JP2020162927A - 眼科撮影装置、および、眼科用画像処理プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
実施形態に係る眼科撮影装置1(図1参照)は、撮影光学系10,20(図2参照)と、画像処理器(画像処理プロセッサ)80と、を少なくとも備える。以下、眼科撮影装置1を、本装置1と省略する。画像処理器80を有することによって、本装置1は、各種画像処理を実行するコンピュータとなる。画像処理器80は、装置全体の動作を司るプロセッサによって兼用されてもよい。画像処理器80は、装置全体の動作を司るプロセッサとは別体であってもよい。画像処理器80のプロセッサからアクセス可能なメモリには、実施形態に係る眼科用画像処理プログラムが格納されていてもよい。
撮影光学系10,20は、眼底画像を撮影する。本実施形態においては、眼底の正面画像が、眼底画像として撮影される。但し、必ずしもこれに限られるものではない。撮影光学系10,20は、照射光学系10と、受光光学系20と、に大別される(図2参照)。
まず、照射光学系10について説明する。照射光学系10は、走査部16を有し、眼底上でポイント状に照明光を集光させると共に、走査部16によって、照明光を眼底上で走査させる。
次に、受光光学系20について説明する。受光光学系20は、1つ又は複数の受光素子を有してもよい。受光光学系20は、眼底Erからの戻り光を、受光素子25,27,29の少なくともいずれかに導き、受光させる。
撮影光学系10,20は、画角を変更する画角切換部を有してもよい。例えば、画角切換部は、撮影光学系10,20における対物光学系の光学的な構成を切り替えることで、画角を変更してもよい。詳細には、画角切換部は、対物光学系に対して光学素子を挿脱する挿脱機構を含んでいてもよい。光学素子は、レンズ、ミラー、および、プリズム等を用いることができる。また、画角切換部は、2つ以上のレンズの位置関係が光路に沿って変化することで、屈折状態が変更されるズーム機構であってもよい。また、液晶レンズ等の屈折力可変レンズを画角切換部として有していてもよい。更には、画角切換部には、走査部16が含まれていてもよく、光スキャナ16a,16bの振り角を変更することで、画角が切換えられてもよい。なお、本実施形態における撮影光学系10,20は、80°以上の画角(但し、射出瞳基準)で、眼底画像を撮影可能であってもよい。画角切換部は、80°未満の第1画角と、80°以上の第2画角との間で切換えるものであってもよい。
プロセッサ70は、例えば、受光素子25,27,29から出力される受光信号を基に眼底画像を形成する。より詳細には、プロセッサ70は、走査部16による走査(ここでは、ラスタースキャン)と同期して眼底画像を形成する。
プロセッサ70は、撮影モード(撮影方法)を変更してもよい。プロセッサ70は、照明光の波長、および、受光信号を読み出すチャンネル、のうち少なくともいずれかを、撮影モードに応じて変更してもよい。撮影モードに応じて、撮影画像として取得される眼底画像の種別が変更される。例えば、第1撮影モードでは、撮影画像としてカラー画像が取得されてもよいし、第2撮影モードでは、撮影画像として蛍光画像が取得されてもよい。また、図示なきフィルタの挿脱が、撮影モードに応じて変更してもよい。
眼底画像1枚を取得する所要時間が、変更可能であってもよい。この場合、プロセッサ70が走査部16における走査速度を制御することで、所要時間が変更される。所要時間の変更に伴って、眼底画像1枚あたりの画素数(換言すれば、解像度)が、変更される。このとき、主走査方向と副走査方向とのうち、両方の走査速度が制御されてもよいし、いずれか一方の走査速度が制御されてもよい。
次に、本装置1において眼底画像を撮影するときの動作を、図3〜図12を参照して説明する。
次に、図4を参照して、実施形態に係るテンプレート取得処理(S5)を、詳細に説明する。テンプレート取得処理では、まず、少なくとも1枚の眼底画像がテンプレートとしてキャプチャーされる(S11)。テンプレートは、撮影処理によって取得される撮影画像と同種の眼底画像であることが好ましい。このため、撮影を開始するトリガ信号に基づいて、テンプレートとしてキャプチャーが実行されてもよい。
図5A〜図5Dを参照して、歪み検出処理(S13)、および、判定処理(S14)についての、一具体例を説明する。具体例において、画像処理器80は、テンプレートと比較画像との間における対応点を複数求め、それぞれの対応点間の変位の違いを、歪みとして検出する。
図3の例では、以上のようにしてテンプレートが取得された後、撮影処理(S5)が実行される。
まず、本実施形態において適用可能な、第1の歪み補正・合成処理の流れを、図7に基づいて説明する。第1の歪み補正・合成処理においては、テンプレート画像および撮影画像が、複数のブロック(分割領域ともいう)に分割されると共に、2枚の画像の間で対応するブロック同士の移動量が算出される(ローカルマッチング)。そして、各ブロックの移動量に基づいて、撮影画像全体が、非剛体的に変形される。なお、ここでいうブロックは、テンプレート画像および撮影画像の複数の位置に設定される、対応領域の一例である。
次に、本実施形態において適用可能な、第2の歪み補正・合成処理の流れを、図11に基づいて説明する。
同時に撮影された複数のチャンネルの被検眼の画像において、各チャンネルの画像に対して歪み補正する場合、必ずしもチャンネル毎に上記処理が行われる必要は無い。例えば、いずれか1つのチャンネルに対して、上記処理を行うと共に、同時に撮影された他のチャンネルの画像については、1つのチャンネルにおいて算出された歪み補正の補正量および重み付係数を適用してもよい。
例えば、撮影光学系10,20の内部反射像が撮影範囲へ映り込んでしまう場合が考えられる。内部反射像は、照明光が撮影光学系10,20に含まれる光学部材によって反射されることで生じる。内部反射像としては、例えば、撮影光学系に含まれる光学部材での反射によるアーチファクトである。内部反射像は、眼の動きに関わらず画像上の一定位置に出現する。そこで、画像処理器80は、第1又は第2の歪み補正・合成処理において、内部反射像を避けて、複数のブロック(対応領域)または制御点(対応点)を配置してもよい。これにより、眼の動きに関わらず静止する要素を除外して、テンプレートと撮影画像との間における対応領域または対応点が設定されるので、対応領域または対応点の移動量に基づく歪み補正の精度が向上する。
また、例えば、第1の歪み補正・合成処理におけるブロック(対応領域)に関するパラメータ、および、第2の歪み補正・合成処理における制御点(対応点)に関するパラメータは、撮影画像の画角、画素数またはその両方に応じて、画像処理器80によって調整されてもよい。ブロック(分割領域)に関して調整可能なパラメータとしては、例えば、ブロックの数、大きさ、配置、および、形状、の少なくともいずれかであってもよい。また、制御点に関して調整可能なパラメータは、数(密度)、および、配置のうち少なくともいずれかであってもよい。
以上、実施形態に基づいて説明を行ったが、本開示を実施するうえで、実施形態の内容を適宜変更することができる。
例えば、上記実施形態における各種のマッチング、歪み補正・合成処理のうち少なくともいずれかは、画像サイズが縮小された縮小画像が用いられてもよい。この場合、テンプレートを基準とした画像処理の対象である眼底画像を縮小させて、縮小画像が生成される。追加的に、テンプレートの縮小画像が生成されてもよい。縮小サイズで画像処理が行われることによって、画像処理器80における処理負担が軽減される。縮小画像における各画素と元の画像における各画素との対応関係は、縮小時の倍率によって一義的に定められる。画像処理器80は、縮小サイズでのマッチングによって得られたパラメータ・変形行列を、上記倍率で元のサイズの眼底画像へ適用する。これにより、各種のマッチング、歪み補正・合成処理をより低い処理負担で(換言すればより高速に)実行できる。
上記実施形態では、画像処理器80による各種処理が、撮影画像をキャプチャーする際に実行される。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、事前にキャプチャーされた眼底画像に対して、各種画像処理が、画像処理器80によって、実行されてもよい。例えば、<テンプレート取得処理>、<歪み検出処理、および、判定処理>、<第1,第2の歪み補正・合成処理>等の全部または一部の実行タイミングは、撮影時では無く、閲覧時であってもよい。
上記実施形態において、テンプレートおよび撮影画像に対して、対応点または対応領域(対応点または対応領域に関するパラメータ)は、適時、自動的に設定される場合について説明した。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、検者による操作入力に基づいて、手動で設定されてもよい。ここでいう設定には、ゼロベースで設定する場合だけでなく、自動的に設定された対応点および対応領域(対応点または対応領域に関するパラメータ)を、操作入力に基づいて修正することを含む。
なお、上記実施形態において、眼科撮影装置は、走査型の撮影光学系によって、眼底の正面画像(2次元画像)を撮影する装置であるものとしたが、必ずしもこれに限られるものでは無い。例えば、被検眼の断層画像を撮影する光干渉断層計(以下、OCTと称する)においても、本開示の技術は適用可能である。OCTの場合、撮影光学系は、戻り光と参照光とのスペクトル干渉信号に基づいて眼底のOCTデータを取得するOCT光学系(図示せず)を含んでいてもよい。或いは、眼科撮影装置における撮影光学系は、正面撮影光学系(例えば、上記実施形態における撮影光学系10,20)とOCT光学系との両方を、撮影光学系は含んでいてもよい。
本実施形態における<テンプレート取得処理>と<撮影処理>とは、独立可能であって、必ずしも両者が一体的に実施される必要は無い。例えば、<撮影処理>において利用するテンプレートは、必ずしも、比較画像を用いて歪み検出、又は、歪み補正が行われたものである必要は無い。また、<テンプレート取得処理>のみが、眼科撮影装置、眼科用画像処理プログラムとして、実施されてもよい。
1b 制御ユニット
10 照射光学系
20 受光光学系
70 プロセッサ
80 画像処理器
Claims (10)
- 光源からの光を被検眼の組織上で走査する走査手段と、前記組織からの戻り光を受光する受光素子と、を含む撮影光学系と、
前記受光素子からの信号に基づいて被検眼の画像を撮影する撮影制御手段と、
画像処理手段と、を有し、
前記撮影制御手段は、前記撮影光学系を制御することによって、第1の条件で撮影された被検眼の画像である第1画像を取得すると共に、前記第1画像とは異なる撮影タイミングにおいて、前記第1の条件に対して歪みが少なくなるように設定された第2の条件で、被検眼の画像である、第2画像を撮影 し 、
前記画像処理手段は、前記第1画像を画像処理のテンプレートとして利用する際に予め、前記第2画像に対する前記第1画像の歪みの検出処理、および、前記歪みの補正処理のうち少なくともいずれかの処理を行う、眼科撮影装置。 - 前記第1の条件は、前記第1画像として可視光による撮影画像を取得するための条件であり、前記第2の条件は、前記第2画像として赤外光による観察画像を取得するための条件である、請求項1記載の眼科撮影装置。
- 前記撮影制御手段は、前記画像処理手段によって検出される歪みが許容範囲を超えた場合に、前記第1画像を再撮影する請求項1又は2記載の眼科撮影装置。
- 前記撮影制御手段は、前記画像処理手段によって検出される歪みが許容範囲を超えた場合に、前記第1の条件に対して歪みが少なくなるように設定された第3の条件で撮影された被検眼の画像である、第3画像を取得する、請求項1又は2記載の眼科撮影装置。
- 前記撮影制御手段は、前記画像処理手段によって検出される歪みが許容範囲を超えた場合に、報知手段を介して報知する、請求項1又は2記載の眼科撮影装置。
- 前記撮影制御手段は、前記観察画像である前記第2画像を取得した後、レリーズ信号に基づいて前記撮影画像である前記第1画像を取得する、連続撮影処理を開始させ、
前記画像処理手段は、前記連続撮影処理と並行して、前記歪み検出処理を行い、
前記撮影制御手段は、前記画像処理手段によって検出される歪みが許容範囲を超えた場合に、前記連続撮影処理を中断する請求項1又は2記載の眼科撮影装置。 - 前記第2の条件は、前記第1の条件に対して、被検眼の撮影範囲に対して光を走査する時間が短い、請求項1から6の何れかに記載の眼科撮影装置。
- 前記画像処理手段は、前記第1画像と前記第2画像との間における、画像内の複数の対応点又は対応領域の移動量に基づいて、前記検出処理または前記補正処理を行う、請求項1から7のいずれかに記載の眼科撮影装置。
- 前記撮影制御手段は、前記第1画像を複数枚撮影し、
前記画像処理手段は、更に、前記複数枚の前記第1画像のうち前記第2画像に対する前記補正処理が行われたいずれかを前記テンプレートとして、残りの第1画像を合成する、請求項1から8のいずれかに記載の眼科撮影装置。 - コンピュータのプロセッサによって実行されることにより、
第1の条件にて、走査型の撮影光学系により撮影された被検眼の画像である、第1画像を取得する第1画像取得ステップと、
前記第1の条件に対して歪みが少なくなるように設定された第2の条件にて、走査型の撮影光学系により撮影された被検眼の画像である、第2画像を取得する第2画像取得ステップと、
前記第1画像を画像処理のテンプレートとして利用する際に、前記第2画像に対する前記第1画像の歪みの検出処理、および、前記歪みの補正処理のうち少なくともいずれかの処理を行う、テンプレート生成ステップと、を前記コンピュータに実行させる眼科用画像処理プログラム。
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