CN1977762B - 眼底图像的处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

提供一种眼底图像处理方法及装置，其为一简单的结构，可以把眼底缩放任意倍率从而进行立体的观察。对于同一被检眼的眼底，拍摄设置视差的左视差图像82和右视差图像83然后保存，并显示两张图像中至少一张图像。从该显示的图像中在已设定的范围内切出图像82b；从另一张图像83中切出与上述已切出图像的范围相对应的图像83b，然后将该已切出的2张图像的放大图像82c、83c并列显示于立体监视器63上。在该结构中，如果对其中一张图像指定高倍显示的范围，则另一张图像也同时进行切出及高倍缩放处理，可以比较方便地对眼底立体图像进行高倍的立体观察。

Description

眼底图像的处理方法及装置

技术领域

本发明涉及一种眼底图像处理方法及装置，该方法及装置可以扩大眼底进行立体的观察，从而更加详细地表达出眼底图像。

背景技术

以前，为了进行眼底诊断而一直寻求确定眼底的立体形状，通常建议用以下方法：使用设置左右视差并具有2孔拍摄光圈的眼底照相机，用各种拍摄光圈进行眼底拍摄后，把拍摄图像横向排列、表示在监视器上，通过使用立体视镜进行观察，可以立体的看到眼底的视乳头凹陷等。

此时，将立体观察用的两个眼底图像的相对位置合在一起在监视器上显示(专利文件1)，然后，将拍摄的左右眼等拍摄条件信息和拍摄图像相结合，进行输入保存(专利文件2)。

另外，把眼底做成电子图像存入存储器，将由操作者按照设定的放大率存入存储器的眼底像扩大或缩小，在监视器上作为可视图像表示出来，以观察改变倍数的眼底像。

专利文件1    特许2844458号公报

专利文件2    特开2002-17681号公报

专利文件3    特开平11-28189号公报

发明内容

由于用眼底照相机拍摄的图像角度较大(45度或20度)，会产生视神经乳头的凹陷不十分清晰的问题。对于解决该问题，角度在10度左右拍摄的图像比较令人满意，因此考虑重新在眼底照相机附设角度为10度的高倍拍摄镜头。重新附加设置该高倍拍摄镜头的方法在理论上存在可能，但是装设的成本较高，而且要拍摄到所希望拍摄的部位还必须很好地诱导患者进行凝视，拍摄操作也需要相当熟练，另外由于进行高倍的拍摄，也会产生拍摄时射入眼底的光量增多等问题，所以这是不现实的。

因此，为解决这些问题点，根据专利文件3所述，将眼底拍摄转变为电子图像，通过非光学的图像处理提高图像的放大率，从而可以进行所谓的数字的变倍操作。但是，将眼底立体图像在拍摄后进行改变倍率的操作时，因为眼底立体图像以左右两张为一组，所以必须分别进行改变倍率的操作；另外，由监视器的大小所决定，左右图像如果不在相同的位置设定扩大中心就不能进行立体观察，这也是一个问题。

本发明鉴于这一点，提供一种眼底图像处理方法及装置，其为简单的结构，可以把眼底改变任意倍率从而进行立体的观察。

本发明解决了上述课题，其特征在于：

对同一个被检眼的眼底左右设置视差拍摄，显示出被保存的两个图像中至少其中一个图像。

从该显示出的图像中设定的范围内切出图像。

从上述保存的另一图像中切出与前述被切出的图像范围相对应并在其范围内的图像。

将上述切出的两个图像缩放为所设定的倍率，并左右排列予以显示。

此外，本发明的特征还在于：

对同一个被检眼的眼底左右设置视差拍摄，显示出被记录的两个图像中至少其中一个图像。

从该显示的图像中抽出亮度超过所设定的临界值的部分。

根据上述抽出的图像部分，决定图像的切出范围。

从上述保存的一个图像中，在前述决定的范围内切出图像

从上述保存的另一个图像中，切出与前述已切出的图像范围相对应的图像。

将上述切出的两个图像放大到所设定的倍率，并左右排列予以表示。

在本发明中，如果在立体图像的一侧图像中指定高倍显示的范围，那么在另一侧的图像中也应当进行切出及高倍变换处理，高倍处理后的2张图像自动地合并显示为一张图像，因此能够较容易地对眼底立体图像进行高倍的立体观察。

附图说明

图1是表示本发明中使用的眼科拍摄装置的光学系统的结构图。

图2中，(A)是表示移动光圈单元结构的平面图；(B)是表示固定光圈结构的平面图；(C)是表示开孔全反射镜结构的平面图。

图3是根据移动光圈单元的移动，说明拍摄光圈选择状态的说明图。

图4是表示眼底拍摄及显示的流程的流程图。

图5是表示立体监视器结构的轮廓斜视图。

图6是表示手动决定切出范围、显示扩大图像流程的说明图。

图7是表示根据图像扫描决定图像切出范围的情况的说明图。

符号说明

15  闪光灯              21  环形槽

23  开孔全反射镜        31  固定光圈

32  移动光圈单元        50  对焦标志光源

63  立体监视器          82  左视差图像

83  右视差图像

具体实施方式

下面，根据所示图面的实施情况对本发明进行详细说明。

在图1中包括拍摄被检眼眼底的眼底照相机10、存储所拍摄的眼底图像的存储装置(记录装置)61、64、对拍摄记录的眼底图像进行图像处理的图像处理部60、显示眼底图像的监视器62及立体监视器63等。在用一点点划线围住的眼底照相机10中，发出红外线及可见光用以照明的观察灯11配置在球面镜12的曲率中心，来自观察灯11及球面镜12的光经由过滤可见光透过红外线并能够在光路上装卸的过滤器13、聚光镜14、闪光灯15及聚光镜16，入射到全反射镜17。

通过全反射镜17反射的照明光经过由移动遮光板19和固定光圈20组成的作为照明光圈的环形槽21、通过中转透镜22、被开孔全反射镜23反射，又经过接物镜24入射到被检眼E的前眼部(瞳孔)Ep，环形槽21在照明光学系统内与前眼部Ep(瞳孔)大致共轭的位置配置，对应遮光板19的位置而得到各种形式的照明光。

另外，荧光拍摄时可以在照明光学系统的光路上装卸励磁过滤器18。

此外，还配置了光源27和光源28。对前眼部进行校准调整时，光源27利用红外线对前眼部Ep进行照射，其由红外LED(发光二极管)组成；对前眼部拍摄时，光源28对前眼部照射微弱的白色光，其由LED组成。

已通过环形槽21的照明光照射眼底Er，从眼底Er产生的反射光通过接物镜24、开孔全反射镜23、固定光圈31、移动光圈单元32、合焦镜35、成像镜36、半透明镜37和放大镜38a，入射到反射镜39。反射镜39在图示的位置，来自眼底的反射光入射到与对红外线有光感的眼底相共轭位置的CCD(拍摄装置)40，眼底由此被CCD 40拍摄；另外，反射镜39从光路脱离时，来自眼底的反射光射入到与对可见光有光感的眼底共轭的CCD(拍摄装置)41，眼底由此被CCD 41拍摄。

开孔全反射镜23如图2(C)所示，在圆形的全反射镜的中心部设有横向椭圆形的开口23a；固定光圈31如图2(B)所示，在中心部设有单眼拍摄用拍摄光圈31a和设置于两侧的对焦标志投影用及立体拍摄用的拍摄光圈(2孔光圈)31b、31c。各拍摄光圈31a、31b、31c为了确保光的通过量及减少象差，如图所示呈纵向的四角形。

固定光圈31与开孔全反射镜23呈大致相同大小的圆形，并与开孔全反射镜23的中心相一致，紧密地固定在开孔全反射镜23上。各拍摄光圈31a、31b、31c配置于与被检眼的前眼部大致共轭的位置。此时，拍摄光圈31a在中心与接物镜24的光轴(拍摄光学系统的光轴)26相一致的位置配置；为了获得立体观察用的左右图像，拍摄光路于瞳孔的共轭处左右分开，拍摄光圈31b在拍摄光路的左侧光路位置配置；同时，拍摄光圈31c在其右侧光路的位置配置。开孔全反射镜23的开口23a的大小是在开孔全反射镜23与固定光圈31的中心相一致的状态下、可以将拍摄光圈31a、31b、31c都包含在内的尺寸。

另外，移动光圈单元32如图2(A)所示，包括：单眼拍摄时的拍摄光用的缺口部32a、立体拍摄时左侧光路用的缺口部32b、立体拍摄时右侧光路用的缺口部32c；在缺口部32a的两侧，设置有使对焦标志向眼底反射的反射棱镜32d、32e。

移动光圈单元32如后述、通过控制部65与拍摄方式相对应在固定光圈31上上下移动。移动光圈单元32在向图3(A)所示位置移动时，将缺口部32a对准拍摄光圈31a的开口，即选择拍摄光圈31a；此外，当向图3(B)、图3(C)所示位置移动时，缺口部32b、32c分别对准拍摄光圈31b、31c，选择拍摄光圈31b或31c。这样，控制部通过使移动光圈单元32顺次移动转换拍摄光圈，从而选择拍摄光圈31a、31b、31c中任意一个。例如，在单眼拍摄采集一张图像的情况下，选择拍摄光圈31a；另外在立体拍摄采集左右两张图像的情况下，选择拍摄光圈31b和31c；在三张连续拍摄的情况下，选择拍摄光圈31a、31b、31c。

再者，移动光圈单元32向图3(A)、(B)、(C)的位置移动时，控制部65与其联动并使环形槽21的移动遮光板19发生移动，从而生成各种拍摄的照明形式。

在图1中，接物镜24与开孔全反射镜23之间的光路上配置有可以装卸的前眼部透镜30，前眼部透镜30装入该光路时，利用照明光源27照明的前眼部Ep的像在CCD 40处成像，通过前眼部Ep的像进行校准。

另外，为了便于与眼底的焦点相配合，在眼底照相机设置有对焦标志投影光学体系。在该投影光学体系中，来自由红外LED形成的对焦标志用光源50的标志光通过透镜51、反射镜52、透镜53，被固定于移动光圈单元32的反射棱镜32d和32e分成两束光路，投影到眼底Er。检验者可以通过观察由反射棱镜32d、32e反射的对焦标志像是否一致，从而判断与眼底焦点是否一致。

此外，荧光拍摄时，在合焦透镜35的被检眼侧装入抑止滤光片34。

再者，为使被检眼对着眼底照相机凝视，设置了由多个凝视灯55a～55d组成的内部凝视灯55。根据拍照的被检眼是左眼还是右眼以及眼底的拍照部位(在视乳头附近或远离的位置等)，选择凝视灯55a～55d中任意一个点亮。

被点亮的凝视灯发出的光通过透镜56，被半透明反射镜37反射，通过拍摄透镜36、合焦透镜35、拍摄光圈31a(31b、31c)、开孔镜23及接物镜24投影到眼底Er，患者可以通过凝视该内部凝视灯，使被检眼对着眼底照相机保持所设定的位置。另外，本图中凝视灯55a～55d在纸面并列设置，实际是垂直于纸面并列设置。

利用已透过能够过滤可见光透过红外线的过滤器13的红外线照亮的眼底、或利用来自光源27的红外线照亮的前眼部被CCD 40拍摄成像，其图像输入到由CPU等构成的图像处理部60，该图像在监视器62显示为动图像。检验者可以观察监视器62显示的图像，进行校准及焦点的调整。另外，立体观察专用显示器上设置有立体监视器63，检验者可以通过该立体监视器63观察左右的图像，从而立体观察眼底。

此外，CCD 41用于将操作快门开关时闪光灯15照亮的眼底拍摄成为静止图像。该眼底像暂存于高速存储器61，通过图像处理部60保存到作为外部存储装置的低速的硬盘(HDD)64，或显示于监视器62、立体监视器63。

再者，还设有键盘67、鼠标68等输入装置，通过该些输入装置，输入各种数据，从而可以指示对存入存储器61、硬盘64等的存储装置的眼底图像进行处理。

另外，在眼底照相机设置有由CPU等组成的控制部65，该控制部65与图像处理部60相连接，在互相交换信号的同时，操作快门开关，此时反射镜39从光路脱离，使闪光灯15发出适当的光量。此外，控制部65控制能过滤可见光透过红外线的过滤器13、励磁过滤器18、抑止滤光片34、前眼部透镜30、放大镜38a、38b在光路上的装卸，也控制移动光圈单元32的移动及移动遮光板19的移动。

此外，眼底照相机还设置有操作部(操作面板)69，该操作部69上配置了可选择单眼拍摄、立体拍摄、三张连续拍摄等拍摄方式的选择开关、前眼部透镜装卸开关、拍摄位置选择开关等，操作部69选择的各种开关信息被传送到控制部65。

再者，还设置了检测拍照的被检眼是左眼或是右眼的左右眼检测部70，检测的左眼或是右眼的信息被输入到控制部65。

下面，对于该种结构的眼底照相机，基于图4说明拍摄、保存眼底立体观察用立体图像的流程以及显示流程。

首先，检验者选择应当拍照的右眼或左眼的眼底位置(部位)，选择点亮凝视灯55a～55d中的任意一盏，使被检者凝视(步骤S1)。

然后，点亮光源27，被光源27照亮的前眼部的像在监视器62上显示，进行前眼部校准(步骤S2)。此后，前眼部透镜30脱离光路，眼底图像在监视器62上显示，检验者通过观察眼底图像进行校准(步骤S3)。此时，点亮对焦标志光源50，检验者进行聚焦调整，使其与眼底焦点一致(步骤S4)。

眼底校准及聚焦调整完毕后，操作快门开关66(步骤S5)。此时，为得到立体观察用左侧的图像，通过将移动光圈单元32向图3(B)的位置移动，从而选择拍摄光圈31b。如果起初要获得立体观察用右边的图像，则事先选择拍摄光圈31c。

在快门操作的同时，反射镜39从光路脱离，闪光灯15闪光，依靠闪光灯15的闪光照亮的眼底像通过选择的光圈31b，经由合焦透镜35、成像透镜36、放大镜38a在CCD41上成像，获得了眼底图像的第一图像(步骤S6)。

该眼底图像暂存于存储器61，此时，与眼底图像相关联的被检眼ID、拍摄时间、拍摄光量(闪光灯发光量)、左右眼的区别、拍摄光圈的位置等拍摄条件信息也被保存(步骤S7)。

接着，选择在第一次拍摄时没被选择的拍摄光圈31c，闪光灯闪光，立体观察用的右侧眼底图像作为第二张图像被获取(步骤S8)。该第二张眼底图像同第一张眼底图像一样，附带着获取该图像时的拍摄条件信息，与第一图像相关地保存在存储器61上(步骤S9)。

这样，在进行立体拍摄时，通过一次快门操作转换拍摄光圈31b和31c(2孔光圈)，分别地连续拍摄出立体观察用的一左一右两张眼底图像，也同时保存了各图像在获取该图像时拍摄光圈的位置(左位、右位等)信息。

此外，图1眼底照相机除了前述的立体拍摄外，还进行单眼拍摄、三张连续拍摄，因本发明是立体图像的获取，所以其说明被省略。另外，本发明不仅可以彩色拍摄，也可以进行荧光拍摄。荧光拍摄时，将励磁过滤器18和抑止滤光片34装入光路即可进行拍摄。此外，还要把存储器61保存的图像适时地传送到外部存储装置64。

在调出并显示存储于存储器61或外部存储装置64的立体拍摄图像时使用立体监视器63，附带左右两张图像中左侧位置信息的图像在左侧显示，附带右侧位置信息的图像排在其右侧、也附带着其它的拍摄条件信息显示(步骤S10)。

该立体监视器63如图5所示，在立体监视器63的底板81上安装显示器80，该显示器80上左右并列显示出通过转换拍摄光圈拍摄的左右2张视差图像82、83，另外，在离显示器80适合立体观察的距离处配置的透镜或由棱镜84、85组成的立体视镜86也安装于底板81上。立体观察时，检验者左眼通过透镜84观察左侧图像82、右眼通过透镜85观察右侧图像。

此时，当检验者判断没有必要进行立体变倍观察时(步骤S11的否)，不用放大或缩小而直接显示(步骤S12)。

一般地，想要扩大所设定的部位进行立体观察时，将左视差图像82和右视差图像83两者或其中任意一者从存储装置中读出显示，手动或自动地设定应当扩大的图像范围。

手动设定的情况下(步骤S13中的否)，如图6所示，左视差图像中以中心点82a作为想要放大的图像中心，用鼠标等指定该中心点，2张并排显示时在任一张图像中指定。并且，以指定点82a为中心设定一定的切出范围(比如与角度10°相当)，切出设定范围内的图像数据82b(步骤S14)。

另外，由于2张图像相关联保存(步骤S9)，如果指定其中一张图像就可以指定与其相关联的另一张图像；当指定其中一张图像的切出范围时，与其切出范围的内存空间相对应的另一张图像的内存空间的范围也被指定，因此，能够从指定中心点时没有使用(没有显示)的图像、即图6中所示的右视差图像83侧以相同的范围(相同内存空间的范围)、相同的像素切出图像数据83b。

这些切出处理在图像处理部60进行，图像处理部60构成了切出装置。

这样，从保存的图像中分别切出图像82b和83b、并分别扩大相同的倍数生成放大图像82c、83c，将该图像在立体监视器63中隔开少许间隔并排显示(步骤S16)。然后，在2张图像82c和83c之间边界的纵向部分插入黑色的边框88以便于立体观察。另外，在2张图像中任一张图像的角落处通过图像合成加入便于了解长度的刻度89。然后，将此方法做成的立体观察用图像作为一个图像数据存入存储装置64。

此外，切出范围的指定并不是指定所设定的点82a，通过图形操作直接指定切出范围即可，另外，不必用立体监视器63、用普通的监视器62进行图像切出即可。

以上是手动切出图像，切出范围通过例如使用键盘67上设定的功能键或操作监视器62、63上显示的功能按钮进行确定即可。

本例子如图7所示，首先读取出左视差图像82或83，按扫描线90扫描该图像，注意眼底图像内各点(像素)的亮度，将具有超过所设定的临界值亮度的明亮部分(网格的像素91a)通过有抽出功能的图像处理部60抽出(步骤S17)，其范围判断为眼底的视乳头部91，求得其范围的中心91b。此时，不仅是其中一张图的中心、对另一张图像也用同样的处理求得中心，使用其中心的平均值即可。

通过此方法求得中心后，由其中心坐标求得切出图像的中心位置，然后基于其中心位置从右视差图像或左视差图像的其中一张图像中切出所设定范围(比如与角度10°相当)的图像数据82b(步骤S14)。其后，与如图6所示相同，从另一张图像中切出与已切出图像的范围相对应的图像，将切出的2张图像按所设定的倍率进行缩放(放大)，左右并列作为一张图像显示(步骤S15、S16)。

这样，在图6或图7的任一例中，将两张一组的立体图像中任一张扩大、指定所切出图像的点，由该点决定高倍缩放的范围。同时，指定该点时所使用的图像与另一张图像两者以相同的范围相同的缩放倍率进行高倍缩放处理，然后并列显示作为一张新的图像保存。

Claims (10)

1.一种眼底图像处理方法，其特征在于：

对同一个被检眼的眼底左右设置视差拍摄，显示出被保存的两个图像中至少其中一个图像；

从该显示的图像中抽出亮度超过所设定的临界值的图像部分；

根据抽出的上述图像部分，决定应该放大的图像的切出范围；

从上述保存的一个图像中，自动地切出前述决定切出范围内的第1图像；

从上述保存的另一个图像中，自动地切出与前述已自动地切出的第1图像范围相对应范围内的第2图像；

将上述切出的第1图像及第2图像按相同倍率放大；

将上述放大的第1图像及第2图像左右排列予以表示。

2.如权利要求1所述的眼底图像处理方法，其特征在于：

求得上述已抽出图像部分的中心的坐标，根据该中心的坐标设定切出图像的基准位置，以该基准位置为中心设定一定大小的范围，该范围即为切出范围。

3.如权利要求1所述的眼底图像处理方法，其特征在于，将上述已切出的第1图像及第2图像，在上述已切出的第1图像及第2图像之间设定一定宽度的间隔，予以显示。

4.如权利要求2所述的眼底图像处理方法，其特征在于，将上述已切出的第1图像及第2图像，在上述已切出的第1图像及第2图像之间设定一定宽度的间隔，予以显示。

5.如权利要求1～4中任一项所述的眼底图像处理方法，其特征在于，显示用于表示上述已切出的第1和第2图像尺寸的刻度。

6.一种眼底图像处理装置，其特征在于，具有：

显示装置，其对同一个被检眼的眼底左右设置视差拍摄，显示出被保存的两个图像中至少其中一个图像；

抽出装置，其从该显示的图像中抽出亮度超过所设定的临界值的图像部分；

切出装置，其根据抽出的上述图像部分，决定应该放大的图像的切出范围，并从上述保存的一个图像中自动地切出上述决定切出范围内的第1图像，同时从上述保存的另一个图像中自动地切出与前述已自动地切出的第1图像范围相对应范围内的第2图像；

扩大装置，将上述切出的第1图像及第2图像按相同倍率放大；

然后，将上述放大的第1图像及第2图像左右排列予以表示。

7.如权利要求6所述的眼底图像处理装置，其特征在于：

求得上述已抽出图像部分的中心的坐标，根据该中心的坐标设定切出图像的基准位置，以该基准位置为中心设定一定大小的范围，该范围即为切出范围。

8.如权利要求6所述的眼底图像处理装置，其特征在于，将上述已切出的第1图像及第2图像，在上述已切出的第1图像及第2图像之间设定一定宽度的间隔，予以显示。

9.如权利要求7所述的眼底图像处理装置，其特征在于，将上述已切出的第1图像及第2图像，在上述已切出的第1图像及第2图像之间设定一定宽度的间隔，予以显示。

10.如权利要求6～9中任一项所述的眼底图像处理装置，其特征在于，显示用于表示上述已切出的第1和第2图像尺寸的刻度。

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