專利名稱：眼底圖像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)計(jì)一種圖像處理方法，特別涉及針對(duì)眼底圖像的匹配、視神經(jīng)測量
及眼底圖像的拼接的眼底圖像處理方法。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的發(fā)展和市場的成長，機(jī)器視覺技術(shù)的硬件和軟件日趨完善，機(jī)器視覺 技術(shù)發(fā)展十分迅速。從20世紀(jì)50年代以統(tǒng)計(jì)識(shí)別、二維圖像的分析為主要功能開始，發(fā) 展到圖像明暗、紋理、運(yùn)動(dòng)以及成像幾何，到了 70年代已經(jīng)出現(xiàn)了視覺應(yīng)用系統(tǒng)。后來，隨 著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展以及計(jì)算視覺理論的不斷成熟，逐漸出現(xiàn)了智能化的機(jī)器視覺系 統(tǒng)。數(shù)字圖像處理在電子、印刷、醫(yī)藥、食品等制造行業(yè)廣泛應(yīng)用，特別是在生物醫(yī)學(xué)工程方 面的應(yīng)用，取得很大成效。1972年英國EMI公司工程師Housfield發(fā)明了用于頭顱診斷的 X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，也就是我們通常所說的CT (Computer Tomogr即hy) 。 CT的基本 方法是根據(jù)人的頭部截面的投影，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理來重建截面圖像，稱為圖像重建。1975年 EMI公司又成功研制出全身用的CT裝置，獲得了人體各個(gè)部位鮮明清晰的斷層圖像。1979 年，這項(xiàng)無損傷診斷技術(shù)獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，以鼓勵(lì)它對(duì)人類作出的劃時(shí)代的貢獻(xiàn)。數(shù)字圖像 處理還有一類是對(duì)醫(yī)用顯微圖像的處理分析，如紅細(xì)胞、白細(xì)胞分類，染色體分析，癌細(xì)胞 識(shí)別等。此外，X光肺部圖像增晰、超聲波圖像處理、心電圖分析、立體定向放射治療等醫(yī)學(xué) 診斷方面都廣泛地應(yīng)用了圖像處理技術(shù)。 盡管醫(yī)學(xué)視覺領(lǐng)域中將機(jī)器視覺系統(tǒng)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷與醫(yī)學(xué)圖像分析已經(jīng)發(fā)展 了很長時(shí)間，并有許多成功的應(yīng)用范例，但機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用于眼科研究目前還處在起步 階段。目前的眼科診療多采用醫(yī)生與患者近距離檢查，患者舒適度差，檢查效果受人為因素 影響較高。目前為止基于機(jī)器視覺技術(shù)的針對(duì)眼底圖像的匹配、視神經(jīng)測量、眼底圖像的拼 接的技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域仍然還是相當(dāng)不完善階層。眼底圖像處理系統(tǒng)作為基于機(jī)器視覺技術(shù) 的高科技產(chǎn)品，集眼科醫(yī)學(xué)與計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)于一身，利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì) 醫(yī)生進(jìn)行輔助診斷，從而提高診斷的準(zhǔn)確性和方便性的目的。

發(fā)明內(nèi)容
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行眼底圖像處理的方法，包括
以下步驟將采集的眼底圖像載入；打開所述采集的眼底圖像，對(duì)所述眼底圖像進(jìn)行匹配；
對(duì)所述眼底圖像進(jìn)行測量；及對(duì)所述眼底圖像進(jìn)行拼接；其中，所述眼底圖像匹配包括自
動(dòng)匹配和手動(dòng)匹配；所述眼底圖像測量在圖像匹配完成后進(jìn)行，對(duì)于手動(dòng)匹配后的圖像剪
切感興趣的區(qū)域，分成對(duì)比模式顯示兩份圖像，再通過手動(dòng)設(shè)置圖像中的特征區(qū)域后，測量
兩圖中眼底特征區(qū)域的面積；所述眼底圖像拼接是對(duì)載入同一人眼的多幅眼底圖片進(jìn)行自
動(dòng)拼接工作，顯示眼底圖像的全圖。 與現(xiàn)有相比，本發(fā)明的有益效果為 第一 不受環(huán)境、個(gè)人主觀情緒的影響。從而降低風(fēng)險(xiǎn)，提高科研及醫(yī)療的質(zhì)量。實(shí)現(xiàn)科學(xué)計(jì)算的可視化，必將使科研工作的面貌發(fā)生根本性的變化，為醫(yī)學(xué)科學(xué)研究、教育 及臨床工作開辟新途徑，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。 第二擴(kuò)大眼科數(shù)字診療系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，產(chǎn)生更好的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。 第三可實(shí)現(xiàn)對(duì)患者眼底圖像實(shí)時(shí)分析、診斷、保存和傳輸功能，幫助眼科醫(yī)生進(jìn)
行輔助診斷，提高診斷的準(zhǔn)確性與方便性。
第四提升醫(yī)院的診療水平，提高醫(yī)生的診斷效率 第五系統(tǒng)工作平穩(wěn)，無噪聲。 本系統(tǒng)的成功開發(fā)填補(bǔ)了視覺領(lǐng)域上的一大空白，對(duì)于提高醫(yī)生的診斷準(zhǔn)確性與 效率，提高醫(yī)療診斷水平，擴(kuò)大眼科數(shù)字診斷系統(tǒng)有著重要意義。 本發(fā)明的其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖進(jìn)行的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的說 明中可以更加清楚地看出。


圖1為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的整體操作流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供基于機(jī)器視覺的眼底圖像處理系統(tǒng)，用于將眼科中生成的眼底圖像進(jìn) 行圖像的匹配，視神經(jīng)的測量和眼底圖像的拼接，可實(shí)現(xiàn)患者眼底圖像實(shí)時(shí)分析、診斷、保 存和傳輸功能。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明提供的眼底圖 像處理方法可實(shí)現(xiàn)以下功能 1.多幅圖像的自動(dòng)匹配，包括對(duì)圖像的矯正，裁剪感興趣區(qū)域，自動(dòng)生成jpeg與 gif兩種不同格式的多幀圖像，四幅圖像的處理時(shí)間控制在500ms之內(nèi)；
2.兩幅圖像的視神經(jīng)測量，有自動(dòng)尋找視杯與視盤功能，并輔助手動(dòng)尋找.能準(zhǔn) 確的找出變化的區(qū)域與變化的程度，處理時(shí)間控制在50ms之內(nèi)； 3.五幅圖像的拼接圖像功能，自動(dòng)拼接與手動(dòng)拼接相結(jié)合的拼接方式，，實(shí)現(xiàn)圖像 的無逢拼接，五幀圖像的拼接的時(shí)間大約為1000ms ; 4.系統(tǒng)可以為圖像添加每幀輸入圖像的生成時(shí)期與圖像所有人的姓名，以便長期 保存與方便診斷。 為實(shí)現(xiàn)上述功能，輸入的圖像為bmp， jpeg這兩種格式圖像。
現(xiàn)參考附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。 首先操作計(jì)算機(jī)，載入眼底圖像，顯示在縮略圖像區(qū)中，圖像的大小和個(gè)數(shù)顯示到 狀態(tài)欄。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊縮略圖，顯示圖像的縮略圖，調(diào)整圖像的順序。在匹配中，將第一幅圖 認(rèn)為是基準(zhǔn)圖；在拼接中，第一幅圖一般為中心圖。
眼底圖像的匹配 在圖像的個(gè)數(shù)小于等于4的情況下，可對(duì)眼底圖像進(jìn)行匹配，否則，眼底圖像匹配 功能無效。眼底圖像匹配分為自動(dòng)匹配和手動(dòng)匹配，對(duì)于自動(dòng)匹配，只要直接點(diǎn)擊相應(yīng)的按 鈕就可以進(jìn)入相應(yīng)的結(jié)果顯示界面，之后可以對(duì)圖像做處理操作。對(duì)于要手動(dòng)匹配的圖像， 在以對(duì)比模式顯示時(shí)手動(dòng)設(shè)置標(biāo)識(shí)點(diǎn)，算法會(huì)根據(jù)標(biāo)識(shí)點(diǎn)的位置再進(jìn)行匹配。對(duì)載入的多 幅圖像進(jìn)行匹配工作，經(jīng)過創(chuàng)建尺度空間，提取特征點(diǎn)，生成特征向量，根據(jù)特征向量生成K-D樹，最終找到匹配點(diǎn)對(duì)，然后利用RANSAC原理提取最好的特征點(diǎn)對(duì)，根據(jù)點(diǎn)對(duì)用ransac
生成一個(gè)透視變換矩陣，最終達(dá)到圖像匹配工作。 對(duì)于不同的眼底圖像，要設(shè)置不同的匹配參數(shù)設(shè)置。 用戶可以保存匹配后的圖像為jpg或gif圖像，并為圖像添加每幀輸入圖像的生 成日期與圖像所有人的姓名。 眼底圖像匹配功能可以實(shí)現(xiàn)多幅相同分辨率眼底圖像的自動(dòng)校準(zhǔn)與手動(dòng)校準(zhǔn)及 多幅不同分辨率眼底圖像的自動(dòng)校準(zhǔn)與手動(dòng)校準(zhǔn)。
眼底圖像測量 圖像匹配后，再手工畫出視神經(jīng)外輪廓與內(nèi)輪廓，系統(tǒng)再自動(dòng)尋找真正的變化區(qū) 域，自動(dòng)計(jì)算出輪廓的面積。具體地，對(duì)載入的圖像進(jìn)行匹配(兩幅圖像)后，對(duì)基準(zhǔn)圖像 手功提取杯區(qū)域，然后自動(dòng)在待測圖像上找到杯的區(qū)域。圖像在匹配后，將基準(zhǔn)圖像上杯的 區(qū)域邊緣等分，以四度為一個(gè)區(qū)域生成模板圖像，利用匹配方法找到在待測圖像相關(guān)位置 上相關(guān)性最小的位置，從而找到杯的區(qū)域，從而對(duì)視神經(jīng)進(jìn)行測量。
多幅圖像的拼接 對(duì)載入的五幅以內(nèi)的圖像，只需點(diǎn)擊按鈕，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)拼接，然后合成一幅拼接后 的圖像，其中要完成拼接線的修補(bǔ)，將不同的圖像轉(zhuǎn)換到圓柱坐標(biāo)下位置的變化，及焦距的 尋找，以及對(duì)圖像的幾何校正和光度校正。接口設(shè)計(jì)調(diào)用接口接受主應(yīng)用程序的調(diào)用，實(shí)現(xiàn)圖像預(yù)處理、參數(shù)初始化和釋放、參數(shù)設(shè)置等功能。因此，調(diào)用接口可按功能劃分為四類參數(shù)初始化void paramter_set (void) ;//參數(shù)設(shè)置匹配工作void image—matching(Ipllmage**src_image， int m_nSize);〃圖像匹配輸入雙指針圖像列和圖像個(gè)數(shù)輸出空接口調(diào)用匹配后的圖像列IplImage氺氺xformed—image ;//匹ffi圖i"象視神經(jīng)測量工作自動(dòng)測視神經(jīng)測量void auto_fit_ellipse(IplImage**xformed，int imageNum，
CvPoint氺PointArray， int count); 輸入圖像列、圖像個(gè)數(shù)、標(biāo)識(shí)點(diǎn)列和標(biāo)識(shí)點(diǎn)個(gè)數(shù) 輸出空 調(diào)用測量返回參數(shù)值 FitEllipseBox*autoEllipse ;〃得到測量橢圓參數(shù)值 手動(dòng)測第二幅圖的視神經(jīng)測量 void fit_ellipse(CvPoin1^src—point， int count); 輸入標(biāo)識(shí)點(diǎn)列和標(biāo)識(shí)點(diǎn)個(gè)數(shù)
輸出空 調(diào)用測量返回參數(shù)值 FitEllipseBox*manunalEllipse ;〃得到測量橢圓參數(shù)值 自動(dòng)拼接工作 void image_stitch(Ipllmage**src_image， int m_nSize) ;//圖像拼接 輸入雙指針圖像列和圖像個(gè)數(shù) 輸出空 接口調(diào)用拼接后的圖像 Ipllmage*stitched_image ;〃拼接圖像 綜上，本發(fā)明具有自適應(yīng)的多幅圖像操作與靈活的內(nèi)部判斷機(jī)制；提供了全自動(dòng)
的圖像配準(zhǔn)，測量與拼接的技術(shù)，與手動(dòng)相結(jié)合的輔助功能并具有友好的操作界面。 雖然本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合目前被認(rèn)為是最實(shí)用和優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是應(yīng)可
理解，本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例，而是相反，旨在覆蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范
圍內(nèi)的各種改進(jìn)和等同布置。
權(quán)利要求
一種采用計(jì)算機(jī)程序控制進(jìn)行眼底圖像處理的方法，包括以下步驟將采集的眼底圖像載入；打開所述采集的眼底圖像，對(duì)所述眼底圖像進(jìn)行匹配；對(duì)所述眼底圖像進(jìn)行測量；及對(duì)所述眼底圖像進(jìn)行拼接；其中，所述眼底圖像匹配包括自動(dòng)匹配和手動(dòng)匹配；所述眼底圖像測量在圖像匹配完成后進(jìn)行，對(duì)于手動(dòng)匹配后的圖像剪切感興趣的區(qū)域，分成對(duì)比模式顯示兩份圖像，再通過手動(dòng)設(shè)置圖像中的特征區(qū)域后，測量兩圖中眼底特征區(qū)域的面積；所述眼底圖像拼接是對(duì)載入同一人眼的多幅眼底圖片進(jìn)行自動(dòng)拼接工作，顯示眼底圖像的全圖。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼底圖像處理的方法，其特征在于，所述眼底圖像為多幅。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的眼底圖像處理的方法，其中所述圖像匹配的圖像數(shù)為l-4個(gè)，所述圖像測量的眼底圖像為2個(gè)，所述圖像拼接的眼底圖像為1-5個(gè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼底圖像處理的方法，其特征在于，所述眼底圖像測量還包括以下步驟手工畫出視神經(jīng)外輪廓與內(nèi)輪廓，其后，系統(tǒng)自動(dòng)尋找真正的變化區(qū)域，自動(dòng)計(jì)算出輪廓的面積。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼底圖像處理的方法，其特征在于，所述采集的圖像為bmp或jpeg格式。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼底圖像處理的方法，其特征在于，采集的圖像可以是相同分辨率或不同分辨率的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的眼底圖像處理的方法，其特征在于，所述圖像匹配、圖像測量與圖像拼接是自動(dòng)與手動(dòng)相結(jié)合。
全文摘要
本發(fā)明為一種基于機(jī)器視覺的眼底圖像處理的方法，包括以下步驟將采集的眼底圖像載入；打開所述采集的眼底圖像，對(duì)所述眼底圖像進(jìn)行匹配；對(duì)所述眼底圖像進(jìn)行測量；及對(duì)所述眼底圖像進(jìn)行拼接；其中，圖像匹配包括自動(dòng)匹配和手動(dòng)匹配；眼底測量在匹配完成后進(jìn)行，對(duì)匹配后的圖像剪切感興趣的區(qū)域，分成對(duì)比模式顯示兩份圖像，再通過手動(dòng)設(shè)置圖像中的特征區(qū)域后，測量兩圖中眼底特征區(qū)域的面積；眼底圖像拼接是對(duì)載入同一人眼的多幅眼底圖片進(jìn)行自動(dòng)拼接工作，使得醫(yī)生能夠看到病人眼底圖像的全圖。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)患者眼底圖像實(shí)時(shí)分析、診斷、保存和傳輸功能，幫助眼科醫(yī)生進(jìn)行輔助診斷，提高診斷的準(zhǔn)確性與方便性。
文檔編號(hào)G06T5/00GK101732031SQ20081018081
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月25日
發(fā)明者朱江兵, 朱瑞慧 申請(qǐng)人:中國大恒(集團(tuán))有限公司北京圖像視覺技術(shù)分公司