[發(fā)明專利]一種線掃描成像系統(tǒng)的眼底目標運動量的計算方法

有效

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• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110051320B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張杰;張金蓮
• 申請（專利權(quán)）人: 南京博視醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: A61B3/12
• 分類號: A61B3/12;A61B3/14
• 代理公司: 北京智丞瀚方知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11810
• 代理人: 楊樂

本發(fā)明公開一種線掃描成像系統(tǒng)的眼底目標運動量的計算方法，包括：A、利用線掃描眼底相機獲得眼底圖像，并將參考幀和目標幀的每一幀圖像按照掃描相機達到的數(shù)據(jù)按照時間順序劃分為多個等間距的亞幀元；B、利用計算處理單元接收最新的亞幀元數(shù)據(jù)，啟動預(yù)設(shè)的算法計算當前亞幀元相對于所述參考幀的位置，或定位目標幀的亞幀元與參考幀的亞幀元的相對位置；C、采用倍頻技術(shù)，設(shè)置掃描信號和幀同步信號使其同步觸發(fā)線掃描相機得到與掃描信號同步的亞幀元圖像；根據(jù)每個亞幀元到達主機系統(tǒng)的先后順序，實時計算每個亞幀元包含的眼底運動信息。采用本發(fā)明，能夠有效提高目標跟蹤的實時性和精確度，從而進一步提高成像效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光眼底目標跟蹤及成像技術(shù)，尤其涉及一種線掃描成像系統(tǒng)的眼底目標運動量的計算方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的基于線掃描眼底相機(Line Scan Ophthalmoscope，LSO)成像系統(tǒng)的目標跟蹤技術(shù)，如卡爾·蔡司(Carl Zeiss)的成像系統(tǒng)，其是以一幀圖像作為一個單位進行計算眼底目標的運動量，但是存在控制系統(tǒng)有至少一幀的時間延遲，因而會導(dǎo)致目標跟蹤精度降低的缺陷。并且，現(xiàn)有LSO的目標跟蹤信號方式完全是數(shù)字式的，從圖像提取該信號時，由于LSO內(nèi)部缺少光學(xué)閉環(huán)控制措施，還會導(dǎo)致眼底運動信號的計算不是很可靠。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種線掃描成像系統(tǒng)的眼底目標運動量的計算方法，通過降低控制系統(tǒng)的時間延遲，有效提高目標跟蹤的實時性和精確度，從而進一步提高成像效率。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種線掃描成像系統(tǒng)的眼底目標運動量的計算方法，包括如下步驟：

A、利用線掃描眼底相機獲得眼底圖像，并將參考幀和目標幀的每一幀圖像按照所述線掃描眼底相機到達的數(shù)據(jù)按照時間順序劃分為多個等間距的亞幀元，設(shè)置每個亞幀元至少包含兩根掃描線，所述等間距的亞幀元為每個亞幀元包含相同數(shù)量的掃描線；

B、利用計算處理單元接收最新的亞幀元數(shù)據(jù)，啟動預(yù)設(shè)的互相關(guān)算法計算當前亞幀元相對于所述參考幀的位置，或定位目標幀的亞幀元與參考幀的亞幀元的相對位置；

C、設(shè)置所述線掃描相機接收觸發(fā)信號，并采用倍頻技術(shù)，設(shè)置掃描信號和幀同步信號使其同步觸發(fā)所述線掃描相機得到與掃描信號同步的亞幀元圖像，調(diào)整控制系統(tǒng)的頻率使其與所述亞幀元的采樣頻率相同；

D、根據(jù)每個亞幀元到達主機系統(tǒng)的先后順序，實時計算每個亞幀元包含的眼底運動信息，根據(jù)從所述眼底運動信息中計算出的運動信號同步調(diào)整所述控制系統(tǒng)的位置。

其中，所述的線掃描眼底相機獲得眼底圖像為360度空間任意方向掃描獲得的圖像。

步驟B所述的計算處理單元為CPU、GPU、ARM、DSP或FPGA的任一種。

步驟C所述的掃描信號為鋸齒波或三角波。

通過鎖相基準脈沖時鐘得到幀同步信號和所述掃描信號。

將所述掃描信號和幀同步信號作為觸發(fā)線掃描相機的觸發(fā)信號，并通過一種示例在FPGA設(shè)置Verilog代碼在幀同步信號的上升沿或下降沿觸發(fā)所述線掃描相機的基準時鐘。

本發(fā)明線掃描成像系統(tǒng)的眼底目標運動量的計算方法，具有如下有益效果：

利用本發(fā)明的線掃描成像系統(tǒng)的閉環(huán)光學(xué)跟蹤系統(tǒng)，控制線掃描成像系統(tǒng)。利用線掃描眼底相機獲得眼底圖像，定義參考幀和目標幀，根據(jù)每一幀的圖像中每一根掃描線到達主機系統(tǒng)的先后順序，將每一幀圖像按時間順序劃分成多個亞幀元，每個亞幀元包含一根到多根掃描線。根據(jù)每個亞幀元到達主機系統(tǒng)的先后順序，實時計算每個亞幀元包含的眼底運動信息，然后立即反饋到跟蹤器件，如高速傾斜反射鏡和旋轉(zhuǎn)臺等。采用這種倍頻技術(shù)的方式因而能夠大幅度提高目標跟蹤的空間精度和時間帶寬。