[發明專利]一種基于機器視覺的眼前節斷層圖像的特征提取方法

在審

• 申請號: 202010461475.6
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111861977A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 王勤美;黃錦海;鄧大輝;高蓉蓉;梅晨陽;曾震海
• 申請（專利權）人: 溫州醫科大學附屬眼視光醫院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/11
• 代理公司: 溫州名創知識產權代理有限公司 33258
• 代理人: 程嘉煒

本發明公開了一種基于機器視覺的眼前節斷層圖像的特征提取方法，包括以下步驟：在低照度的照明下，采集眼前節斷層圖像；采用Retinex算法增強眼前節斷層圖像的對比度；進行高斯濾波來除去經步驟S2后所產生的噪聲；通過二值化并配合blob形狀分析來尋找出潛在角膜區域；對潛在角膜區域運用梯度最大值法粗定位角膜前后表面邊緣；通過高斯擬合定位法確定角膜前后表面的亞像素精度邊界；根據已求得的角膜前后表面的亞像素精度邊界，尋找出虹膜和晶狀體初始點，并通過追蹤來得到角膜前后表面、晶狀體前表面，虹膜前表面精確邊界值。本發明具有以下優點和效果：本發明在低照度成像模式下也能對圖像進行高精度處理，將大大提高患者的配合度和舒適度。

技術領域

本發明涉及眼科檢測技術領域，特別涉及一種基于機器視覺的眼前節斷層圖像的特征提取方法。

背景技術

用裂隙燈或相關設備采集眼前節斷層圖像時，為了保證圖像質量，通常采用高照度光源照射人眼，某些對光亮敏感人群甚至無法配合完成整個檢測，需要開眼器配合，并且測試過程眼睛無法專注注視點，造成測量精度下降。因此如果能通過降低照明光源強度，減少患者的不適應度，在低照度成像模式下也能對圖像進行高精度處理，將大大提高患者的配合度和舒適度。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于機器視覺的眼前節斷層圖像的特征提取方法，以解決背景技術中所提出的問題。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種基于機器視覺的眼前節斷層圖像的特征提取方法，包括以下步驟：

步驟S1、在低照度的照明下，采集眼前節斷層圖像；

步驟S2、采用Retinex算法增強眼前節斷層圖像的對比度；

步驟S3、進行高斯濾波來除去經步驟S2后所產生的噪聲；

步驟S4、通過二值化并配合blob形狀分析來尋找出潛在角膜區域；

步驟S5、對潛在角膜區域運用梯度最大值法粗定位角膜前后表面邊緣；

步驟S6、通過高斯擬合定位法確定角膜前后表面的亞像素精度邊界；

步驟S7、根據已求得的角膜前后表面的亞像素精度邊界，尋找出虹膜和晶狀體初始點，并通過追蹤來得到角膜前后表面、晶狀體前表面、及虹膜前表面精確邊界值。

進一步設置是，所述的步驟S2具體為：

眼前節斷層圖像本身的屬性信息都包含在反射光分量R(x,y)中，剔除掉影響人們視覺的反射分量環境光分量L(x,y)，將反射光分量R(x,y)保留。

進一步設置是，所述的步驟S4具體為：

眼前節斷層圖像主要是由暗背景、較暗的晶狀體區域、較亮的角膜區域、最亮的虹膜區域四部分構成，由于已知圖像的基本構成及分類數目，采用Kmean均值聚類算法，分割出背景、晶狀體、虹膜、角膜四個區域；然后通過Blob形狀分析確定二值化分割出的區域是否準確。

進一步設置是，所述的步驟S5具體為：

利用已經分割出的潛在角膜區域的基礎上，在角膜前后表面逐點拉線，求出的點作為該拉線上的角膜邊界點。

進一步設置是，所述的步驟S6具體為：

高斯擬合定位法是在獲得角膜前后表面的粗略邊緣位置后，以粗略邊緣位置為中心，梯度最大值方向提取對應的相鄰像素灰度序列，使用高斯擬合其灰度梯度函數，進一步將像素級定位信息提升為亞像素級，同時由于進行了高斯函數擬合，可以排除噪聲引起的奇異點，使得精度大大提高；擬合的高斯函數為：

式中：μ是亞像素邊緣坐標值，σ是高斯函數的標準差，k是幅度，擬合過程使用最小二乘法來求解高斯函數μ、σ、k的值。