自动检测规划点与血管的重叠的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自动检测规划点与血管的重叠的方法及装置，该方法包括：接收输入的眼底图像，进行血管分割和提取操作，将输入的眼底图像中的血管分割和提取出来，输出为一张只有血管为白色，其余均为黑色的图像；进行构建矩阵操作，根据经过血管分割和提取操作的眼底图像以及规划位置构建相关矩阵；进行重叠检测操作，利用所构建的相关矩阵进行运算得到输出矩阵，判断输出矩阵中的最大元素值是否为预定值，根据判断的结果来判断是否存在规划点与血管的重叠。血管的重叠。血管的重叠。

【技术实现步骤摘要】
自动检测规划点与血管的重叠的方法及装置


[0001]本专利技术涉及计算机辅助领域，具体而言，涉及一种自动检测规划点与血管的重叠的方法及装置。

技术介绍

[0002]在计算机辅助医疗领域，在手术规划时，需要自动判断规划的激光点是否与血管重合/重叠，换而言之，判断激光光斑在图像上是否与已经做过血管分割的血管图有重合/重叠区域。传统方法为，首先找到激光光斑内的所有坐标点，保存进一个包含坐标点的集合；然后以分割后的血管图作为判断基础，遍历坐标点集合内所有坐标点在血管图上的像素值，如血管图上对应的像素值为255(白色)，则表示重叠，若像素值为0(黑色)则表示不重叠。当同时判断多个激光点光斑是否与血管图有重叠时，使用此方法做重叠检测需要使用更多运算时间。此外，眼底彩照数据是通过市场上现有的眼底相机采集到的图像，眼底灰度图是使用近红外光采集到的眼底数据，因人眼的反射较弱，所以图像质量不佳，因此在眼底灰度图数据上进行血管提取更具有挑战性。
[0003]在进行血管与激光点的重叠检测中，由于激光点成圆形，且每个像素都有固定座标，将血管分割后的图转换成矩阵后，依次带入激光点的坐标值，判断血管矩阵内当前坐标的像素值，且激光点常见像素值半径为20px，也就是有400个像素点需要进行判断，当大量激光点同时进行判断时，会严重影响运算速度。
[0004]因此，需要一种能够自动检测重叠的方法及装置，可以在眼底彩照和眼底灰度图中提取血管，并可以根据血管提取的结果，准确判断激光点是否存在于血管上，即是否存在重叠，以为进一步进行规避提供参考。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种自动检测规划点与血管的重叠的方法及装置，能够在眼底彩照和眼底灰度图中准确完成眼底血管提取，不仅能正确的检测血管中央反射区域、还能检测出细小血管；进而可以准确判断规划的激光点是否存在于血管上，且耗时较短。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种自动检测规划点与血管的重叠的方法，包括：步骤1，接收输入的眼底图像，进行血管分割和提取操作；所述血管分割和提取操作包括将输入的眼底图像中的血管分割和提取出来，输出为一张只有血管为白色，其余均为黑色的图像。步骤2，进行构建矩阵操作；所述构建矩阵操作包括根据经过血管分割和提取操作的眼底图像以及规划点的位置构建相关矩阵；步骤3，进行重叠检测操作；所述重叠检测操作包括利用所构建的相关矩阵进行运算得到输出矩阵，根据输出矩阵判断是否存在重叠。
[0007]作为本专利技术进一步的改进，所述血管分割和提取操作包括：所述血管分割和提取操作包括：首先对接收到的待进行血管分割和提取操作的眼底图像进行灰度化，对灰度化之后得到的结果图像进行伽马变换，然后对经过伽马变换之后得到的结果图像进行自适应
直方图均衡化操作从而进行图像细节增强，对图像细节增强后得到的结果图像进行滤波操作以进行去噪；接着使用匹配滤波操作对去噪后的结果图像进行滤波处理，得到经过血管分割和提取操作的眼底图像；其中滤波操作包括双边滤波和高斯滤波操作；其中可以是先执行双边滤波，然后执行高斯滤波。作为本专利技术进一步的改进，使用多个尺度滤波操作可以检测不同尺度的血管组织，如动脉血管和毛细血管使用同一个尺度的滤波核不能实现较好的分割效果，以进行血管分割和提取。作为本专利技术进一步的改进，使用预先计算的滤波模板在多个方向上进行血管检测，获得多个检测结果；其中使用12个方向进行血管检测，取出检测结果中的最大的响应值作为最终结果，以进行血管分割和提取。
[0008]所述对接收到的待进行血管分割和提取操作的眼底图像进行灰度化包括：判断接收到的待进行血管分割和提取操作的眼底图像是否是灰度图像，如果是，则不对接收到的待进行血管分割和提取操作的眼底图像进行灰度化，如果不是，则对接收到的待进行血管分割和提取操作的眼底图像进行灰度化。
[0009]作为本专利技术进一步的改进，所述构建矩阵操作包括：将血管分割和提取操作后的眼底图像以矩阵形式表达为第一矩阵；接收规划点的位置，创建与第一矩阵的大小相同，除将规划点的位置相对应的矩阵区域内的值设为255，将其余所有值均设为0的第二矩阵；将第一矩阵与第二矩阵进行并集处理获得第三矩阵。
[0010]作为本专利技术进一步的改进，所述重叠检测操作包括：根据第一矩阵与第三矩阵之间的差值得到第四矩阵；所述第四矩阵表示规划点与血管不重叠的部分；根据第二矩阵与第四矩阵之间的差值得到第五矩阵，所述第五矩阵表示规划点与血管重叠的部分；判断第五矩阵中的最大元素值，如果是255，则表示矩阵内含有白色像素点，代表血管与规划点有重叠区域；如果第五矩阵中的最大值为0，代表血管与规划点没有重叠区域。
[0011]作为本专利技术进一步的改进，所述匹配滤波操作包括：
[0012]步骤1.1，根据预定的多种血管直径长度，使用预定公式计算得到要使用的第一多种尺度；所述尺度是指滤波核的大小，所述第一多种尺度与所述多种血管直径长度一一对应；
[0013]步骤1.2，对于第一多种尺度中的每种尺度，根据预定的多个血管方向参数，使用预定公式分别计算得到每种尺度上的多个不同方向的滤波核，从而得到所述第一多种尺度中的全部尺度上的多个不同方向的滤波核；所计算得到的多个不同方向的滤波核与所述多个血管方向参数一一对应；所述多个血管方向参数与多个不同的血管方向角度一一对应；
[0014]步骤1.3，基于所述第一多种尺度中的每种尺度，对待进行匹配滤波操作的图像进行第一血管处理操作，得到每种尺度上的血管处理结果图像，从而得到所述第一多种尺度中的全部尺度的血管处理结果图像；
[0015]所述第一血管处理操作包括：使用当前尺度上的多个不同方向的滤波核，分别对待进行匹配滤波操作的图像的每个像素点进行第一滤波操作，得到每个像素点的多个响应值结果，取每个像素点的多个响应值结果中最大的一个作为每个像素点的最终处理结果，从而得到待进行匹配滤波操作的图像的全部像素点的最终处理结果；在得到待进行匹配滤波操作的图像的全部像素点的最终处理结果后，得到当前尺度上的血管处理结果图像。所述第一滤波操作为尺度上和方向上的匹配滤波；
[0016]步骤1.4，在得到所述第一多种尺度中的全部尺度的血管处理结果图像后，在所述
全部尺度的血管处理结果图像中的全部图像之间进行像素点的或运算，将像素点的或预算的运算结果图像作为最终结果图像。
[0017]作为本专利技术进一步的改进，所述匹配滤波操作包括：
[0018]步骤1.1，根据预定的多种血管直径长度，使用预定公式计算得到要使用的第一多种尺度；所述尺度是指滤波核的大小，所述第一多种尺度与所述多种血管直径长度一一对应；
[0019]步骤1.2，在第一多种尺度中选择一个尺度，作为当前尺度；
[0020]步骤1.3，对于当前尺度，根据预定的多个血管方向参数，使用预定公式计算得到当前尺度上的多个不同方向的滤波核；所计算得到的多个不同方向的滤波核与所述多个血管方向参数一一对应；所述多个血管方向参数与多个不同的血管方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动检测规划点与血管的重叠的方法，其特征在于，包括：步骤1，对眼底图像进行血管分割和提取操作；所述血管分割和提取操作包括将眼底图像中的血管分割和提取出来，得到只有血管为白色，其余均为黑色的图像；步骤2，进行构建矩阵操作；所述构建矩阵操作包括根据经过血管分割和提取操作的眼底图像以及规划点的位置构建相关矩阵；步骤3，进行重叠检测操作；所述重叠检测操作包括利用所构建的相关矩阵进行运算得到输出矩阵，根据输出矩阵判断是否存在规划点与血管的重叠。2.根据权利要求1所述的自动检测规划点与血管的重叠的方法，其特征在于：所述血管分割和提取操作包括：首先对接收到的待进行血管分割和提取操作的眼底图像进行灰度化，对灰度化之后得到的结果图像进行伽马变换，然后对经过伽马变换之后得到的结果图像进行自适应直方图均衡化操作从而进行图像细节增强，对图像细节增强后得到的结果图像进行滤波操作以进行去噪；接着使用匹配滤波操作对去噪后的结果图像进行滤波处理，得到经过血管分割和提取操作的眼底图像；所述对接收到的待进行血管分割和提取操作的眼底图像进行灰度化包括：判断接收到的待进行血管分割和提取操作的眼底图像是否是灰度图像，如果是，则不对接收到的待进行血管分割和提取操作的眼底图像进行灰度化，如果不是，则对接收到的待进行血管分割和提取操作的眼底图像进行灰度化。3.根据权利要求1所述的自动检测规划点与血管的重叠的方法，其特征在于：所述构建矩阵操作包括：将血管分割和提取操作后的眼底图像以矩阵形式表达为第一矩阵；根据规划点的位置，创建与第一矩阵的大小相同的第二矩阵；第二矩阵中，除将规划点的位置相对应的矩阵区域内的值设为255，其余所有值均设为0；将第一矩阵与第二矩阵进行并集处理获得第三矩阵。4.根据权利要求3所述的自动检测规划点与血管的重叠的方法，其特征在于：所述重叠检测操作包括：根据第一矩阵与第三矩阵之间的差值得到第四矩阵；所述第四矩阵表示规划点与血管不重叠的部分；根据第二矩阵与第四矩阵之间的差值得到第五矩阵，所述第五矩阵表示规划点与血管重叠的部分；判断第五矩阵中的最大元素值，如果是255，则表示矩阵内含有白色像素点，代表血管与规划点有重叠区域；如果第五矩阵中的最大值为0，代表血管与规划点没有重叠区域。5.根据权利要求2所述的自动检测规划点与血管的重叠的方法，其特征在于：所述匹配滤波操作包括：步骤1.1，根据预定的多种血管直径长度，计算得到要使用的第一多种尺度；所述第一多种尺度与所述多种血管直径长度一一对应；步骤1.2，对于第一多种尺度中的每种尺度，根据预定的多个血管方向参数，分别计算得到每种尺度上的多个不同方向的滤波核；所计算得到的多个不同方向的滤波核与所述多个血管方向参数一一对应；所述多个血管方向参数与多个不同的血管方向角度一一对应；步骤1.3，基于所述第一多种尺度中的每种尺度，对待进行匹配滤波操作的图像进行第一血管处理操作，得到每种尺度上的血管处理结果图像；所述第一血管处理操作包括：使用当前尺度上的多个不同方向的滤波核，分别对待进行匹配滤波操作的图像的每个像素点进行第一滤波操作，得到每个像素点的多个响应值结果，取每个像素点的多个响应值结果中
最大的一个作为每个像素点的最终处理结果，在得到待进行匹配滤波操作的图像的全部像素点的最终处理结果后，得到当前尺度上的血管处理结果图像；步骤1.4，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙国昊，刘若阳，
申请(专利权)人：南京博视医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：