[發明專利]基于AS-OCT圖像的3D虹膜表面重建和量化方法及分割網絡

在審

• 申請號: 202011585366.1
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112750141A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 郝晉奎;趙一天;岳星宇;李飛;張秀蘭;劉江
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所慈溪生物醫學工程研究所;中國科學院寧波材料技術與工程研究所;中山大學中山眼科中心
• 主分類號: G06T7/12
• 分類號: G06T7/12;G06T7/181;G06T7/55
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

1.一種基于AS-OCT圖像的3D虹膜表面重建和量化方法，其特征在于包括如下步驟：

1)使用基于小波變換的U型分割網絡獲取虹膜，提取精確的虹膜上邊緣；

2)利用提取到的虹膜上邊緣，采用基于自適應泊松圓盤采樣的引導優化算法進行3D虹膜表面的重建；

3)從3D虹膜表面提取與曲率相關的特征，用于輔助閉角型青光眼的篩查和診斷。

2.如權利要求1所述的基于AS-OCT圖像的3D虹膜表面重建和量化方法，其特征在于步驟1)，所述U型分割網絡以U-net為基礎框架，包括編碼器和解碼器，在所述編碼器第1、2、3個卷積塊之后分別插入一個2D離散小波變換模塊，所述2D離散小波變換模塊包含四個卷積濾波器：低通濾波器f_LL、高通濾波器f_LH，f_HL和f_HH，所述四個卷積濾波器將輸入特征X分解為四個子頻帶特征Y_LL，Y_LH，Y_HL和Y_HH，每個子頻帶特征分別經1×1卷積后，與解碼器的對應卷積塊的輸出特征圖進行級聯；

四個卷積濾波器分別定義如下：

子頻帶特征其中表示卷積操作，↓2表示因子為2的標準下采樣操作。

3.如權利要求2所述的基于AS-OCT圖像的3D虹膜表面重建和量化方法，其特征在于每個子頻帶的尺寸為輸入分辨率的一半。

4.如權利要求1所述的基于AS-OCT圖像的3D虹膜表面重建和量化方法，其特征在于步驟2)，使用自適應半徑r來獲得更精確的點云表示，根據給定點的最大曲率是否大于全局平均值，將自適應半徑r設置成不同的值。

5.如權利要求4所述的基于AS-OCT圖像的3D虹膜表面重建和量化方法，其特征在于：如果給定點的最大曲率大于全局平均值，則將r設置為6；否則，將其設置為10。

6.如權利要求1所述的基于AS-OCT圖像的3D虹膜表面重建和量化方法，其特征在于步驟3)，從3D虹膜表面提取的與曲率相關的特征包括：主曲率，高斯曲率，平均曲率和形狀指數。

7.一種基于小波變換實現虹膜分割的網絡，其特征在于以U-net為基礎框架，包括編碼器和解碼器，在所述編碼器第1、2、3個卷積塊之后分別插入一個2D離散小波變換模塊，所述2D離散小波變換模塊包含四個卷積濾波器：低通濾波器f_LL、高通濾波器f_LH，f_HL和f_HH，所述四個卷積濾波器將輸入特征X分解為四個子頻帶特征Y_LL，Y_LH，Y_HL和Y_HH，每個子頻帶特征分別經1×1卷積后，與解碼器的對應卷積塊的輸出特征圖進行級聯；

四個卷積濾波器分別定義如下：

子頻帶特征其中表示卷積操作，↓2表示因子為2的標準下采樣操作。

8.如權利要求7所述的基于小波變換實現虹膜分割的網絡，其特征在于每個子頻帶的尺寸為輸入分辨率的一半。