JP5530241B2 - 信号処理方法、信号処理デバイス及び光画像計測装置 - Google Patents
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Description
また、実施の形態に記載の信号処理デバイスは、光源からの出力光の被測定物体による反射光を受光して電気信号を生成する複数の受光素子を有し、前記複数の受光素子を複数の群に分け、前記複数の受光素子により生成された電気信号に対して群ごとにゲインをかけて受光信号を生成する受光手段からの受光信号を処理する信号処理デバイスであって、前記受光信号が入力される入力部と、前記出力光の強度に相当する背景成分の強度情報とノイズ成分の強度情報を求める強度情報取得手段と、前記背景成分の強度情報と前記ノイズ成分の強度情報に基づいて補正量の大きさを算出する補正量算出手段と、前記補正量算出手段によって算出された補正量の大きさに基づいて補正係数を算出する補正係数算出手段と、前記補正係数算出手段によって算出された補正係数に基づいて前記複数の群による受光信号間の強度のズレを補正する補正手段と、を有することを特徴とする。
また、実施の形態に記載の光画像計測装置は、被測定物体に対して照射する光を発生させる光源と、前記被測定物体を経由した前記光を受光する複数の受光素子を有し、前記複数の受光素子を複数の群に分け、前記複数の受光素子により生成された電気信号に対して群ごとにゲインをかけて受光信号を生成する受光手段と、前記出力光の強度に相当する背景成分の強度情報とノイズ成分の強度情報を求める強度情報取得手段と、前記背景成分の強度情報と前記ノイズ成分の強度情報に基づいて補正量の大きさを算出する補正量算出手段と、前記補正量算出手段によって算出された補正量の大きさに基づいて補正係数を算出する補正係数算出手段と、前記補正係数算出手段によって算出された補正係数に基づいて前記複数の群による受光信号間の強度のズレを補正する補正手段と、前記補正手段により補正された受光信号に基づく画像を表示する表示手段と、を有することを特徴とする。
OCTユニット100には、被測定物体Aの断層像を取得するための光学系が設けられている。この光学系は、従来のフーリエドメインタイプのOCT装置と同様の構成を有する。すなわち、この光学系は、低コヒーレンス光を参照光と信号光に分割し、被測定物体を経由した信号光と参照光路を経由した参照光とを干渉させて干渉光を生成し、この干渉光をスペクトル分解した後、そのスペクトル成分を検出するように構成されている。この検出結果(検出信号)は演算制御ユニット200に送られる。
演算制御ユニット200の構成について図2を用いて説明する。演算制御ユニット200は、CCDイメージセンサ120から入力される検出信号を解析して被測定物体AのOCT画像を形成する。この演算制御ユニット200は、信号処理デバイスの一例である。
光画像計測装置の制御系の構成について図2を参照しつつ説明する。
光画像計測装置の制御系は、演算制御ユニット200の制御部210を中心に構成される。制御部210は、たとえば、前述のマイクロプロセッサ、RAM、ROM、ハードディスクドライブ、通信インターフェイス等を含んで構成される。
画像形成部220は、CCDイメージセンサ120からの検出信号に基づいて、被測定物体の断層像の画像データを形成する。画像形成部220にはノイズ除去(ノイズ低減)、FFT(Fast Fourier Transform)などの処理を行う構成が含まれている。画像形成部については以下において各実施の形態ごとに詳細な説明を行う。
画像処理部230は、画像形成部220により形成された画像に対して、必要に応じて各種の画像処理や解析処理を施す。たとえば、画像処理部230は、画像の輝度補正や分散補正等の各種補正処理を実行する。
操作部240は、前述した演算制御ユニット200の操作デバイスを含んで構成される。また、操作部240には、OCTユニット100の筐体や外部に設けられた各種のボタンやキーが含まれていてもよい。
以下、図3〜図6A、Bを用いて実施の形態1に係る画像形成部の構成及び動作について説明を行う。
以下、図7〜図8を用いて実施の形態2に係る画像形成部の構成及び動作について説明を行う。実施の形態2は実施の形態1と共通の構成も多いため、異なる部分を中心に説明を行う。
以下、図9、図10を用いて実施の形態3に係る画像形成部の構成及び動作について説明を行う。実施の形態3は実施の形態1、2と共通の構成も多いため、異なる部分を中心に説明を行う。
以上に説明した構成は、この発明を好適に実施するための一例に過ぎない。よって、この発明の要旨の範囲内における任意の変形を適宜に施すことが可能である。
210 制御部
220 画像形成部
301 フーリエ変換手段
302 強度情報取得手段
303 補正量算出手段
304 補正量正負判別手段
305 補正係数算出手段
306 補正手段
Claims (15)
- 光源からの出力光の被測定物体による反射光を受光して電気信号を生成する複数の受光素子を有し、前記複数の受光素子を複数の群に分け、前記複数の受光素子により生成された電気信号に対して群ごとにゲインをかけて受光信号を生成する受光手段からの受光信号を処理する信号処理方法であって、
前記出力光の強度に相当する背景成分の強度情報とノイズ成分の強度情報を求めるステップと、
前記背景成分の強度情報と前記ノイズ成分の強度情報に基づいて補正量の大きさを算出するステップと、
前記補正量の大きさに基づいて補正係数を算出するステップと、
前記補正係数に基づいて前記複数の群による受光信号間の強度のズレを補正するステップと、
を有することを特徴とする信号処理方法。 - 前記受光信号に対してフーリエ変換を行うステップを更に有し、
前記背景光の強度情報は、前記フーリエ変換により得られたデータに基づく前記出力光のパワースペクトルの自己相関に相当する成分の自己相関強度情報であり、
前記ノイズ成分の強度情報は、前記フーリエ変換により得られたデータに基づくナイキスト周波数に相当する成分のナイキスト周波数強度情報を含むことを特徴とする請求項1記載の信号処理方法。 - 前記複数の群は、少なくとも第1の群と第2の群を有し、
前記フーリエ変換により得られたデータから前記第1及び第2の群のそれぞれに対応する補正量の正負を判別するステップを更に有し、
前記補正係数を算出するステップは、前記補正量の大きさと前記補正量の正負とを組み合わせて前記補正係数を算出することを特徴とする請求項2記載の信号処理方法。 - 前記複数の群は、少なくとも第1の群と第2の群を有し、
前記補正量の大きさを算出するステップは、
前記自己相関強度情報を逆フーリエ変換するステップと、
前記ナイキスト周波数強度情報を逆フーリエ変換するステップと、
前記自己相関強度情報を逆フーリエ変換して得られたデータと前記ナイキスト周波数強度情報を逆フーリエ変換して得られたデータとに基づいて前記第1の群による受光信号と前記第2の群による受光信号との間の強度のズレの前記複数の受光素子における分布情報を求めるステップと、
前記分布情報に基づいて当該補正量の大きさを算出するステップと、
を含み、
前記フーリエ変換により得られたデータから前記第1及び第2の群に対応する当該補正量の正負を判別するステップを更に有し、
前記補正係数を算出するステップは、当該補正量の大きさと当該補正量の正負とを組み合わせて前記補正係数を算出することを特徴とする請求項2記載の信号処理方法。 - 前記複数の群は、少なくとも第1の群と第2の群を有し、
前記補正量の大きさを算出するステップは、
前記自己相関強度情報を逆フーリエ変換するステップと、
前記ナイキスト周波数強度情報を逆フーリエ変換するステップと、
前記自己相関強度情報を逆フーリエ変換して得られたデータと前記ナイキスト周波数強度情報を逆フーリエ変換して得られたデータとに基づいて前記第1の群による受光信号と前記第2の群による受光信号との間の強度のズレの前記複数の受光素子における分布情報を求めるステップと、
前記分布情報に基づいて当該補正量の大きさを算出するステップと、
を含み、
前記ナイキスト周波数強度情報を逆フーリエ変換して得られたデータから前記第1及び第2の群のそれぞれに対応する当該補正量の正負を判別するステップを更に有し、
前記補正係数を算出するステップは、当該補正量の大きさと当該補正量の正負とを組み合わせて前記補正係数を算出することを特徴とする請求項2記載の信号処理方法。 - 光源からの出力光の被測定物体による反射光を受光して電気信号を生成する複数の受光素子を有し、前記複数の受光素子を複数の群に分け、前記複数の受光素子により生成された電気信号に対して群ごとにゲインをかけて受光信号を生成する受光手段からの受光信号を処理する信号処理デバイスであって、
前記受光信号が入力される入力部と、
前記出力光の強度に相当する背景成分の強度情報とノイズ成分の強度情報を求める強度情報取得手段と、
前記背景成分の強度情報と前記ノイズ成分の強度情報に基づいて補正量の大きさを算出する補正量算出手段と、
前記補正量算出手段によって算出された補正量の大きさに基づいて補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記補正係数算出手段によって算出された補正係数に基づいて前記複数の群による受光信号間の強度のズレを補正する補正手段と、
を有することを特徴とする信号処理デバイス。 - 前記受光信号に対してフーリエ変換を行うフーリエ変換手段を更に有し、
前記背景光の強度情報は、前記フーリエ変換により得られたデータに基づく前記出力光のパワースペクトルの自己相関に相当する成分の自己相関強度情報であり、
前記ノイズ成分の強度情報は、前記フーリエ変換により得られたデータに基づくナイキスト周波数に相当する成分のナイキスト周波数強度情報を含むことを特徴とする請求項6記載の信号処理デバイス。 - 前記複数の群は、少なくとも第1の群と第2の群を有し、
前記フーリエ変換手段により得られたデータから前記第1及び第2の群のそれぞれに対応する補正量の正負を判別する補正量正負判別手段を更に有し、
前記補正係数算出手段は、前記補正量の大きさと前記補正量の正負とを組み合わせて前記補正係数を算出することを特徴とする請求項7記載の信号処理デバイス。 - 前記複数の群は、少なくとも第1の群と第2の群を有し、
前記補正量算出手段は、
前記自己相関強度情報及び前記ナイキスト周波数強度情報をそれぞれ逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、
前記逆フーリエ変換手段により得られたデータに基づいて前記第1の群による受光信号と前記第2の群による受光信号との間の強度のズレの前記複数の受光素子における分布情報を求める分布情報算出手段と、
を含み、
前記分布情報算出手段による算出結果に基づいて当該補正量の大きさを算出し、
前記フーリエ変換手段により得られたデータから前記第1及び第2の群のそれぞれに対応する当該補正量の正負を判別する補正量正負判別手段を更に有し、
前記補正係数算出手段は、当該補正量の大きさと当該補正量の正負とを組み合わせて前記補正係数を算出することを特徴とする請求項7記載の信号処理デバイス。 - 前記複数の群は、少なくとも第1の群と第2の群を有し、
前記補正量算出手段は、
前記自己相関強度情報及び前記ナイキスト周波数強度情報をそれぞれ逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、
前記逆フーリエ変換手段により得られたデータに基づいて前記第1の群による受光信号と前記第2の群による受光信号との間の強度のズレの前記複数の受光素子における分布情報を求める分布情報算出手段と、
を含み、
前記分布情報算出手段による算出結果に基づいて当該補正量の大きさを算出し、
前記逆フーリエ変換手段により得られた前記ナイキスト周波数強度情報に基づいて前記第1及び第2の群のそれぞれに対応する当該補正量の正負を判別する補正量正負判別手段を更に有し、
前記補正係数算出手段は、当該補正量の大きさと当該補正量の正負とを組み合わせて前記補正係数を算出することを特徴とする請求項7記載の信号処理デバイス。 - 被測定物体に対して照射する光を発生させる光源と、
前記被測定物体を経由した前記光を受光する複数の受光素子を有し、前記複数の受光素子を複数の群に分け、前記複数の受光素子により生成された電気信号に対して群ごとにゲインをかけて受光信号を生成する受光手段と、
前記光の強度に相当する背景成分の強度情報とノイズ成分の強度情報を求める強度情報取得手段と、
前記背景成分の強度情報と前記ノイズ成分の強度情報に基づいて補正量の大きさを算出する補正量算出手段と、
前記補正量算出手段によって算出された補正量の大きさに基づいて補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記補正係数算出手段によって算出された補正係数に基づいて前記複数の群による受光信号間の強度のズレを補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された受光信号に基づく画像を表示する表示手段と、
を有することを特徴とする光画像計測装置。 - 前記光は低コヒーレンス光であって、
前記低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分割し、被測定物体を経由した前記信号光と参照光路を経由した前記参照光とを重畳させて干渉光を生成し、前記干渉光をスペクトル分解する光学系を有し、
前記受光手段は、前記干渉光のスペクトルを受光して受光信号を生成し、
当該受光信号に対してフーリエ変換を行うフーリエ変換手段を更に有し、
前記背景光の強度情報は、前記フーリエ変換により得られたデータに基づく前記光のパワースペクトルの自己相関に相当する成分の自己相関強度情報であり、
前記ノイズ成分の強度情報は、前記フーリエ変換により得られたデータに基づくナイキスト周波数に相当する成分のナイキスト周波数強度情報を含むことを特徴とする請求項11記載の光画像計測装置。 - 前記複数の群は、少なくとも第1の群と第2の群を有し、
前記フーリエ変換手段により得られたデータから前記第1及び第2の群のそれぞれに対応する補正量の正負を判別する正負判別手段を更に有し、
前記補正係数算出手段は、前記補正量の大きさと前記補正量の正負とを組み合わせて前記補正係数を算出することを特徴とする請求項12記載の光画像計測装置。 - 前記複数の群は、少なくとも第1の群と第2の群を有し、
前記補正量算出手段は、
前記自己相関強度情報及び前記ナイキスト周波数強度情報をそれぞれ逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、
前記逆フーリエ変換手段により得られたデータに基づいて前記第1の群による受光信号と前記第2の群による受光信号との間の強度のズレの前記複数の受光素子における分布情報を求める分布情報算出手段と、
を含み、
前記分布情報算出手段による算出結果に基づいて当該補正量の大きさを算出し、
前記フーリエ変換手段により得られたデータから前記第1及び第2の群に対応する当該補正量の正負を判別する補正量正負判別手段を更に有し、
前記補正係数算出手段は、当該補正量の大きさと当該補正量の正負とを組み合わせて前記補正係数を算出することを特徴とする請求項12記載の光画像計測装置。 - 前記複数の群は、少なくとも第1の群と第2の群を有し、
前記補正量算出手段は、
前記自己相関強度情報及び前記ナイキスト周波数強度情報をそれぞれ逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、
前記逆フーリエ変換手段により得られたデータに基づいて前記第1の群による受光信号と前記第2の群による受光信号との間の強度のズレの前記複数の受光素子における分布情報を求める分布情報算出手段と、
を含み、
前記分布情報算出手段による算出結果に基づいて当該補正量の大きさを算出し、
前記逆フーリエ変換手段により得られた前記ナイキスト周波数強度情報に基づいて前記第1及び第2の群のそれぞれに対応する当該補正量の正負を判別する補正量正負判別手段を更に有し、
前記補正係数算出手段は、当該補正量の大きさと当該補正量の正負とを組み合わせて前記補正係数を算出することを特徴とする請求項12記載の光画像計測装置。
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