[發明專利]眼底視網膜的血管動靜脈交叉壓迫特征提取方法

有效

• 申請號: 201810077476.3
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108073918B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 吳健;林志文;郭若乾;吳邊;陳為;吳福理;吳朝暉
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06V40/18
• 分類號: G06V40/18;G06V10/44;G06V10/762;G06K9/62;G06T7/00;G06T7/90
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明公開了一種眼底視網膜的血管動靜脈交叉壓迫特征提取方法，包括以下步驟：(1)提取眼底圖像的血管信息，并采用模糊收斂方法對所述血管信息進行視盤定位后，確定視盤中心；(2)根據視盤中心，在采用k?means聚類方法對視盤中心R半徑范圍內的所有血管聚類的基礎上，統計確定每根血管的類別，然后對視盤中心R半徑范圍內的所有血管建立血管拓撲圖；(3)根據血管拓撲圖和血管類別確定動靜脈交叉壓迫節點。

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，具體涉及一種眼底視網膜的血管動靜脈交叉壓迫特征提取方法。

背景技術

目前，基于圖像處理、圖像分析等數字圖像技術實現視網膜血管動靜脈交叉壓迫自動檢測的研究主要集中于近年并且研究成果相對較少，其技術實現方案主要包括:血管分割、血管跟蹤、交叉點識別、動靜脈分類、血管寬度測量、交叉壓迫定量描述(參數、特征標簽)、判定模型等。已有的算法包括如下幾個環節：

(1)預處理:血管分割、血管中心線提取(幾何結構信息)、血管邊緣提取、血管內部提取、交叉點識別。

(2)動靜脈分類，獲取靜脈血管。

(3)提取交叉區域靜脈血管信息，包括連續靜脈片段的血管管徑、灰度信息，并排除微小血管，處理血管分割孔洞影響等。

(4)依據血管管徑的變化趨勢，定量描述動靜脈交叉區域靜脈血管形態變化，并提取動靜脈交叉壓迫分類特征參數。

(5)設計分類器，獲取動靜脈交叉壓迫分類結果，統計檢測結果，包括基于交叉點的分類結果、基于實驗圖像的分類結果。

已有的算法存在的問題：算法實現的過程需要完整的視網膜血管橫截面信息和血管結構信息，因此分辨率較高、成像質量高、ROI區域血管片段清晰條件下的分類特征較為明顯。在應用過程中，彩色眼底圖像的成像質量和信息不一樣，ROI區域內可能存在病變(眼底出血、黃斑、豹紋眼底等)，血管結構復雜(血管彎曲程度大、血管交叉或并行交疊嚴重等)都會直接影響血管信息的提取以及分類特征參數的準確性。此外，當血管管徑較小、分辨率較低的情況下，血管橫截面灰度曲線對應的高斯模型擬合參數計算結果會出現與設定物理含義不一致的情況，而如果血管的亮度信息差異性較低(血管對比度較低)，此時，該段血管的動靜脈類型判定將出現誤差。

發明內容

本發明的目的是提供一種眼底視網膜的血管動靜脈交叉壓迫特征提取方法。該方法能夠快速并精準地確定眼底視網膜的血管交叉壓迫特征，利用視盤周圍豐富的血管來提取動靜脈交叉特征，可以使得可提取的特征提取更加豐富，本發明對于眼底圖像質量敏感度相對較低。

為實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

一種眼底視網膜的血管動靜脈交叉壓迫特征提取方法，包括以下步驟：

(1)提取眼底圖像的血管信息，并采用模糊收斂方法對所述血管信息進行視盤定位后確定視盤中心；

(2)根據視盤中心，在采用k-means聚類方法對視盤中心R半徑范圍內的所有血管聚類的基礎上，統計確定每根血管的類別，然后對視盤中心R半徑范圍內的所有血管建立血管拓撲圖；

(3)根據血管拓撲圖和血管類別確定動靜脈交叉壓迫節點。

步驟(1)中，所述提取眼底圖像的血管信息包括：

(a)對輸入圖像進行雙邊濾波操作；雙邊濾波在平滑圖像時能夠很好的保留邊緣特性，可以把血管信息很好的保留，而去除其他信息；

(b)對雙邊濾波處理后的圖像進行二值化處理；這里二值化的方法是使用基于直方圖雙峰平均值的閾值來進行二值化；

(c)對二值化后的圖像進行形態學腐蝕操作，把血管變成一條由若干單一像素點組成的線段；