[发明专利]获取角膜顶点的图像处理方法

权利要求书

1.一种获取角膜顶点的图像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）高速连续采集n帧图像序列，n≥3，将第n帧和第1帧图像进行减运算，计算图像是否有位移，采用连续采集方式确保图像没有位移；

（2）图像去噪：将坐标（x，y）处的所有图像序列进行排序，找出中间值作为该点处的灰度值，如果采集的帧数n为偶数，则选择中间两个值的平均值作为该点处灰度值，通过移动坐标点（x，y），遍历整个图像，即可合成噪声最小的一帧图像；

（3）二值化求亮斑区域：将噪声最小的一帧图二值化处理获得阈值Th，如下式所示：

；

其中mean和std分别代表整幅图像的均值和方差，w1和w2为系数，通过二值化分割出亮斑所在区域；

（4）Blob形状分析：将大致分割出亮斑所在区域通过面积大小去除不可能的区域，提取潜在的亮斑区域；

（5）灰度拉伸：对潜在亮斑区域的灰度值进行归一化，即灰度拉伸，使得整体亮斑区域的平均灰度值达到预定的值；

（6）双阈值二值化：选择双阈值二值化，高阈值提取角膜最亮点，即顶点，低阈值提取平行光斑投影的形状，阈值的选择方法可依据图像特征设置成固定值或在固定值的基础上增加适当的变量；

（7）Blob分析：对步骤（6）得到的结果再次进行blob处理，用以获得角膜顶点的灰度重心和光斑边界的具体位置；

（8）顶点拉射线获得对应灰度数据：以步骤（7）中求得的角膜顶点的灰度重心为中心，向外360°方向以一定角度间隔拉射线到光斑边界，要超出光斑边界适当像素长度，然后获得各条射线上对应的灰度值；

（9）数据分析获得亚像素级角膜顶点及光斑边界；

（10）输出亚像素级的角膜顶点和光斑边界坐标。

2.根据权利要求1所述的获取角膜顶点的图像处理方法，其特征在于，所述的步骤（1）具体为：

或

其中f1(x,y)，fn(x,y)分别表示第1帧和第n帧图像中坐标为(x,y)处的像素值，Tmax值越小，表示两幅图像的差别越小，如果该条件满足，表示图像序列没有位移，可以进行下一步，否则表示图像间有位移，该组图像不合格，需要重新进行第一步采集图像序列。

3.根据权利要求1所述的获取角膜顶点的图像处理方法，其特征在于，所述的步骤（9）数据分析获得亚像素级角膜顶点及光斑边界具体为：

a、通过拟合法对边缘过渡建立数学模型，然后对模型进行数学分析选取合适的灰度阈值，最后就可以获得亚像素的边缘位置；

b、对角膜顶点到光斑最外边界点部分灰度序列用最小二乘法进行高斯函数拟合，求得的高斯函数的期望值即为精确的角膜顶点亚像素坐标。

4.根据权利要求1所述的获取角膜顶点的图像处理方法，其特征在于，所述的步骤（3）二值化求亮斑区域中，系数w10，w20。

5.根据权利要求1所述的获取角膜顶点的图像处理方法，其特征在于，所述的步骤（6）双阈值二值化中，所述的变量为最大灰度值、最小灰度值、方差。

6.根据权利要求3所述的获取角膜顶点的图像处理方法，其特征在于，所述的步骤a中建立数学模型为经典的双曲正切函数。