一種眼底圖像視盤定位方法及系統技術方案

本發明專利技術公開了一種眼底圖像視盤定位方法及系統，所述方法包括：提取眼底圖像中的血管區域；獲取血管區域圖像中每一像素的血管紋理方向；在血管區域圖像中，按照預設規則對像素投票，以獲得投票數最大的像素確定為視盤中心，預設規則包括：以被投像素預設鄰域內的每一像素作為投票像素，當被投像素與投票像素形成的線段方向與投票像素的血管紋理方向的夾角位于預設范圍內時，則向被投像素投票。本發明專利技術所述眼底圖像視盤定位方法及系統，基于眼底圖像中血管分布和視盤之間更穩定的拓撲結構和相對位置進行視盤定位，受圖像亮度、對比度等影響小，可提高眼底圖像中視盤定位的準確性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術設及醫學數字圖像處理
，特別是設及一種眼底圖像視盤定位方法 及系統。
技術介紹
眼底圖像是唯一通過直接觀察或拍攝能顯示的體內血管圖像，可為臨床醫生提供 一個可能的窗口觀察視網膜結構，包括視盤(也稱為視神經盤）、動靜脈和黃斑。眼底圖像分 析不僅可W輔助諸如青光眼、白內障等眼病的診斷和治療，也有助于臨床醫生檢查某些全 身性血管病變，如糖尿病、高血壓等。因此，眼底鏡檢查已成為在醫學實踐中一個重要的非 侵入性檢查，臨床醫生通過對視網膜形態變化進行定期檢查，可W達到對全身性疾病進行 篩查和對視網膜疾病進行診斷的作用。 視盤即視神經盤，是視網膜由黃斑向鼻側約3mm處的一直徑約1.5mm、境界清楚的 淡紅色圓盤狀結構，它是視網膜上神經纖維和視網膜血管匯集穿出眼球的部位，因此是視 網膜血管網最密集的區域，血管由視盤向整個視網膜區域延伸。視盤是眼底圖像的重要特 征，其大小、形狀和顏色的形態變化是用于診斷各種疾病的重要指標。 在眼底圖像檢測中，視盤定位是對眼底圖像進行分析和診斷的前提之一，視盤定 位不僅可用于視盤中屯、的位置估計和視盤分割，也有助于確定其它視網膜結構(如黃斑）的 位置，甚至可W進行參數測量。
技術實現思路
鑒于此，本專利技術的目的是提供一種眼底圖像視盤定位方法及系統，基于視盤位置 和血管結構的拓撲特征進行視盤定位，能夠提高對眼底圖像視盤定位的準確性。 為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案： -種眼底圖像視盤定位方法，包括：[000引提取眼底圖像中的血管區域； 獲取血管區域圖像中每一像素的血管紋理方向； 按照預設規則對血管區域圖像中的像素投票，W獲得投票數最大的像素確定為視 盤中屯、，所述預設規則包括：W被投像素預設鄰域內的每一像素作為投票像素，當所述被投 像素與所述投票像素形成的線段方向與所述投票像素的血管紋理方向的夾角在預設范圍 內時，則向所述被投像素投票。 可選地，所述提取眼底圖像中的血管區域包括： 采用形態學頂帽算法對所述眼底圖像作處理； 采用大津法分割處理后的所述眼底圖像，低于闊值的區域圖像為背景，高于闊值 的區域圖像為血管區域。 可選地，采用形態學頂帽算法對所述眼底圖像作處理包括： 選擇直徑大于血管直徑最大值的圓盤結構元素，對所述眼底圖像作頂帽算法處 理。 可選地，獲取血管區域圖像中像素的血管紋理方向包括： 分別WN個方向的二維Gabor濾波器與像素圖像卷積運算，得到對應N個方向的紋 理響應，W幅值最大的紋理響應對應的方向確定為該像素的血管紋理方向，所述N個方向均 勻地分布于范圍內，所述N為大于零的正整數。 可選地，獲取血管區域圖像中像素的血管紋理方向還包括： 分別WN個方向的二維Gabor濾波器與像素圖像卷積運算，得到對應N個方向的紋 理響應，所述N個方向均勻地分布于范圍內，所述N為大于零的正整數； 從得到的N個所述紋理響應中獲取幅值最大的兩個紋理響應，對應的幅值為Eu,w (P)和Eu,*2(p);并按照W下公式計算方向置信度Conf (P)，[00剖具甲，P巧像累點，傘巧不巧埋力問，O表示紋理尺度，e\3, W(P)、E\^, 4>2(p)分別為 對應于Eu, W(P)、Eu, W(P)的正交紋理響應幅值； 判斷方向置信度Conf(P)是否大于預設闊值，若否，則去除該像素點，不參與投票。 可選地，若判斷方向置信度Conf (P)大于所述預設闊值，則： 校正所述幅值最大的兩個紋理響應的幅值和方向，包括： Ew(P)=Eu,W(P)-E丄U,W(P), (J)I(P)= (61,U(P); E4>2(P)=Eu,4)2(P)-E丄u,4>2(P)，42(P)= 42,u(P);[002引其中，Ew(P)和E42(p)分別是所述幅值最大的兩個紋理響應的校正幅值，(I)I(P)和 4 2(p)是對應的校正方向； 依據所述幅值最大的兩個紋理響應的校正幅值和校正方向計算該像素的紋理響 應矢量R(P)和紋理主方向4 (P)，包括： 其中，Rx(P)和Ry(P)分別表示在該像素位置處校正紋理響應的X分量和y分量，W所 述紋理主方向4 (P)確定為該像素的血管紋理方向。 可選地，所述按照預設規則對血管區域圖像中的像素投票，包括： 建立特征描述符空間，W血管區域圖像中單一像素的方向直方圖作為空間元素， 所述方向直方圖的橫坐標為投票方向，縱坐標為投票數； 按照所述預設規則對血管區域圖像中每一像素投票，相應計入所述特征描述符空 間的方向直方圖中； 統計血管區域圖像中每一像素獲得的投票數。 可選地，所述預設范圍為：大于等于-VM，且小于等于VM，所述M為大于零的正整 數。 本專利技術還提供一種眼底圖像視盤定位系統，包括： 用于提取眼底圖像中的血管區域的圖像提取單元； 用于獲取血管區域圖像中每一像素的血管紋理方向的紋理方向獲取單元； 用于按照預設規則對血管區域圖像中的像素投票，W獲得投票數最大的像素確定 為視盤中屯、的投票統計單元，所述預設規則包括：W被投像素預設鄰域內的每一像素作為 投票像素，當所述被投像素與所述投票像素形成的線段方向與所述投票像素的血管紋理方 向的夾角位于預設范圍內時，則向所述被投像素投票。 可選地，所述紋理方向獲取單元包括： 用于分別WN個方向的二維Gabor濾波器與像素圖像卷積運算，得到對應N個方向 的紋理響應的卷積運算子單元，所述N個方向均勻地分布于范圍內，所述N為大于零的 正整數； 用于按照W下公式計算方向置信度Conf(P)的方向置信度計算子單元， 具甲，P巧像奈巧，O巧不紛埋々問，《表示紋理尺度，E。, W(P)和Eu,42(p)為N個所 述紋理響應中幅值最大的兩個紋理響應對應的幅值，W(P)和護。,42(P)分別為對應于 Eu, W(P)、Eu, W(P)的正交紋理響應幅值。 由W上技術方案可知，本專利技術所提供的眼底圖像視盤定位方法及系統，首先提取 出眼底圖像中的血管區域，并獲取血管區域圖像中每一像素的血管紋理方向，W獲得眼底 圖像中血管分布的局部方向特征;然后，按照預設規則對血管區域圖像中的像素投票，所述 預設規則具體為：W被投像素預設鄰域內的每一像素作為投票像素，當被投像素與投票像 素形成的線段方向與投票像素的血管紋理方向的夾角在預設范圍內時，則向被投像素投 票。通過統計血管區域圖像中每一像素獲得的投票數，將獲得投票數最大的像素確定為視 盤中屯、。視盤是視網膜血管網分布最密集的區域，圖像像素中血管網的匯聚度越高，其鄰域 內像素的血管分布方向與其鄰域徑向一致的概率越大，相應獲得的投票數越多，因此W獲 得投票數最多的像素點，對應為血管網匯聚度的峰值位置，確定為視盤中屯、位置。 本專利技術所述眼底圖像視盤定位方法及系統，通過基于血管紋理方向對眼底圖像中 像素點投票，檢測眼底圖像中局部血管網的匯聚度，從而找到血管網匯聚最密集的位置，W 定位視盤位置。本專利技術所述眼底圖像視盤定位方法及系統，是基于眼底圖像中血管分布和 視盤之間更穩定的拓撲結構和相對位置，實現視盤定位，受圖像亮度、對比度等影響小，因 此可提高眼底圖像中視盤定位的準確性。【附圖說明】 為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種眼底圖像視盤定位方法，其特征在于，包括：提取眼底圖像中的血管區域；獲取血管區域圖像中每一像素的血管紋理方向；在血管區域圖像中，按照預設規則對像素投票，以獲得投票數最大的像素確定為視盤中心，所述預設規則包括：以被投像素預設鄰域內的每一像素作為投票像素，當所述被投像素與所述投票像素形成的線段方向與所述投票像素的血管紋理方向的夾角在預設范圍內時，則向所述被投像素投票。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭曉新，魏曉輝，胡亮，車翔玖，
申請(專利權)人：吉林大學，
類型：發明
國別省市：吉林;22