[發明專利]視網膜圖像的視盤定位方法

有效

• 申請號: 201410204389.1
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN103971369A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 李欽;盧瑞祥;周迎春;李名兆
• 申請（專利權）人: 深圳市計量質量檢測研究院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06K9/00
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 王震宇

技術領域

本發明涉及一種視網膜圖像的視盤定位方法。

背景技術

基于視網膜圖像的生理特征的定位，包括視盤定位、血管定位等，定位的精準度將在很大程度上影響到后續對生理特征位置相應的病損判別過程的效率和精度。目前，視盤定位方法的研究主要集中在尋找一種圖像特征，該特征能夠在視盤與背景干擾目標上有差異性較大的表現。目前提出的比較有效的特征包括視盤灰度分布特征、視盤幾何形狀特征、視盤訓練樣本統計特征等等?；谶@些特征分析的算法能夠在背景不太復雜的情況下對視盤進行較好的定位，尤其是在無病損存在的視網膜圖像中，定位效果很好。然而，在視網膜存在病變的視網膜圖像中，表現各異的多種病損分布在背景中，將極大地干擾視盤的正常定位。由于視網膜病變病損表現差異性很大，在多種病損的干擾下，采取單一特征無法很好地實現視盤的精準定位。另外，除了病損給視盤定位帶來的干擾，還存在著其它的干擾目標，如形態各異的血管網以及拍攝過程產生的噪聲等。因此，這種復雜背景給快速、準確地定位視盤帶來了很大的困難。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種視網膜圖像的視盤定位方法，解決視盤定位易受到背景中各類病損及其它噪聲所帶來的干擾的問題，提高復雜背景下的視盤定位的精準度和速度。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種視網膜圖像的視盤定位方法，包括以下步驟：

a.擦除背景中的明亮斑塊，同時保留血管特征；

b.基于血管匯聚趨勢特征確定視盤中心的候選位置；

c.基于血管方向特征從所述視盤中心的候選位置中確定視盤中心的最終位置。

在優選的技術方案中：

步驟a中，采用最近鄰差值與高斯濾波算法處理所述明亮斑塊和所述血管特征。

步驟b中，采用形態學濾波對血管匯聚趨勢特征進行分析以確定所述視盤中心的候選位置。

步驟c中，在所述視盤中心的候選位置上進行血管方向特征匹配濾波，將取得最小濾波響應的位置確定為視盤中心的最終位置。

步驟a包括：

(1)基于形態學重構的明亮物體檢測，并將明亮物體的灰度值置為零得到填充種子圖像Iseed；

(2)在填充種子圖像Iseed灰度值為零的地方使用高斯濾波進行圖像平滑；

(3)圖像平滑后在填充種子圖像Iseed灰度值為零的地方進行最近鄰插值得到填充圖像Ipad；

(4)取填充圖像Ipad與原始圖像Ig的最小值作為填充結果Ipad＝min(Ipad,Ig)；

(5)重復(2)-(4)直至填充完畢。

步驟b包括：

(1)提取視網膜血管并骨骼化，得到血管中心圖；

(2)去除所述血管中心圖中所有的分支點與端點；

(3)沿血管方向延長所有分支點與端點；

(4)對延長后的血管中心圖進行形態學膨脹；

(5)對膨脹后的血管中心圖進行二值化并與初始血管中心圖相交，得到所述視盤中心的候選位置。

步驟c包括：

使用多個不同尺度的血管方向匹配濾波器，以多尺度濾波響應值累計和最小的位置作為所述視盤中心的最終位置。

步驟c中，使用4個不同尺度的血管方向匹配濾波器。

步驟c中，所述血管方向匹配濾波器是基于視盤內與周邊血管方向的統一特征構造的。

本發明的有益技術效果：

本發明針對復雜背景下的視盤定位容易受到背景中各類病損及其它噪聲帶來的干擾問題，提供了一種復雜背景下的基于多特征融合的視盤分級定位方法，顯著提高了視盤定位的效率和精度，能夠迅速、準確的定位視盤。本發明基于視盤血管匯聚特征與視盤血管方向特征，有效地結合視盤的多種特征，由粗到精進行視盤分級定位。結合視盤的多種特征構造的特征集在視盤與背景干擾目標上有良好的互斥性。本發明不僅有效的結合了視盤的多個特征，還具有較低的運算復雜度，實現了復雜背景下快速、準確的盤定位。

本發明的優點主要體現于以下方面：

1.通過擦除背景中的明亮斑塊，同時保留視盤中的血管特征，能夠有效地去除視網膜圖像中明亮病損對視盤定位的干擾；

2.通過視盤中心候選位置的快速粗定位，能夠快速地得到視盤候選位置，保證了視盤定位的實時性；

3.在視盤粗定位的基礎上進行血管方向匹配濾波，不僅大大提高了定位效率，而且有效地結合血管匯聚趨勢與血管方向兩個特征，提高了定位準確度，從而實現了視盤的快速、準確的定位。

附圖說明