被用于偏移B扫描Bk＝i+1。然而，由于每个指示符指示序列中相邻B扫描之间的轴移，所以被应用于B扫描序列中每个B扫描Bk的偏移还必须包括被应用于序列中每个前一个B扫描(即，序列中索引低于k的B扫描)的偏移的累积总和。换句话说，对于序列中的每个B扫描Bk，
Figure BDA0003340745180000141
的偏移可以应用于B扫描，以便校正轴移。
作为示例，对于包括由Bk(k＝1至100)表示的100个B扫描的序列的C扫描，可以从根据100个B扫描计算的指示符Si(i＝1、2、……、99)的变化中确定n阶多项式Pn(x)，首先通过从指示符的变化中减去表示视网膜的曲率的m阶多项式，以获得指示符的校正变化Ci(i＝1，2，……，99)，且然后将n阶多项式拟合到指示符的校正变化。位移补偿模块6还可以根据指示符的校正变化来确定n阶多项式Pn(x)的一组值Pn(xi)(i＝1、2、……、99)。一组值Pn(xi)(对于i＝1、2、……、99)随后可以分别用于偏移B扫描Bk(k＝1到100)。例如，位移补偿模块6可以通过以下方式来补偿100个B扫描之间的位移：将B扫描B2偏移Pn(x1)的值，将B扫描B3偏移Pn(x1)+Pn(x2)的值，并且更一般地，将B扫描Bk偏移
Figure BDA0003340745180000151
的偏移。
应当注意，尽管图4的步骤S30中的B扫描的偏移是基于被拟合到指示符的校正变化的序列Ci(i＝1，……，N)的n阶多项式的值，但是在一些其他示例实施例中，指示符的校正变化的序列Ci(i＝1、……、N)可以被视为第一频率分量，并且被用于直接偏移B扫描序列中的B扫描。例如，对于序列中的每个B扫描Bk，可以将
Figure BDA0003340745180000152
的偏移应用于B扫描，以便校正眼睛25的轴移。
在一些示例实施例中，在拟合n阶多项式之后，指示符的校正变化Ci(i＝1、……、N)不直接被用作偏移图4的步骤S30中的B扫描的第一频率分量。相反，根据第二示例实施方式，频率确定模块4可以在图4的步骤S20中通过进一步执行包括以下步骤的过程的至少两次迭代来确定第一频率分量：
(i)计算多个残值，每个残值被计算为指示符变化中的指示符和n阶多项式的对应值之间的差值；
(ii)确定多个残值是否包括超出第一正阈值或低于第一负阈值的异常值；
(iii)在确定多个残值包括异常值的情况下，则从指示符的变化中去除对应于异常值的指示符，以生成指示符的更新变化，以及在确定多个残值不包括异常值的情况下，则结束该过程，并且将n阶多项式确定为第一频率分量；和
(iv)将n阶多项式拟合到指示符的更新变化。
在上述过程的第一次迭代中，多个残值中的每个残值被计算为指示符的校正变化中的指示符和拟合到指示符的校正变化的n阶多项式的对应值之间的差值。此外，在上述过程的剩余的一次或更多次迭代的每次迭代中，将多个残值中的每个残值计算为在该过程的前一次迭代中生成的指示符的更新变化中的指示符和拟合到该过程的前一次迭代中生成的指示符的更新变化的n阶多项式的对应值之间的差值。
图7是示出了根据第二示例实现方式的可由频率确定模块4执行以确定第一频率分量的过程的流程图。如图7所示，频率确定模块4可以首先执行上面参考图6描述的过程的步骤S210、S220和S230。然而，在第二示例实施方式中，在步骤S230中确定n阶多项式之后，不直接在步骤S30中使用n阶多项式来偏移B扫描。相反，在图7的步骤S240中，频率确定模块4还计算多个残值，每个残值被计算为指示符的变化中的指示符和n阶多项式的对应值之间的差值。在本示例中，其中指示符的校正变化Ci(i＝1、2、……、N)被表示为数据点(xi，Ci)(i＝1、2、……、N)，并且n阶多项式被表示为Pn(x)，在图7的步骤S240中多个残值可以被确定为R(xi)＝Ci-Pn(xi)(对于i＝1、2、……、N)。
在图7的步骤S250中，频率确定模块4确定多个残值是否包括高于第一正预定阈值或低于第一负预定阈值的异常值。响应于确定多个残值包括异常值，在图7的步骤S260中，频率确定模块4可以从指示符的校正变化Ci(i＝1、2、……、N)中去除对应于异常值的校正指示符Ci，以生成指示符的更新变化Ui(对于x＝1到N)。去除对应于异常值的校正指示符Ci可以例如包括将校正指示符Ci的值设置为零。例如，如果确定对应于校正指示符Ci＝p的残值是异常值，则一组数据点(xi，Ci)(i＝1、2、……、N)中的表示指示符的校正变化的数据点(xp，Cp)可以被设置为零。然而，应当注意的是，在一些实施例中，频率确定模块4可以可替代地用新值来代替对应于异常值的校正指示符Ci，而不是将对应于异常值的校正指示符Cp设置为零，该新值可以基于具有在步骤S260未被确定为异常值的残值的Ci的一个或更多个其他值，并且例如通过插值从这些值来获得。
在图7的步骤S270中，频率确定模块4将n阶多项式拟合到指示符的更新变化Ui(对于x＝1、2、……、N)。然后，重复步骤S240的过程，这一次计算多个残值，其中每个残值被计算为(在步骤S260中确定的)指示符的更新变化中的指示符和已经在步骤S270中拟合到指示符的更新变化的n阶多项式的对应值之间的差值。在已经执行步骤S270之后，可以重复图7中的步骤S240、S250、S260和S270，直到在步骤S250中确定了用于迭代的所确定的多个残值不包含异常值。如果在步骤S250中确定在多个残值中不存在异常值，则过程进行到步骤S250A，其中用于生成多个残值的n阶多项式被视为第一频率分量，然后在图4的步骤S30中使用该第一频率分量来偏移B扫描，以便补偿由眼睛25和OCT成像系统30的(在轴向方向上的)相对运动引起的在B扫描序列中的B扫描之间的位移。特别地，频率确定模块4可以以与先前针对图4的步骤S30描述的方式相同的方式，基于n阶多项式的值来偏移B扫描。
在一些示例实施例中，当在图7的步骤S250中确定了用于迭代的多个残值不包含任何异常值时，频率确定模块4还可以评估多个残值，以便确定用于获得多个残值的n阶多项式是否可以被视为第一频率分量并在图4的步骤S30中被用于偏移B扫描。更具体地，参考图8，在图8的步骤S310中，频率确定模块4还可以确定多个残值中具有大于第二正阈值或小于第二负阈值的量值的残值的数量，其中第二正阈值小于在图7的步骤S250中的第一正阈值；并且第二负阈值大于在图7的步骤S250中的第一负阈值。在图8的步骤S320中，频率确定模块4确定在图8的步骤S310中确定的残值的数量是否超出第三阈值。响应于确定在图8的步骤S310中确定的残值的数量没有超出第三阈值，频率确定模块4在图8的步骤S330A中选择被用于生成(不包含任何异常值的)多个残值的n阶多项式作为第一频率分量，并且通过使用n阶多项式作为第一频率分量来执行图4的步骤S30。另一方面，如果频率确定模块4确定在图8的步骤S310中确定的残值的数量确实超出第三阈值，则在图8的步骤S330B中不执行图4的步骤S30。这是因为，当残值的值得注意的数量相对较高时，这可以被认为指示n阶多项式与指示符的校正变化(或指示符的更新变化)的不良拟合。因此，代替使用n阶多项式来校正B扫描序列中的轴向位移，可以丢弃B扫描序列，并且可以通过对成像目标20执行新的OCT扫描来捕获包括新的B扫描序列的新的C扫描数据。可以使用任何前述方法来处理新的B扫描序列，以生成校正数据，该校正数据用于补偿由OCT成像系统30和成像目标20的相对运动引起的在B扫描序列中的B扫描之间的轴向位移。
再次参考图1，在其中数据处理装置10包括可靠性指示符生成器模块3(例如，如在本示例实施例中，作为轴移确定模块2的一部分，或者作为数据处理装置10的任何其他模块的一部分，或者作为独立模块)的示例实施例中，可靠性指示符生成模块3可以被配置为生成可靠性指示符，该可靠性指示符指示所生成的校正数据是否是可靠的。例如，可靠性指示符可以由位移补偿模块6使用来确定是否执行图4的步骤S30。
图9是示出了由图1的可靠性指示符生成模块3执行来生成可靠性指示符的过程的流程图。在图9的步骤S410中，可靠性指示符生成模块3使用B扫描序列中的B扫描对来计算度量的相应值，该度量的相应值指示当B扫描对被获取时成像目标20相对于OCT成像系统30的速度和/或加速度。如在本示例实施例中，该度量可以是指示成像目标20相对于OCT成像系统30(在轴向方向上)的速度的速度度量。如在本示例实施例中，可以使用在图4的步骤S10中使用B扫描序列中的相邻B扫描对确定的指示符来计算速度度量。由于每个指示符指示相邻B扫描对中的共同眼部特征的轴移，所以当除以相邻B扫描之间的时间时，指示符值表示成像目标20相对于OCT成像系统30的速度。然而，应当理解的是，速度度量不必使用相邻B扫描来计算，而是可以基于B扫描序列中非相邻的B扫描对中的共同眼部特征的轴移来计算。更一般地，在B扫描对中共同眼部特征的确定的轴移除以在该B扫描对中捕获B扫描之间的时间间隔，提供了共同眼部特征的轴向移动速率的指示，并且因此指示了成像目标20和OCT成像系统30的相对运动的速度。如在本示例实施例中，可以针对序列中的每个相邻的B扫描对计算度量，但是可以可替代地只针对如前所述的所有获取的B扫描对的子集计算度量。
在图9的步骤S420中，可靠性指示符生成模块3确定度量的计算值中是否有至少预定数量的计算值超出阈值。在度量的至少预定数量的计算值被确定为超出阈值的情况下，可靠性指示符生成模块3设置(在图9的步骤S430A中)可靠性指示符以指示校正数据是不可靠的。另一方面，在图9的步骤S420中确定度量的少于预定数量的计算值超出阈值的情况下，可靠性指示符生成模块3设置可靠性指示符(在图9的步骤S430B中)以指示校正数据是可靠的。在本示例实施例中，其中度量是速度度量，图9的步骤S420中使用的阈值可以对应于在捕获OCT C扫描数据的期间被认为对于成像目标20物理上可能的最大速度。超出该阈值的度量的任何计算值可以被认为是由B扫描之间的伪相关(而不是成像目标20和OCT成像系统30的实际相对运动)引起的异常。因此，图9的步骤S420中的预定数量可以由可靠性指示符生成模块3在校正数据被认为不可靠之前基于异常的可以接受的最大数量来设置。
尽管在本示例实施例中度量是速度度量，但是在图9的步骤S410中计算的度量可以替代地是加速度度量，其指示成像目标20相对于OCT成像系统30的加速度。当在步骤S410中度量被视为加速度度量时，在步骤S420中设置的阈值可以基于被认为是现实的或物理上可能的加速度的最大值来设置。可靠性指示符生成模块3可以通过确定指示第一对B扫描中的共同眼部特征的轴移的速率的第一值和指示第二对B扫描中的共同眼部特征的轴移的速率的第二值来计算加速度度量，其中第一对与第二对相差至少一个B扫描。可靠性指示符生成模块3还可以基于第一值和第二值之间的差来评估加速度度量。例如，对于在时间T1和T2捕获的并具有确定的轴移速率值A1的第一对B扫描，以及在(在时间T1和T2之后发生的)时间T3和T4捕获的并具有确定的轴移速率值A2的第二对B扫描，加速度度量可以计算为：
Figure BDA0003340745180000191
然而，应当理解，加速度度量不限于上述形式，并且可以基于A2和A1之间的差值以及两对B扫描的时间间隔(例如T3–T1或T4–T2)的另一种度量来计算。
此外，在一些示例实施例中，图4的步骤S30中的位移补偿模块6补偿B扫描序列中的B扫描之间的轴移(由OCT成像系统和成像目标的相对运动引起)的操作可能以可靠性指示符已经被设置为指示校正数据是可靠的为条件，使得在图9的步骤S430A中可靠性指示符被设置为指示校正数据是不可靠的情况下，不执行图4的步骤S30。
此外，在其中可靠性指示符被生成并且图8的过程被执行的类似的示例实施例中，在可靠性指示符已经被设置(在图9的步骤S430A中)为指示校正数据是不可靠的情况下，即使在图8的步骤S320已经确定多个残值中具有超出第二正阈值或小于第二负阈值的量值的残值的数量小于步骤S320的第三阈值，位移补偿模块6也可以确定不执行步骤S30。
本文描述的示例方面避免了与传统的OCT数据处理相关的限制(特别是植根于计算机技术的限制)，传统的OCT数据处理可以产生显示运动伪影的渲染的体积OCT数据，该运动伪影通常是在体积OCT数据的获取期间由受试者的不自主运动引起的。例如，这些运动伪影可能不利地影响眼部特征识别和任何后续诊断测量的准确性。借助于本文描述的示例方面，生成了校正数据，以用于补偿形成C扫描的B扫描序列中的B扫描之间的轴向位移，该轴向位移可能是由OCT成像系统和成像目标的相对运动引起的。特别地，对于B扫描序列中的每个相邻B扫描对，确定相邻B扫描中共同眼部特征的相应表示之间的轴移的相应指示符。此外，从所确定的指示符随着序列中相对应的相邻B扫描对的位置的变化中提取指示C扫描的获取期间相对运动的频率分量。结果，当校正数据被用于补偿B扫描之间的轴向位移时，可以更准确地渲染目标成像结构的C扫描。此外，在至少一些示例实施例中，从所确定的指示符的变化中提取对应于成像目标结构的曲率的频率分量。该提取的曲率信息可以被保留并被用于准确渲染C扫描。此外，在至少一些示例实施例中，可以通过确定可靠性指示符来估计校正数据的质量，该可靠性指示符基于至少指示相对运动的速度或加速度的度量。此外，在至少一些示例实施例中，拟合到所确定的指示符的变化的多项式的残值(residue)被用于估计校正数据的质量，并且因此确定是否应该使用校正数据来执行补偿。因此，可以改善用于补偿B扫描之间的轴向位移的对B扫描的处理，因为只有可靠的校正数据可以用于补偿轴向位移。而且，借助于根植于计算机技术中的本文描述的示例方面的前述能力，本文描述的示例方面改善了计算机和计算机处理/功能，并且还改善了至少图像处理、光学相干断层扫描(OCT)和数据处理、以及对OCT图像数据的处理的领域。
在前述描述中，参考几个示例实施例描述了示例方面。因此，说明书应被视为说明性的而不是限制性的。类似地，在附图中示出的突出示例实施例的功能和优点的附图仅仅是为了示例目的而被呈现的。示例实施例的体系结构是足够灵活的和可配置的，使得它可以以除了在附图中所示的方式以外的方式被利用(和导航)。
在一个示例实施例中，在本文呈现的示例的软件实施例可以被提供为计算机程序或软件，诸如具有被包括或存储在制品(例如机器可访问或机器可读介质、指令储存装置、或计算机可读存储设备，其中每一个制品都可以是非暂时性的)中的指令或指令序列的一个或更多个程序。在非暂时性机器可访问介质、机器可读介质、指令储存装置、或计算机可读存储设备上的程序或指令可用于对计算机系统或其他电子设备编程。机器或计算机可读介质、指令储存装置、和存储设备可以包括但不限于软盘、光盘和磁光盘或适合于存储或传输电子指令的其他类型的介质/机器可读介质/指令储存装置/存储设备。本文描述的技术不限于任何特定的软件配置。它们可能在任何计算或处理环境中得到应用。本文使用的术语“计算机可读”、“机器可访问介质”、“机器可读介质”、“指令储存装置”、和“计算机可读存储设备”应当包括能够存储、编码、或传输指令或指令序列以被机器、计算机、或计算机处理器执行并且使机器/计算机/计算机处理器执行本文描述的方法中的任一个方法的任何介质。此外，在本领域中常见的是以一种或另一种形式(例如，程序(program)、程序(procedure)、过程、应用、模块、单元、逻辑等)提及软件作为采取动作或引起结果。这种表达仅仅是陈述由处理系统执行软件使处理器执行动作以产生结果的简略方式。
一些实施例也可以通过准备专用集成电路、现场可编程门阵列、或者通过使常规部件电路的适当网络互连来实现。
一些实施例包括计算机程序产品。计算机程序产品可以是在其上或其中存储有可用于控制或促使计算机或计算机处理器执行本文所述的示例实施例的任何过程的指令的一种或更多种存储介质、指令储存装置或存储设备。存储介质/指令储存装置/存储设备可以作为示例且非限制性地包括光盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、DRAM、VRAM、闪存、闪存卡、磁卡、光卡、纳米系统、分子存储器集成电路、RAID、远程数据存储/存档/仓储装置、和/或适合于存储指令和/或数据的任何其他类型的设备。
存储在一种或更多种计算机可读介质、指令储存装置(多个指令储存装置)、或存储设备(多个存储设备)中的任一者上的一些实现方式包括用于控制系统的硬件和用于使系统或微处理器能够利用本文描述的示例实施例的结果与人类用户或其他机构交互的软件。这种软件可以非限制性地包括设备驱动器、操作系统、和用户应用。最终，如上所述，这种计算机可读介质或存储设备还包括用于执行本文的示例方面的软件。
在系统的编程和/或软件中包括用于实现本文描述的过程的软件模块。在本文的一些示例实施例中，模块包括软件，但是在本文的其他示例实施例中，模块包括硬件或硬件和软件的组合。
虽然在上面描述了各种示例实施例，但是应该理解，它们作为示例而非限制的方式被呈现。对在相关领域中的技术人员将明显的是，可以在形式和细节上做出各种改变。因此，本发明不应受上述示例实施例中的任一个的限制，而应仅根据随附的权利要求及其等同物来被定义。
此外，摘要的目的是使通常专利局和公众、以及尤其是不熟悉专利或法律术语或措辞的本领域中的科学家、工程师和从业人员能够根据粗略的检查快速确定本申请的技术公开的性质和本质。摘要并不意欲以任何方式关于在本文呈现的示例实施例的范围进行限制。还应该理解的是，在权利要求中叙述的过程不需要以所呈现的顺序来执行。
虽然本说明书包含很多具体实施例细节，但这些不应该理解为进行限制，而应该理解为是对本文描述的特定实施例所特定的特征的描述。本说明书中在单独的实施例的背景下所描述的某些特征也可在单个实施例中结合实施。相反地，也可以在多个实施例中单独地或以任何合适的子组合实现在单一实施例的背景下描述的各种特征。此外，尽管特征在上文中可被描述为作用在特定组合中并甚至起初如此要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或更多个特征可在一些情况下从组合中删除，且所要求保护的组合可针对子组合或子组合的变体。
在某些情形下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实施例中的各种组成部分的分离不应被理解为在所有实施例中都需要这样的分离，并且应当理解，所描述的程序组成部分和系统通常可以一起集成在单个软件产品中或者封装到多个软件产品内。
现在已经描述了一些说明性实施例和实施例，显然，前面的实施例是说明性的而不是限制性的，已经通过示例的方式给出。具体而言，尽管本文呈现的许多示例涉及装置或软件元素的特定组合，但是这些元素可以以其他方式组合以实现相同的目的。仅结合一个实施例讨论的动作、元素和特征并不意欲从实施例或其它实施例中的类似角色中被排除。
在不脱离其特性的情况下，本文描述的装置和计算机程序可以以其他特定形式来实施。前述实施例是说明性的，而不是对所描述的系统和方法的限制。因此，本文描述的装置和计算机程序的范围由所附权利要求而不是前述描述指示，并且因此落入权利要求的等价物的意义和范围内的变化都被包括在其中。

Claims (15)

1.一种处理C扫描数据以生成校正数据的方法，所述C扫描数据包括由光学相干断层扫描OCT成像系统(30)获取的对成像目标(20)的B扫描(210，220)序列，所述校正数据用于补偿由所述OCT成像系统(30)和所述成像目标(20)的相对运动引起的在所述B扫描序列中的B扫描(210，220)之间的轴向位移(d)，所述相对运动在由所述OCT成像系统(30)获取所述B扫描(210，220)期间使所述OCT成像系统和所述成像目标之间的距离变化，所述方法包括通过以下步骤生成所述校正数据：
对于所述序列中多对相邻B扫描中的每个相邻B扫描(210，220)对，确定(S10)所述相邻B扫描(210，220)中的共同眼部特征(230)的相应表示之间的轴移(d)的相应指示符(510)；和
根据所确定的指示符(510)随着所述序列中的相对应的相邻B扫描(210，220)对的位置的变化，确定(S20)所述变化的第一频率分量，所述第一频率分量指示在由所述OCT成像系统(30)获取所述B扫描(210，220)期间所述OCT成像系统(30)和所述成像目标(20)的所述相对运动。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，对于每个所述相邻B扫描(210，220)对，所述轴移(d)的所述相应指示符(510)由以下步骤来确定：
计算所述相邻B扫描(210，220)对之间的互相关，并且确定对应于所计算的互相关中的峰值的所述B扫描(210，220)之间的偏移作为所述指示符(510)，或者
识别所述相邻B扫描(210，220)对的B扫描(210，220)中的共同眼部特征的相应位置，并且确定所识别的位置之间沿着所述B扫描(210，220)的轴的位移，所述B扫描的轴对应于所述成像系统(30)的轴向方向。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述成像目标(20)具有曲率，并且所述方法还包括：
确定所述变化的第二频率分量，所述第二频率分量指示所述成像目标(20)的曲率。
4.根据权利要求3所述的方法，其中：
通过将m阶多项式拟合(S210)到所确定的指示符(510)的变化来确定所述第二频率分量，以及
通过以下方式来确定所述第一频率分量：从所述确定的指示符(510)的变化中的所述指示符(510)中减去(S220)所述m阶多项式的值以生成所述指示符(510)的校正变化，并且将n阶多项式拟合到所述指示符(510)的所述校正变化，其中，m和n是整数，并且m小于n。
5.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括通过将基于所述第一频率分量的偏移应用于所述B扫描(210，220)序列中的B扫描(210，220)，使用所述校正数据来补偿由所述OCT成像系统(30)和所述成像目标(20)的所述相对运动引起的在所述B扫描(210，220)序列中的B扫描(210，220)之间的轴向位移(d)。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，通过进一步执行包括以下步骤的过程的至少两次迭代来确定所述第一频率分量：
(i)计算(S240)多个残值，每个残值被计算为指示符(510)的变化中的指示符(510)和n阶多项式的对应值之间的差值；
(ii)确定(S250)所述多个残值是否包括超出第一正阈值或低于第一负阈值的异常值；
(iii)在确定所述多个残值包括所述异常值的情况下，从指示符(510)的所述变化中去除(S260)对应于所述异常值的所述指示符(510)以生成指示符的更新变化，并且在确定所述残值不包括所述异常值的情况下，确定所述n阶多项式作为所述第一频率分量并结束所述过程；和
(iv)将所述n阶多项式拟合(S270)到指示符(510)的所述更新变化，
其中，在所述过程的第一次迭代中，所述多个残值中的每个残值被计算为所述指示符的所述校正变化中的指示符和拟合到所述指示符的所述校正变化的所述n阶多项式的对应值之间的差值，并且
其中，在所述过程的剩余的一次或更多次迭代中的每次迭代中，所述多个残值中的每个残值被计算为在所述过程的前一次迭代中生成的指示符的所述更新变化中的指示符和拟合到所述过程的所述前一次迭代中生成的指示符的所述更新变化的所述n阶多项式的对应值之间的差值。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括：
确定(S310)所述多个残值中具有大于第二正阈值或小于第二负阈值的量值的残值的数量，其中，所述第二正阈值小于所述第一正阈值，并且所述第二负阈值大于所述第一负阈值；
在所确定的残值的数量小于第三阈值的情况下，通过将基于所述第一频率分量的偏移应用于所述B扫描(210，220)序列中的B扫描(210，220)来补偿(S30)所述B扫描(210，220)序列中的B扫描(210，220)之间的轴向位移(d)；和
在所确定的残值的数量不小于所述第三阈值的情况下，确定不补偿(S330B)所述B扫描(210，220)序列中的B扫描(210，220)之间的轴向位移(d)。
8.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括通过以下步骤生成可靠性指示符，所述可靠性指示符指示所生成的校正数据的可靠性：
使用所述B扫描序列中的B扫描(210，220)对来计算度量的相应值，所述度量的相应值指示当所述B扫描对被获取时所述成像目标结构(20)相对于所述OCT成像系统(30)的速度和加速度中的至少一个；
确定(S420)所述度量的计算值中是否有至少预定数量的计算值超出第四阈值；
在确定所述度量的计算值中有至少所述预定数量的计算值超出所述第四阈值的情况下，设置(S430A)所述可靠性指示符以指示所述校正数据是不可靠的；和
在确定所述度量的计算值中没有至少所述预定数量的计算值超出所述第四阈值的情况下，设置(S430B)所述可靠性指示符以指示所述校正数据是可靠的。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括，在所述可靠性指示符已经被设置为指示所述校正数据是可靠的情况下，通过将基于所述第一频率分量的偏移应用于所述B扫描序列中的B扫描来补偿所述B扫描序列中的B扫描之间的轴向位移。
10.一种计算机程序(390)，其包括当由处理器(320)执行时使得所述处理器(320)执行根据前述权利要求中的至少一项所述的方法的计算机程序指令。
11.一种数据处理装置(10)，其被配置为处理C扫描数据以生成校正数据,所述C扫描数据包括由光学相干断层扫描OCT成像系统(30)获取的对成像目标(20)的B扫描(210，220)序列，所述校正数据用于补偿由所述OCT成像系统(30)和所述成像目标(20)的相对运动引起的在所述B扫描(210，220)序列中的B扫描(210，220)之间的轴向位移，所述相对运动在由所述OCT成像系统(30)获取所述B扫描(210,220)期间使所述OCT成像系统和所述成像目标之间的距离变化，所述数据处理装置(10)包括：
轴移确定模块(2)，其被布置为对于所述序列中的多对相邻B扫描(210，220)中的每个相邻B扫描(210，220)对，确定所述相邻B扫描(210，220)中的共同眼部特征的相应表示之间的轴移(d)的相应指示符(510)；
频率分量确定模块(4)，其被布置为根据所确定的指示符(510)随着所述序列中的相对应的相邻B扫描(210，220)对的位置的变化来确定所述变化的第一频率分量，所述第一频率分量指示在由所述OCT成像系统(30)获取所述B扫描(210，220)期间所述OCT成像系统(30)和所述成像目标(20)的所述相对运动。
12.根据权利要求11所述的数据处理装置(10)，其中，所述轴移确定模块(2)被布置为通过以下步骤确定每个所述相邻B扫描(210，220)对的所述轴移(d)的所述相应指示符(510)：
计算所述相邻B扫描(210，220)对之间的互相关，并且确定对应于所计算的互相关中的峰值的所述B扫描(210，220)之间的偏移作为所述指示符(510)，或者
识别所述相邻B扫描(210，220)对的所述B扫描(210，220)中的所述共同眼部特征的相应位置，并且确定所识别的位置之间沿着所述B扫描(210，220)的轴的位移(d)，所述B扫描(210，220)的所述轴表示所述成像系统(30)的轴向方向。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的数据处理装置(10)，其中，所述成像目标(20)具有曲率，并且所述频率分量确定模块(4)还被布置为确定所述变化的第二频率分量，所述第二频率分量指示所述成像目标(20)的曲率。
14.根据权利要求13所述的数据处理装置(10)，其中，所述频率分量确定模块(4)被布置为：
通过将m阶多项式拟合(S210)到所确定的指示符(510)的变化来确定所述第二频率分量；和
通过以下方式来确定所述第一频率分量：从所确定的指示符(510)的所述变化中的所述指示符(510)中减去(S220)所述m阶多项式的值以生成指示符的校正变化，并且将n阶多项式拟合(S230)到指示符的所述校正变化，其中m和n是整数，并且m小于n。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的数据处理装置(10),还包括位移补偿模块(6)，所述位移补偿模块(6)被布置为通过将基于所述第一频率分量的偏移应用于所述B扫描(210，220)序列中的B扫描(210，220),来补偿在由所述OCT成像系统(30)获取所述B扫描(210，220)期间由所述OCT成像系统(30)和所述成像目标(20)的相对运动引起的在所述B扫描(210，220)序列中的B扫描(210，220)之间的位移。
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