TWI577328B - 眼底影像偵測裝置及獲取動物眼睛眼底影像的方法 - Google Patents

Description

眼底影像偵測裝置及獲取動物眼睛眼底影像的方法

本發明是有關於一種光學裝置，且特別是有關於一種眼底影像偵測裝置。

眼球乃人類靈魂之窗，因此眼球的健康極為重要。常見之眼球檢測裝置包含氣動式眼壓計、驗光機及眼底照相機等，其中眼底照相機為用來觀察眼底之影像偵測裝置，藉以檢測眼底的組織有無病變，例如檢測是否有視網膜剝離。此外，由於觀察眼底就能直接看到血管，因此觀察眼底可幫助眼睛疾病的診斷，尤其是視網膜剝離(例如糖尿病視網膜病變)更可藉由檢測眼底來定期追蹤檢查。

由於眼睛的眼底呈現弧狀凹陷，因此眼底影像偵測裝置所取得之眼睛眼底影像會具有枕狀畸變，此枕狀畸變不利於醫生判讀眼底組織的病變。為消除眼睛眼底影像的枕狀畸變，習知的眼底影像偵測裝置多加裝特製的非球面透鏡。然而，非球面透鏡的成本昂貴，而不適於被採用在售價相對低之手持式眼底影像偵測裝置中。

本發明提供一種眼底影像偵測裝置，其可獲得高品質之動物眼底影像。

本發明之一實施例提供一種眼底影像偵測裝置，適於 偵測動物眼睛眼底影像。眼底影像偵測裝置包括影像擷取單元以及影像處理單元。影像擷取單元的景深大於或等於0.17毫米。影像處理單元與影像擷取單元電性連接，且適於對影像擷取單元所擷取之動物眼睛眼底影像進行降低枕狀畸變的校正。

本發明之一實施例提供一種眼底影像偵測裝置，適於偵測動物眼睛眼底影像。眼底影像偵測裝置包括影像擷取單元以及影像處理單元。影像處理單元與影像擷取單元電性連接且具有查找表。影像處理單元根據查找表對動物眼睛眼底影像進行降低枕狀畸變的校正。

本發明之一實施例提供一種眼底影像偵測裝置，適於偵測動物眼睛眼底影像。眼底影像偵測裝置包括影像擷取單元以及影像處理單元。影像擷取單元包括影像擷取元件以及與影像擷取元件連接的鏡頭。鏡頭內的所有透鏡皆為球面透鏡。影像處理單元與影像擷取單元電性連接，且適於對影像擷取單元所擷取之動物眼睛眼底影像進行降低枕狀畸變的校正。

本發明之一實施例提供一種獲取動物眼睛眼底影像的方法，包括下列步驟。擷取動物眼睛眼底的影像。對動物眼睛眼底的影像進行降低枕狀畸變的校正，以降低呈弧狀凹面的眼底影像所形成的枕狀畸變。

在本發明之一實施例中，上述之影像處理單元具有查找表。影像處理單元根據查找表對動物眼睛眼底影像進行降低枕狀畸變的校正。

在本發明之一實施例中，上述之影像擷取單元擷取枕狀畸變圖案。影像處理單元內建有標準圖案資料。查找表是藉由比較枕狀畸變圖案與標準圖案資料而產生的。

在本發明之一實施例中，上述之影像擷取單元包括影像擷取元件、鏡頭蓋以及配置於鏡頭蓋與影像擷取元件之間的鏡頭。鏡頭蓋具有枕狀畸變圖案。

在本發明之一實施例中，上述之影像擷取單元更包括發光元件。發光元件適於發出光束。鏡頭蓋的枕狀畸變圖案配置於光束的傳遞路徑上。

在本發明之一實施例中，上述之影像擷取單元包括影像擷取元件以及與影像擷取元件連接的鏡頭。鏡頭內的所有透鏡皆為球面透鏡。

在本發明之一實施例中，上述之眼底影像偵測裝置更包括影像儲存單元。影像儲存單元與影像處理單元電性連接，且適於儲存已完成降低枕狀畸變校正的動物眼睛眼底影像。

在本發明之一實施例中，上述之對動物眼睛眼底的影像進行降低枕狀畸變校正的步驟為：根據查找表對動物眼睛眼底的影像進行降低枕狀畸變的校正。

在本發明之一實施例中，上述之獲取動物眼睛眼底影像的方法更包括下列步驟。擷取畸變圖案。提供標準圖案資料，其中查找表是藉由比較畸變圖案與標準圖案資料所產生的。

在本發明之一實施例中，上述之獲取動物眼睛眼底影 像的方法在對動物眼睛眼底影像進行降低枕狀畸變的校正後更包括下列步驟。儲存已完成降低枕狀畸變校正的動物眼睛眼底影像。

基於上述，本發明之實施例之影像偵測裝置及獲取動物眼睛眼底影像的方法對動物眼睛眼底影像進行降低枕狀畸變的校正，因此本發明之實施例之影像偵測裝置及獲取動物眼睛眼底影像的方法可獲得高品質的動物眼睛眼底影像。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

眼底影像偵測裝置

圖1為本發明一實施例之眼底影像偵測裝置的示意圖。請參照圖1，眼底影像偵測裝置100適於偵測動物眼睛眼底影像。在本實施例中，眼底影像偵測裝置100可用以偵測人類眼睛的影像。但本發明不限於此，在其他實施例中，眼底影像偵測裝置100亦可用以偵測其他種類動物(例如狗、貓、牛、羊、馬、豬等)之眼睛眼底影像。此外，動物的眼睛例如是指具有彎曲眼底的動物的眼睛。

本實施例之眼底影像偵測裝置100包括影像擷取單元110以及與影像擷取單元110電性連接的影像處理單元120。影像擷取單元110用以擷取動物眼睛眼底影像。影像處理單元120適於對影像擷取單元110所擷取之動物眼睛 眼底影像進行降低枕狀畸變(Pincushion Distortion)的校正(Correction)。在本實施例中，影像擷取單元110可取得動態或靜態的動物眼睛眼底影像，影像擷取單元110是用以取得動態或靜態的動物眼睛眼底影像可視使用者的需求而定。

在本發明一實施例中，影像擷取單元110包括影像擷取元件112(例如電荷耦合元件，Charge-Coupled Device)以及與影像擷取元件112連接的鏡頭114。值得注意的是，在此實施例中，眼底影像偵測裝置100是利用影像處理單元120對動物眼睛眼底影像進行降低枕狀畸變的校正。進一步而言，眼底影像偵測裝置100是可利用韌體(firmware)、軟體(software)或數位邏輯電路的方式對動物眼睛眼底影像進行降低枕狀畸變的校正，因此鏡頭114內的透鏡可不需採用用來校正畸變且成本高的非球面透鏡(aspherical lens)。在此實施例中，鏡頭114內的所有透鏡可皆採用球面透鏡，而使眼底影像偵測裝置100具有低成本的優勢。

在本發明另一實施例中，影像處理單元120可內建有查找表(Lookup Table)。影像處理單元120可根據此查找表對動物眼睛眼底影像進行降低枕狀畸變的校正。換言之，在此實施例中，可利用查表(即所述之查找表)的方式代替習知技術中的即時運算來進行降低枕狀畸變的校正，進而提升眼底影像偵測裝置取得高品質動物眼睛眼底影像的效能。如此一來，當使用者欲取得即時(Live-View) 的動物眼睛眼底影像時，影像偵測裝置100可運用其高影像處理效能的優勢，提供給使用者即時(Live-View)的影像，以幫助使用者決定拍攝時的取像範圍。

在此實施例中，可將先透過外部計算軟體計算出用以降低枕狀畸變的校正資料，並將此校正資料儲存成所述之查找表。然侯，再將此查找表內建於影像處理單元120中，進而供影像處理單元120進行降低枕狀畸變的校正。然而，本發明之查找表產生的方式並不限於上段所述。舉例而言，在其他實施例中，影像擷取單元110可擷取枕狀畸變圖案，且影像處理單元120可內建有標準圖案資料(即無任何畸變的圖案資料)。圖2為本發明一實施例之枕狀畸變圖案的示意圖。圖3為本發明一實施例之標準圖案資料的示意圖。請參照圖2及圖3，所述查找表亦可藉由比較標準圖案資料200與枕狀畸變圖案300而產生，例如可計算出枕狀畸變圖案中每一像素經校正後之位移資料而產生。詳言之，標準圖案資料200與枕狀畸變圖案300分別具有對應之點A與點B。點A的座標為(X1,Y1)，而點B的座標為(X2,Y2)。藉由比較點B座標為(X2,Y2)與點A座標(X1,Y1)可獲得二者座標的差值(△X,△Y)，其中△X=X2-X1，△Y=Y2-Y1。利用此差值(△X,△Y)便可將影像擷取單元110所擷取之動物眼睛眼底影像中與點B對應的像素點修正至適當的位置，進而降低動物眼睛眼底影像的枕狀畸變。

另外，在利用上述差值修正像素點位置的過程中，動 物眼睛眼底影像中可能有部份之像素點無法在枕狀畸變圖案300中找到對應的點，此時可利用與此像素點相鄰且可在枕狀畸變圖案300中找到對應點的其他像素點執行雙線性(Bilinear)演算法進行插點處理，進而使動物眼睛眼底影像中無法找到對應點之像素點仍可被修正至適當位置。如此一來，眼底影像偵測裝置100便可獲得枕狀畸變程度低的動物眼睛眼底影像。

請再參照圖1，具體而言，本發明一實施例之影像擷取單元110可選擇性地包括鏡頭蓋116。鏡頭114配置於鏡頭蓋116與影像擷取元件112之間，而上述之畸變圖案可設置於鏡頭蓋116之朝向鏡頭114的表面116a上。表面116a例如為弧形凹面。影像擷取單元110可進一步包括發光元件118。在本實施例中，發光元件118例如為發光二極體(Light Emitting Diode，LED)，但本發明不以此為限。發光元件118適於發出光束L。鏡頭蓋116的枕狀畸變圖案配置於光束L的傳遞路徑上。在眼底影像偵測裝置100偵測動物眼睛眼底影像前，發光元件118可發出光束L至鏡頭蓋116的畸變圖案上，進而使影像擷取單元110可擷取到畸變圖案(例如圖2所示之畸變圖案300)。具體而言，鏡頭蓋116上的畸變圖案可以是在弧面(即表面116a上等間格的多條互相垂直的交叉線。雖然這些互相垂直的交叉線在弧面上是等間格，但由於影像擷取元件112的感測面是平面，因此經由影像擷取元件112所擷取到的影像或如圖2那樣產生枕狀畸變。接著，影像處理單元120便 可藉由比較畸變圖案300與內建之標準圖案資料200獲得查找表，進而利用此查找表對影像擷取單元110後續所擷取之動物眼睛眼底影像進行降低枕狀畸變的校正。

本實施例之眼底影像偵測裝置100可進一步包括影像儲存單元130。影像儲存單元130與影像處理單元120電性連接且適於儲存已完成降低枕狀畸變校正的動物眼睛眼底影像。換言之，在本實施例中，眼底影像偵測裝置100是在儲存動物眼睛眼底影像前即進行降低枕狀畸變的校正。因此，用以進行降低枕狀畸變校正之動物眼睛眼底影像並未經過壓縮或其他的影像處理，而使影像處理單元120可取得最原始之動物眼睛眼底影像來進行降低枕狀畸變的校正，進而獲得高品質且低枕狀畸變的影像。

此外，在本發明又一實施例中，影像擷取單元110的景深(depth of field)可大於或等於0.17毫米。上述之適當的景深設計可使眼底影像偵測裝置100更適合用於偵測動物眼睛眼底影像並獲得成像品質良好的影像。

獲取動物眼睛眼底影像的方法

圖4為本發明一實施例之獲取動物眼睛眼底影像的方法的流程圖。請參照圖4，首先，可擷取動物眼睛眼底的影像(步驟S100)。接著，對動物眼睛眼底的影像進行降低枕狀畸變的校正，以降低呈弧狀凹面的眼底影像所形成的枕狀畸變(步驟S200)。

在本實施例中，可根據查找表對動物眼睛眼底的影像進 行降低枕狀畸變的校正。換言之，在本實施例中，不需利用習知技術中的即時運算方式來進行降低枕狀畸變的校正，而可利用查表(即所述之查找表)的方式代替之，進而提升獲取低枕狀畸變之動物眼睛眼底影像的速度。此外，可重新排列部分畸變影像像素之位置，並針對空出之像素位置進行算術運算插點。在本實施例中，查找表可藉由外部計算軟體預先計算出。然而，本發明之查找表產生的方式並不限於上段所述。舉例而言，在其他實施例中，可先擷取枕狀畸變圖案並提供標準圖案資料，接著再藉由比較枕狀畸變圖案與標準圖案資料而獲得查找表。詳細獲得查找表的方式如「眼底影像偵測裝置」中所述，於此便不再重述。

請再參照圖4，在本實施例之獲取動物眼睛眼底影像的方法中，在對動物眼睛眼底影像進行降低枕狀畸變的校正後，接著可儲存已完成降低枕狀畸變校正的動物眼睛眼底影像(步驟S300)。換言之，在本實施例中，是在儲存動物眼睛眼底影像前即進行降低枕狀畸變的校正。因此，用以進行降低枕狀畸變校正之動物眼睛眼底影像並未經過壓縮或其他的影像處理，用以進行降低枕狀畸變校正的動物眼睛眼底影像影像處理單元為最原始的資料檔(Raw Data)，而使得本實施例之獲取動物眼睛眼底影像的方法可進行精密之降低枕狀畸變的校正，從而獲得高品質的動物眼底影像。

綜上所述，本發明一實施例之影像偵測裝置及獲取動 物眼睛眼底影像的方法對動物眼睛眼底影像進行降低枕狀畸變的校正，因此本發明一實施例之影像偵測裝置及獲取動物眼睛眼底影像的方法可獲得高品質的動物眼睛眼底影像。

本發明另一實施例之影像偵測裝置是利用韌體(firmware)、軟體(software)或數位邏輯電路的方式對動物眼睛眼底影像進行降低枕狀畸變的校正，因此影像偵測裝置可不採用高成本之非球面透鏡來降低枕狀畸變，進而使影像偵測裝置具有低成本的優勢。

本發明又一實施例之影像偵測裝置及獲取動物眼睛眼底影像的方法是利用利用查表的方式代替習知的即時運算方式來進行降低枕狀畸變的校正，從而可快速地獲得高品質的動物眼睛眼底影像。

本發明再一實施例之影像偵測裝置藉由適當地設計影像擷取單元的景深可使眼底影像偵測裝置更適合用於偵測動物眼睛眼底影像並獲得成像品質良好的影像。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧眼底影像偵測裝置

110‧‧‧影像擷取單元

112‧‧‧影像擷取元件

114‧‧‧鏡頭

116‧‧‧鏡頭蓋

116a‧‧‧鏡頭蓋之表面

118‧‧‧發光元件

120‧‧‧影像處理單元

130‧‧‧影像儲存單元

200‧‧‧標準圖案資料

300‧‧‧枕狀畸變圖案

A、B‧‧‧點

L‧‧‧光束

S100~S300‧‧‧步驟

圖1為本發明一實施例之眼底影像偵測裝置的示意圖。

圖2為本發明一實施例之枕狀畸變圖案的示意圖。

圖3為本發明一實施例之標準圖案資料的示意圖。

圖4為本發明一實施例之獲取動物眼睛眼底影像的方法的流程圖。

100‧‧‧眼底影像偵測裝置

110‧‧‧影像擷取單元

112‧‧‧影像擷取元件

114‧‧‧鏡頭

116‧‧‧鏡頭蓋

116a‧‧‧鏡頭蓋之表面

118‧‧‧發光元件

120‧‧‧影像處理單元

130‧‧‧影像儲存單元

L‧‧‧光束

Claims (12)

1. 一種眼底影像偵測裝置，適於偵測一動物眼睛眼底影像，該眼底影像偵測裝置包括：一影像擷取單元，該影像擷取單元的景深大於或等於0.17毫米；以及一影像處理單元，與該影像擷取單元電性連接，且適於對該影像擷取單元所擷取之該動物眼睛眼底影像進行降低枕狀畸變的校正，其中該影像擷取單元擷取一枕狀畸變圖案，該影像處理單元內建有一標準圖案資料且具有一查找表，該查找表是藉由比較該枕狀畸變圖案與該標準圖案資料而產生的，且該影像處理單元根據該查找表對該動物眼睛眼底影像進行降低枕狀畸變的校正。
2. 如申請專利範圍第1項所述之眼底影像偵測裝置，其中該影像擷取單元包括：一影像擷取元件、一鏡頭蓋以及配置於該鏡頭蓋與該影像擷取元件之間的一鏡頭，該鏡頭蓋具有該枕狀畸變圖案。
3. 如申請專利範圍第2項所述之眼底影像偵測裝置，其中該影像擷取單元更包括：一發光元件，適於發出一光束，該鏡頭蓋的該枕狀畸變圖案配置於該光束的傳遞路徑上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之眼底影像偵測裝置，其中該影像擷取單元包括：一影像擷取元件以及與該影像擷取元件連接的一鏡頭，其中該鏡頭內的所有透鏡皆為球面透鏡。
5. 如申請專利範圍第1項所述之眼底影像偵測裝置，更包括：一影像儲存單元，與該影像處理單元電性連接，且適於儲存已完成降低枕狀畸變校正的該動物眼睛眼底影像。
6. 一種眼底影像偵測裝置，適於偵測一動物眼睛眼底影像，該眼底影像偵測裝置包括：一影像擷取單元；以及一影像處理單元，該影像擷取單元擷取一枕狀畸變圖案且內建有一標準圖案資料，該影像處理單元與該影像擷取單元電性連接且具有一查找表，該查找表是藉由比較該枕狀畸變圖案與該標準圖案資料而產生的，該影像處理單元根據該查找表對該動物眼睛眼底影像進行降低枕狀畸變的校正。
7. 如申請專利範圍第6項所述之眼底影像偵測裝置，其中該影像擷取單元包括：一影像擷取元件、一鏡頭蓋以及配置於該鏡頭蓋與該影像擷取元件之間的一鏡頭，該鏡頭蓋具有該枕狀畸變圖案。
8. 如申請專利範圍第7項所述之眼底影像偵測裝置，其中該影像擷取單元更包括：一發光元件，適於發出一光束，該鏡頭蓋的該枕狀畸變圖案配置於該光束的傳遞路徑上。
9. 如申請專利範圍第6項所述之眼底影像偵測裝置，其中該影像擷取單元包括：一影像擷取元件以及與該影像擷取元件連接的一鏡頭，其中該鏡頭內的所有透鏡皆 為球面透鏡。
10. 如申請專利範圍第6項所述之眼底影像偵測裝置，更包括：一影像儲存單元，與該影像處理單元電性連接，且適於儲存已完成降低枕狀畸變校正的該動物眼睛眼底影像。
11. 一種獲取動物眼睛眼底影像的方法，包括：擷取一畸變圖案；提供一標準圖案資料；比較該畸變圖案與該標準圖案資料以產生一查找表；擷取動物眼睛眼底的影像；以及對該動物眼睛眼底的影像進行降低枕狀畸變的校正，根據該查找表對該動物眼睛眼底的影像進行降低枕狀畸變的校正，以降低呈弧狀凹面的眼底影像所形成的枕狀畸變。
12. 如申請專利範圍第11項所述之獲取動物眼睛眼底影像的方法，在對該動物眼睛眼底影像進行降低枕狀畸變的校正後，更包括：儲存已完成降低枕狀畸變校正的該動物眼睛眼底影像。