[發明專利]一種光譜域光學相干層析成像中的高反射亮斑分割與量化方法

在審

• 申請號: 202011464073.8
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112465841A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 奧庫沃比·伊杜烏·保羅;莫堯堯
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/136;G06T5/20;G06T5/00;G06K9/62
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 陸夢云

本發明公開了一種光譜域光學相干層析成像中的高反射亮斑分割與量化方法，該方法由ROI生成和HRFs估計兩個并行過程組成。將感興趣區域視為內界膜（ILM）和內節和外節（IS?OS）層，其中HRFs主要位于OCT圖像中；并使用形態學重建（MR）來獲得重建圖像，并構造直方圖進行數據分布和聚類。同時，通過從組件樹得到的連通區域中提取極值區域來估計HRFs。最后，將生成的投資回報率和估計的HRFs過程合并，得到分段的HRFs。該方法可以清晰的分割和量化OCT圖像的高反射亮斑（Hyperreflective foci（HRFs）），以達到檢測，可視性、分割和量化的目的。

技術領域

本發明涉及計算機科學中的醫學圖像處理領域，具體地說是一種將改進的模糊c-均值聚類與一種新的基于成分樹的極值區域提取方法相結合的方法。在光譜域光學相干層析成像中，將改進的模糊c-均值聚類算法生成的感興趣區域與新的極值區域提取方法產生的高反射焦點估計相結合，有效地分割和量化高反射焦點。

背景技術

光學相干斷層掃描技術（OCT）是近年來發展較快的一種最具發展前途的新型層析成像技術，特別是在生物組織活體檢測和成像方面，都具有誘人的應用前景，已嘗試在眼科、牙科和皮膚科的臨床診斷中應用。在利用OCT（光學相干層析成像技術）對人眼掃描后，需要將采集到的眼睛的光譜信號處理成OCT信號，最后得到OCT圖像。

在獲得OCT圖像后，一般采用圖像處理方法提取形態特征、紋理特征或者分層狀態下的其他特征來完成病理學診斷。隨著時頻分析方法的發展，結合OCT設備中光源的寬帶性質，目前可以逐步通過時頻變化的方法從OCT圖像中提取檢測對象內部指定區域的光譜，大大拓展了OCT技術的應用領域。

但是，在實際檢測應用中，要求OCT設備獲得高分辨率、高速度和靈敏度的樣品的橫截面成像。而目前的方法主要通過空間增強的方法提取圖像對比度和提取功能信息，并將光譜特征映射在相干圖像上。為了從縱向掃描中生成深度解析的光譜信息，通常采用短時傅里葉變換（STFT）或連續小波變換（CWT）來取得信息，得到受到廣域名的時頻分布（TFD）本身制約。最終導致時間和頻率之間相互制約，即時間（深度）分辨率和頻率（波長）分辨率之間的此消彼長。

在OCT檢測領域中，通常使用具有高的空間和時間相關性的光源、例如超級發光二極管（SLDs）。然而，利用這樣的光源的光通常只能達到小的深度分辨率。此外在同時使用空間分辨的平面傳感器的情況下因為相干串擾的原因可能出現所謂的重影，該重影僅能夠通過空間相關性的近似完全的破壞而被避免，這一方面需要一定的技術費用，并且另一方面盡管有技術費用也僅是有條件地實現。在將多個不同的SLD的光疊加而成為一個光源的情況下，因為頻譜中的旁瓣最大值的原因而可能附加地引起重影。此外，在使用SLD的情況下，因為其相對小的至多大約20mW的、此外隨著光譜帶寬的提高而下降的功率，對于高的圖像質量來說足夠的信噪比不能總是被達到。

由于在產業應用中，OCT圖像檢測速率要求高，每個對象具有較多的動態變化，故OCT圖像的分析量非常大，采用對此校正，效率十分低下。因此，需要對圖像進行一次校正，以便后續完成自動分析。據檢索，在OCT光譜提取中，自動檢測的算法報道較少，各項研究尚處于起步階段。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種光譜域光學相干層析成像（OCT）中的高反射亮斑分割和量化方法，該方法可以清晰的分割和量化OCT圖像的高反射亮斑（Hyperreflective foci （HRFs）），以達到檢測，可視性、分割和量化的目的。

實現本發明目的的技術方案是：

一種光譜域光學相干層析成像中的高反射亮斑分割與量化方法，包括如下步驟：

（1）對輸入圖像進行雙邊濾波；

（2）將無噪聲圖像通道化為兩個并行的處理過程，即感興趣區域（ROI）和高反射焦點估計；

（3）對OCT圖像的像素按強度遞增排序，輸入圖像的像素按遞增順序排序，使得是圖像像素強度值的增量排序，即：