一种基于线扫描的激光治疗系统的标定装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种基于线扫描的激光治疗系统的标定装置及方法，该装置包括激光治疗系统和标定相机；所述激光治疗系统包括线状成像光源、治疗光源、成像振镜、治疗振镜和线相机；所述标定相机用于拍摄所述线状成像光源和治疗光源产生的标定相机图像；所述线相机用于拍摄所述线状成像光源经标定相机反射的线相机图像。通过引入标定相机，将线相机的成像视场投影在标定相机视场上，获得准确标定图像，用于消除视场误差导致的打击位置不准确的问题，大大提升了标定的准确率；借由此基于线扫描的激光治疗系统的标定方法可实现线扫描激光治疗系统的自动标定，缩短标定时间，提升标定效率与准确率。率与准确率。率与准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于线扫描的激光治疗系统的标定装置及方法


[0001]本专利技术涉及激光治疗系统图像处理技术，具体涉及一种基于线扫描的激光治疗系统的标定装置及方法。

技术介绍

[0002]激光治疗仪是一种利用激光产生的生物学效应对人眼眼底疾病进行治疗的系统，目前普遍用于眼底疾病的治疗，消除眼底病变区域或对可能的眼底疾病做预防。但传统的激光治疗系统为手动治疗，对医生和病人的要求比较高，有经验资格进行手术的医生比较少且难以获得。
[0003]基于线扫描的激光治疗仪可利用线相机实时采集人眼眼底数字图像实现自动激光治疗，从而解决传统激光治疗仪的自动化程度低的问题。但线扫描激光治疗仪改用数字图像后，手术过程需要受机器控制，电脑需要在采集到的图像与决定激光位置的治疗振镜偏转角度之间取得转换关系。通常标定的做法是手动标定，这种手动标定的方法为提高准确度带来的时间成本极大。
[0004]再者，由于基于线扫描的激光治疗仪中的线相机设计的成像视场覆盖范围比实际能够照到的范围要大，致使会存在未照到区域的误差，无疑会降低激光打击位置的准确度，致使标定的准确率难以保障。

技术实现思路

[0005]针对上述存在的拘束局限性，本专利技术提出了一种基于线扫描的激光治疗系统的标定装置及方法，可更加准确地获得标定结果，同时实现线扫描激光治疗系统的自动标定，相对于现有技术大大缩短了标定时间，提升标定效率与准确率。为实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种基于线扫描的激光治疗系统的标定装置，该装置包括激光治疗系统和标定相机；所述激光治疗系统包括线状成像光源、治疗光源、成像振镜、治疗振镜和线相机；所述标定相机用于拍摄所述成像光源和治疗光源产生的标定相机图像；所述线相机用于拍摄所述成像光源经标定相机反射的线相机图像。本专利技术另一方面提供了一种基于线扫描的激光治疗系统的标定方法，该方法利用上述实施例中的一种基于线扫描的激光治疗系统的标定装置，所述方法包括：获取标定相机所拍摄的成像光源产生的标定相机图像、以及线相机所拍摄的成像光源经标定相机反射的线相机图像；计算所述线相机图像中两侧暗部与中心亮部的比例，再根据标定相机图像中线光斑的尺寸，确定在所述比例下标定相机图像中与线相机图像视场相对应的投影区域；确定线相机图像中的像素点在标定相机图像中所述投影区域内所对应的标定位置；获取标定相机所拍摄的成像光源和治疗光源产生的带有治疗光斑的标定相机图像，调整治疗振镜的角度，使得标定相机图像中的治疗光斑移动至各所述标定位置，基于各治疗振镜的角度与各所述标定位置的对应关系得到标定后的线相机图像中的各像素点所对应的治疗振镜角度。
进一步地，在所述得到标定后的线相机图像中的各像素点所对应的治疗振镜角度后，还包括：移动成像振镜，返回获取标定相机所拍摄的成像光源产生的标定相机图像的步骤，直到遍历成像振镜的可移动范围。进一步地，所述计算所述线相机图像中两侧暗部与中心亮部的比例具体为：将所述线相机图像纵向平均压缩为一条线，利用该线亮度曲线的半高宽值，得到两侧暗部的宽度分别与中心亮部宽度的比例。进一步地，所述标定相机图像中线光斑的尺寸通过以下方法获取：将所述标定相机图像横向平均压缩为一条横线，确定该横线的亮度曲线的半高宽值；将所述标定相机图像纵向平均压缩为一条纵线，确定该纵线的亮度曲线的半高宽值，将所述横线的半高宽值和纵线的半高宽值分别作为所述线光斑的长和宽。进一步地，所述根据标定相机图像中线光斑的尺寸，确定在所述比例下标定相机图像中与线相机图像视场相对应的投影区域，包括：将所述线光斑的两侧按对应的所述比例进行扩充，得到投影区域，投影区域的宽为线光斑的宽。进一步地，所述确定线相机图像中的像素点在标定相机图像中所述投影区域内所对应的标定位置，包括：将所述投影区域在横向上平均分割成若干个图像块，所述图像块的数量与所述线相机图像中的像素点的数量相对应，将各个图像块的中心分别作为线相机图像中的各像素点在标定相机图像中所对应的位置。进一步地，在所述调整治疗振镜的角度和/或移动成像振镜时，采用预设的跳跃步长，获取部分治疗振镜的角度与各所述位置的对应关系，计算单应性变换矩阵，得到标定后的线相机图像中的各像素点所对应的治疗振镜角度。进一步地，所述调整治疗振镜的角度，使得标定相机图像中的治疗光斑移动至各所述标定位置，具体的，对于每个所述标定位置，包括：基于预设的比例系数确定初始调整方向及初始调整步长，调整治疗振镜的角度；基于所述标定相机图像中治疗光斑的位置与所述位置的差异，调整比例系数，重新确定调整方向及调整步长，并重复本步骤，直到所述标定相机图像中治疗光斑的位置与所述位置的差异满足预设条件。本专利技术另一方面提供了一种基于线扫描的激光治疗系统的标定装置，该装置包括：获取单元，用于获取标定相机所拍摄的成像光源产生的标定相机图像、以及线相机所拍摄的成像光源经标定相机反射的线相机图像；获取标定相机所拍摄的成像光源和治疗光源产生的带有治疗光斑的标定相机图像；处理单元，用于计算所述线相机图像中两侧暗部与中心亮部的比例，再根据标定相机图像中线光斑的尺寸，确定在所述比例下标定相机图像中与线相机图像视场相对应的投影区域；确定线相机图像中的像素点在标定相机图像中所述投影区域内所对应的标定位置；调整单元，用于调整治疗振镜的角度，使得标定相机图像中的治疗光斑移动至各所述标定位置；数据单元，用于基于各治疗振镜的角度与各所述标定位置的对应关系得到标定后的线相机图像中的各像素点所对应的治疗振镜角度。
[0006]本专利技术与现有技术相对比，本专利技术具有以下优点：
[0007](1)可实现基于线扫描的激光治疗系统的自动标定，缩短标定时间，节约人力成本，提升标定效率与准确率；
[0008](2)通过引入标定相机，将线相机的成像视场投影在标定相机视场上，获得准确标定图像，用于消除视场误差导致的打击位置不准确的问题，大大提升了标定的准确率；
[0009](3)具体通过获取标定相机所拍摄的线状成像光源产生的标定相机图像、以及线相机所拍摄的线状成像光源经标定相机反射的线相机图像；计算所述线相机图像中两侧暗部与中心亮部的比例，再根据标定相机图像中线光斑的尺寸，确定在所述比例下标定相机图像中与线相机图像视场相对应的投影区域；确定线相机图像中的像素点在标定相机图像中所述投影区域内所对应的标定位置；获取标定相机所拍摄的成像光源和治疗光源产生的带有治疗光斑的标定相机图像，调整治疗振镜的角度，使得标定相机图像中的治疗光斑移动至各所述标定位置，基于各治疗振镜的角度与各所述标定位置的对应关系得到标定后的线相机图像中的各像素点所对应的治疗振镜角度，从而获得更加准确的标定结果，大大提升了标定的准确率。
[0010](4)另外，通过采用单应性变换矩阵得到标定后的线相机图像中的各像素点所对应的治疗振镜角度，当只标定了部分点时，可通过矩阵估计未标定点的结果；当在标定了全部点时，可通过矩阵校正标定出的偏差较大的错误点，消除了因少数点计算错误导致的部分区域位置不准确问题，利于提升标定的准确率。
[0011](5)采用本专利技术，还能够进一步提高标定精度。本专利技术的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于线扫描的激光治疗系统的标定装置，其特征在于，该装置包括激光治疗系统和标定相机；所述激光治疗系统包括线状成像光源、治疗光源、成像振镜、治疗振镜和线相机；所述标定相机用于拍摄所述线状成像光源和治疗光源产生的标定相机图像；所述线相机用于拍摄所述线状成像光源经标定相机反射的线相机图像。2.利用权1装置的一种基于线扫描的激光治疗系统的标定方法，其特征在于，包括：获取标定相机所拍摄的线状成像光源产生的标定相机图像、以及线相机所拍摄的线状成像光源经标定相机反射的线相机图像；计算所述线相机图像中两侧暗部与中心亮部的比例，再根据标定相机图像中线光斑的尺寸，确定在所述比例下标定相机图像中与线相机图像视场相对应的投影区域；确定线相机图像中的像素点在标定相机图像中所述投影区域内所对应的标定位置；获取标定相机所拍摄的线状成像光源和治疗光源产生的带有治疗光斑的标定相机图像，调整治疗振镜的角度，使得标定相机图像中的治疗光斑移动至各所述标定位置，基于各治疗振镜的角度与各所述标定位置的对应关系得到标定后的线相机图像中的各像素点所对应的治疗振镜角度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述得到标定后的线相机图像中的各像素点所对应的治疗振镜角度后，还包括：移动成像振镜，返回获取标定相机所拍摄的成像光源产生的标定相机图像的步骤，直到遍历成像振镜的可移动范围。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算所述线相机图像中两侧暗部与中心亮部的比例具体为：将所述线相机图像纵向平均压缩为一条线，利用该线亮度曲线的半高宽值，得到两侧暗部的宽度分别与中心亮部宽度的比例。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述标定相机图像中线光斑的尺寸通过以下方法获取：将所述标定相机图像横向平均压缩为一条横线，确定该横线的亮度曲线的半高宽值；将所述标定相机图像纵向平均压缩为一条纵线，确定该纵线的亮度曲线的半高宽值，将所述横线的半高宽值和纵线的半高宽值分别作为所述线光斑的长和宽。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据标定相机图像中线光斑的尺寸，确定在所述比例下标定相机图像中与线相...

【专利技术属性】
技术研发人员：付鹏，殷琪，张杰，
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：