[發明專利]一種基于引導濾波的視網膜血管分割方法及裝置

有效

• 申請號: 202110959494.6
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113658207B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 何正偉;許言兵;徐苗
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G06T7/136
• 分類號: G06T7/136;G06T7/62;G06T7/11;G06V10/762;G06V10/44;G06V10/764
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司 44425
• 代理人: 張金龍

本發明涉及一種基于引導濾波的視網膜血管分割方法及裝置。本發明所述的一種基于引導濾波的視網膜血管分割方法包括：對彩色眼底圖像進行預處理增強對比度；對預處理后的圖像進行相位一致性特征提取和多尺度線算子特征提取；以多尺度線算子的響應圖作為引導圖像，對相位一致性特征響應圖進行引導濾波，得到濾波輸出的特征響應圖；對輸出的特征響應圖使用FCM聚類算法構建隸屬度矩陣來進行聚類，得到兩個聚類中心，根據像素樣本點屬于兩個聚類中心的隸屬度大小進行分類，得到視網膜血管分割圖；對視網膜血管分割圖進行去噪處理，得到最終視網膜血管分割結果圖。本發明所述的一種基于引導濾波的視網膜血管分割方法提升了低對比度的小血管的檢測能力。

技術領域

本發明涉及視網膜眼底圖像分割領域，特別是涉及一種基于引導濾波的視網膜血管分割方法及裝置。

背景技術

眼底圖像中的視網膜血管的形態學特性的變化能夠為青光眼、老年黃斑病變等眼底疾病和糖尿病、心腦血管疾病等全身系統性疾病的診斷和篩查提供依據。傳統的篩查工作量大，容易受醫生主觀因素的影響，難以實現上述疾病的大規模早期篩查。因此，構建基于眼底圖像分析的計算機輔助系統在上述疾病的輔助診斷與篩查中有著重要的意義，而視網膜血管分割是構建該系統的關鍵環節。

現有的視網膜血管分割方法主要分為有監督方法和無監督方法。有監督方法需要眼科專家手工標記的視網膜血管圖像訓練分類器，來進行眼底圖像像素的二分類，而無監督方法不需要有類別標簽的訓練集，節省了眼科專家對眼底圖像進行手工標記的時間。

而在視網膜眼底分割過程中，血管的特征增強和表示在視網膜血管分割中至關重要，血管的特征表示直接影響后續的聚類、分類的結果，從而影響視網膜血管分割性能，其中細小血管的分割一直都是視網膜血管分割的難題。

發明內容

基于此，本發明的目的在于，提供一種基于引導濾波的視網膜血管分割方法及裝置，以視網膜眼底圖像的多尺度線算子特征作為引導圖對相位一致性的響應圖進行引導濾波，其濾波后的輸出圖像作為特征圖，通過FCM聚類實現視網膜血管分割，在聚類分割后大尺度血管不會出現中空，低對比的細小分支血管也較好的保留，減少了噪聲干擾，較好的提升了對血管分割的準確度以及細小血管的檢測靈敏度。

第一方面，本發明提供一種基于引導濾波的視網膜血管分割方法，包括以下步驟：

對彩色眼底圖像進行預處理增強對比度；

對預處理后的所述彩色眼底圖像進行相位一致性特征提取，得到相位一致性的特征響應圖；

對預處理后的所述彩色眼底圖像進行多尺度線算子特征提取，得到多尺度線算子的特征響應圖；

以所述多尺度線算子的響應圖作為引導圖像，對所述相位一致性特征響應圖進行引導濾波，得到濾波輸出的特征響應圖；

對所述濾波輸出的特征響應圖使用FCM聚類算法構建隸屬度矩陣來進行聚類，得到兩個聚類中心，根據像素樣本點屬于兩個聚類中心的隸屬度大小進行分類，得到視網膜血管分割圖；

使用基于區域連通性的面積閾值法，對所述視網膜血管分割圖進行去噪處理，濾除面積小于第一閾值個像素的噪聲，得到最終視網膜血管分割結果圖。

進一步地，對預處理后的所述彩色眼底圖像進行相位一致性特征提取，得到相位一致性的特征響應圖，包括：

利用如下公式，根據預處理后圖像中的每個像素點，得到相位一致性的特征響應圖p對應的每個像素點p(x,y)：