[發明專利]一種基于相位一致性的眼底圖像血管分割方法

有效

• 申請號: 201210461625.9
• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN102982542A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 肖志濤;耿磊;張芳;吳駿;羅君
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，涉及一種基于相位一致性的眼底圖像血管分割方法，可用于對正常和病變程度不同的眼底圖像進行血管分割。

背景技術

眼底圖像結構特征的變化可以直接反應糖尿病的病變程度和治療情況。眼底圖像血管是眼底圖像中可檢測的最穩定和最主要的結構，當眼器官發生視覺疾病的時候，眼底圖像血管的直徑、顏色和彎曲程度等會出現異常。因此，眼底圖像中血管的分割是一個非常重要的研究問題。由于硬件限制，眼底圖像明顯地表現出以下特點：光照不均勻、血管與背景的對比度不強、圖像噪聲點多。這導致采用常用的圖像處理方法很難分割出滿意的結果，尋找合適的眼底血管分割方法是難點所在。

目前已有許多血管分割方法，它們采用預先制定的判斷準則將圖像像素分為血管和背景，或者基于標準圖像提供的血管特征，如血管厚度、血管方向和血管彎曲度等來分割血管。這些方法大致分為三類：基于邊界的分割方法；基于區域的分割方法；基于特定理論和工具的分割方法等。分析已有的眼底圖像血管分割方法，可以發現大部分方法都只針對正常的成像較好的眼底圖像進行血管分割，而對于低對比度的血管末梢和發生病變的眼底圖像，由于血管和背景區域像素灰度值接近以及病灶(亮或暗的斑點、斑塊)的干擾，無法將血管與背景正確地分割出來。其中的根本原因是傳統方法只是利用灰度或梯度信息來描述圖像，而梯度信息對圖像中大量的噪聲非常敏感，而且隨著圖像的對比度和亮度的改變而改變。基于灰度的處理方法對圖像質量要求高，對于具有復雜背景的眼底圖像，處理效果難以達到要求。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的上述不足，提出了一種基于相位信息對眼底圖像血管進行分割的方法，該方法對圖像亮度和對比度不敏感，克服了傳統方法無法正確分割病變眼底圖像中血管的缺點，同時還可以將大部分末梢的小血管分割出來。實現本發明目的技術方案，包括下列步驟：

(1)提取眼底圖像的綠色通道；

(2)用對比度受限的自適應直方圖均衡化(CLAHE)增強圖像的對比度；

(3)采用各向異性耦合擴散方程對眼底圖像進行濾波；

(4)用相位一致性算法分別對有無經過各向異性耦合擴散方程濾波的眼底圖像進行血管分割；

(5)將兩幅經過基于相位一致性(PC)方法分割的血管結果像素級相乘；

(6)用迭代閾值分割法將圖像二值化；

(7)用數學形態學的方法對圖像進行優化。

步驟(3)中，把原始圖像作為擴散方程的初始條件，利用耦合擴散方程對初始圖像進行變形得到濾波結果，在此過程中方程的擴散是梯度方向受限的，因此該模型是各向異性的耦合擴散模型。該擴散模型如下：