本申請涉及圖像數(shù)據(jù)處理，尤其涉及一種眼底圖像智能增強(qiáng)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、眼底圖像是指通過眼底相機(jī)等圖像采集設(shè)備對患者的眼底進(jìn)行圖像采集所獲取的圖像，眼底圖像主要包括患者眼部的視網(wǎng)膜、視神經(jīng)盤、視網(wǎng)膜血管以及黃斑等部分；眼底圖像對患者的糖尿病視網(wǎng)膜病變、青光眼、高血壓視網(wǎng)膜病變以及黃斑變性等疾病的篩查具有較高的參考價值。

2、在進(jìn)行眼底圖像的采集時，可能會因?yàn)楣饩€不足、拍攝條件限制或眼睛本身的反光等問題，造成所采集的眼底圖像的對比度較低，不便于進(jìn)行患者眼部情況的觀察，因此，有必要對眼底圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理。

3、為了實(shí)現(xiàn)對眼底圖像的增強(qiáng)，在公開號為cn112819730a的中國專利申請文件中，提供了一種圖像增強(qiáng)處理方法，包括：s1：提供待處理圖像，獲取所述待處理圖像的處理區(qū)域；s2：獲取所述處理區(qū)域的直方圖；s3：確定所述處理區(qū)域的灰度值的最小閾值和最大閾值；所述最小閾值記為hmin，所述最大閾值記為hmax；s4：對所述處理區(qū)域的灰度值進(jìn)行重映射，當(dāng)hmax>hmin時，將在0-1023的灰度值重新映射到0-255之間，得到處理后的圖像。

4、相關(guān)技術(shù)在對眼底圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理時，僅僅是根據(jù)圖像中的最大灰度閾值以及最小灰度閾值進(jìn)行的，難以實(shí)現(xiàn)對眼底圖像的有效增強(qiáng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為克服相關(guān)技術(shù)中難以實(shí)現(xiàn)對眼底圖像的有效增強(qiáng)的問題，本申請?zhí)峁┮环N眼底圖像智能增強(qiáng)方法及系統(tǒng)。

2、根據(jù)本申請實(shí)施例的第一方面，提供一種眼底圖像智能增強(qiáng)方法，包括：獲取待增強(qiáng)眼底圖像的灰度圖像，并將灰度圖像劃分為多個圖像區(qū)域，以確定圖像區(qū)域中的邊緣像素點(diǎn)所組成的邊緣連通區(qū)域；根據(jù)圖像區(qū)域中邊緣連通區(qū)域的數(shù)量以及同一連通區(qū)域中邊緣像素點(diǎn)的數(shù)量，確定圖像區(qū)域的邊緣復(fù)雜程度值；獲取圖像區(qū)域的灰度復(fù)雜程度值，所述灰度復(fù)雜程度值用于表征圖像區(qū)域中灰度值的復(fù)雜程度；針對多個圖像區(qū)域中的目標(biāo)圖像區(qū)域，將目標(biāo)圖像區(qū)域的邊緣復(fù)雜程度值、灰度復(fù)雜程度值以及灰度級在目標(biāo)圖像區(qū)域中的頻率相乘，獲得灰度級對應(yīng)目標(biāo)圖像區(qū)域的第一參數(shù)值；將灰度級對應(yīng)所有目標(biāo)圖像區(qū)域的所有第一參數(shù)值進(jìn)行求和，獲得灰度級的第二參數(shù)值，并將灰度級的第二參數(shù)值與灰度級在灰度圖像中的頻率相乘，獲得灰度級的加權(quán)頻率；根據(jù)灰度圖像中所有灰度級的加權(quán)頻率，對灰度圖像進(jìn)行直方圖均衡化，并將直方圖均衡化后的圖像作為增強(qiáng)圖像。

3、這樣，根據(jù)灰度圖像中所有灰度級的加權(quán)頻率實(shí)現(xiàn)對灰度圖像的增強(qiáng)，由于灰度級的加權(quán)頻率是根據(jù)灰度級在所出現(xiàn)的目標(biāo)圖像區(qū)域中的頻率、目標(biāo)圖像區(qū)域的邊緣復(fù)雜程度值以及灰度復(fù)雜程度值進(jìn)行確定的，邊緣復(fù)雜程度值能夠表征眼底的圖像區(qū)域中血管等邊緣性特征的復(fù)雜程度，灰度復(fù)雜程度值能夠表征圖像區(qū)域中灰度值的復(fù)雜程度，使得灰度級的加權(quán)頻率能夠更好地體現(xiàn)灰度級的特征，從而獲得更便于對眼底情況進(jìn)行觀察的增強(qiáng)圖像，有效實(shí)現(xiàn)了對眼底圖像的增強(qiáng)。

4、可選的，圖像區(qū)域的邊緣復(fù)雜程度值通過以下方式進(jìn)行確定：，其中，為圖像區(qū)域的邊緣復(fù)雜程度值，b為圖像區(qū)域中邊緣連通區(qū)域的數(shù)量，為以自然常數(shù)為底數(shù)的指示函數(shù)，為圖像區(qū)域的第i個邊緣連通區(qū)域中邊緣像素點(diǎn)的數(shù)量。

5、這樣，相較于圖像區(qū)域中邊緣線以外的其他位置，圖像區(qū)域中的邊緣線有更高的概率對應(yīng)眼部的血管，通過確定圖像區(qū)域的邊緣復(fù)雜程度值，有助于通過邊緣復(fù)雜程度值表征圖像區(qū)域中的血管特征。

6、可選的，圖像區(qū)域的灰度復(fù)雜程度值通過以下方式進(jìn)行確定：，其中，h為圖像區(qū)域的灰度復(fù)雜程度值，d為圖像區(qū)域的灰度值的信息熵，n為圖像區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量，為圖像區(qū)域中第m個像素點(diǎn)的灰度值，為圖像區(qū)域中像素點(diǎn)的灰度值的平均灰度值，為圖像區(qū)域中像素點(diǎn)的灰度值的標(biāo)準(zhǔn)差。

7、這樣，圖像區(qū)域的灰度復(fù)雜程度值能夠綜合圖像區(qū)域的灰度值的信息熵以及圖像區(qū)域中灰度值的差異情況，使得灰度復(fù)雜程度值能夠更好地表征圖像區(qū)域中灰度值的復(fù)雜程度。

8、可選的，圖像區(qū)域的灰度值的信息熵通過以下方式進(jìn)行確定：，其中，d為圖像區(qū)域的灰度值的信息熵，為圖像區(qū)域中灰度級的種類數(shù)，為圖像區(qū)域中第g種灰度級所出現(xiàn)的頻率，log為對數(shù)函數(shù)。

9、這樣，根據(jù)圖像區(qū)域中不同灰度級所出現(xiàn)的頻率，確定圖像區(qū)域的灰度值的信息熵，能夠通過信息熵表征圖像區(qū)域中灰度級的復(fù)雜程度。

10、可選的，根據(jù)灰度圖像中所有灰度級的加權(quán)頻率，對灰度圖像進(jìn)行直方圖均衡化，包括：針對灰度圖像中所有灰度級中的目標(biāo)灰度級，根據(jù)所有灰度級中最小灰度級至目標(biāo)灰度級的加權(quán)頻率的累加和，確定目標(biāo)灰度級所對應(yīng)的累積分布函數(shù)值；根據(jù)目標(biāo)灰度級所對應(yīng)的累積分布函數(shù)值，確定對目標(biāo)灰度級進(jìn)行均衡化后的灰度級，并將均衡化后的所有灰度級所對應(yīng)的像素點(diǎn)所組成的圖像，作為對灰度圖像進(jìn)行直方圖均衡化后的圖像。

11、可選的，根據(jù)所有灰度級中最小灰度級至目標(biāo)灰度級的加權(quán)頻率的累加和，確定目標(biāo)灰度級所對應(yīng)的累積分布函數(shù)值，包括：，為目標(biāo)灰度級所對應(yīng)的累積分布函數(shù)值，目標(biāo)灰度級在灰度圖像中的所有灰度級中從小到大的位次為a，為灰度圖像中從小到大的第a個灰度級所對應(yīng)的加權(quán)頻率，h為灰度圖像中灰度級的種類數(shù)。

12、可選的，根據(jù)目標(biāo)灰度級所對應(yīng)的累積分布函數(shù)值，確定對目標(biāo)灰度級進(jìn)行均衡化后的灰度級，包括：獲取所需要映射的灰度級總數(shù)；將目標(biāo)灰度級所對應(yīng)的累積分布函數(shù)值與所述灰度級總數(shù)相乘，獲得對目標(biāo)灰度級進(jìn)行均衡化后的灰度級。

13、這樣，由于目標(biāo)灰度級所對應(yīng)的加權(quán)頻率越大時，目標(biāo)灰度級與目標(biāo)灰度級前一灰度級在灰度級之間的差異越大，且目標(biāo)灰度級所對應(yīng)的加權(quán)頻率越大時灰度值為目標(biāo)灰度級的像素點(diǎn)為關(guān)鍵信息的概率越大，因此，能夠使眼底的灰度圖像中的關(guān)鍵信息與非關(guān)鍵信息之間的灰度級的差異增大，能夠通過增強(qiáng)圖像更好地觀察眼部情況。

14、根據(jù)本申請實(shí)施例的第二方面，提供一種眼底圖像智能增強(qiáng)系統(tǒng)，包括：處理器和存儲器，所述存儲器存儲有計(jì)算機(jī)程序指令，所述計(jì)算機(jī)程序指令被所述處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)本申請第一方面中所提供的眼底圖像智能增強(qiáng)方法的步驟。

15、本申請的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：根據(jù)灰度圖像中所有灰度級的加權(quán)頻率實(shí)現(xiàn)對灰度圖像的增強(qiáng)，由于灰度級的加權(quán)頻率是根據(jù)灰度級在所出現(xiàn)的目標(biāo)圖像區(qū)域中的頻率、目標(biāo)圖像區(qū)域的邊緣復(fù)雜程度值以及灰度復(fù)雜程度值進(jìn)行確定的，邊緣復(fù)雜程度值能夠表征眼底的圖像區(qū)域中血管等邊緣性特征的復(fù)雜程度，灰度復(fù)雜程度值能夠表征圖像區(qū)域中灰度值的復(fù)雜程度，使得灰度級的加權(quán)頻率能夠更好地體現(xiàn)灰度級的特征，從而獲得更便于對眼底情況進(jìn)行觀察的增強(qiáng)圖像，有效實(shí)現(xiàn)了對眼底圖像的增強(qiáng)。

16、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請。

技術(shù)特征：

1.一種眼底圖像智能增強(qiáng)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼底圖像智能增強(qiáng)方法，其特征在于，圖像區(qū)域的灰度值的信息熵通過以下方式進(jìn)行確定：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼底圖像智能增強(qiáng)方法，其特征在于，根據(jù)灰度圖像中所有灰度級的加權(quán)頻率，對灰度圖像進(jìn)行直方圖均衡化，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的眼底圖像智能增強(qiáng)方法，其特征在于，根據(jù)所有灰度級中最小灰度級至目標(biāo)灰度級的加權(quán)頻率的累加和，確定目標(biāo)灰度級所對應(yīng)的累積分布函數(shù)值，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的眼底圖像智能增強(qiáng)方法，其特征在于，根據(jù)目標(biāo)灰度級所對應(yīng)的累積分布函數(shù)值，確定對目標(biāo)灰度級進(jìn)行均衡化后的灰度級，包括：

6.一種眼底圖像智能增強(qiáng)系統(tǒng)，其特征在于，包括：處理器和存儲器，所述存儲器存儲有計(jì)算機(jī)程序指令，所述計(jì)算機(jī)程序指令被所述處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的眼底圖像智能增強(qiáng)方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及圖像數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種眼底圖像智能增強(qiáng)方法及系統(tǒng)。方法包括：獲取待增強(qiáng)眼底圖像的灰度圖像，并將灰度圖像劃分為多個圖像區(qū)域，以確定圖像區(qū)域中的邊緣像素點(diǎn)所組成的邊緣連通區(qū)域；確定圖像區(qū)域的邊緣復(fù)雜程度值；獲取圖像區(qū)域的灰度復(fù)雜程度值；將目標(biāo)圖像區(qū)域的邊緣復(fù)雜程度值、灰度復(fù)雜程度值以及灰度級在目標(biāo)圖像區(qū)域中的頻率相乘，獲得灰度級對應(yīng)目標(biāo)圖像區(qū)域的第一參數(shù)值，以獲得灰度級的第二參數(shù)值，并將灰度級的第二參數(shù)值與灰度級在灰度圖像中的頻率相乘，獲得灰度級的加權(quán)頻率，以對灰度圖像進(jìn)行直方圖均衡化獲得增強(qiáng)圖像。通過以上技術(shù)方案，能夠獲得更便于對眼底情況進(jìn)行觀察的增強(qiáng)圖像。

技術(shù)研發(fā)人員：張少波,程啟琳,李養(yǎng)軍,韓靜,王萍,寧小娜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國人民解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19