[发明专利]一种基于双目立体视觉跟踪和视网膜血管特征的OCT图像拼接方法

说明书

本发明涉及一种基于双目立体视觉跟踪和视网膜血管特征的OCT图像拼接方法，包括：双目立体视觉坐标系和OCT坐标系转换关系标定；不同视角下对眼底视网膜双目立体视觉多次拍照和OCT多次三维扫描；基于双目立体视觉和视网膜表面血管分叉点的不同视角下OCT三维数据块之间的旋转和平移关系初始化；基于最小二乘法和OCT三维视网膜血管分叉点的视角2 OCT三维数据块相对于视角1 OCT三维数据块的旋转和平移关系优化；对视角2OCT三维数据块与视角1 OCT三维数据块公共部分进行插值；可以实现OCT大范围眼底三维成像。

技术领域

本发明涉及大检测范围OCT图像拼接方法技术领域，具体涉及一种基于双目立体视觉跟踪和视网膜血管特征的OCT图像拼接方法。

背景技术

在1991年，D.Huang等人首次发表了关于OCT系统的文章，并且提出了时域OCT系统。时域OCT系统主要通过扫描延迟线对被测样品进行纵向扫描，再通过改变扫描振镜位置或水平移动样品实现横向扫描，但这种机械扫描方式也带来了成像速度慢、信噪比低等问题。直到1995年，奥地利学者A.F.Fercher等人提出一种频域OCT技术，利用光谱仪得到干涉光谱信息，再进行傅里叶变换获得样品组织的层析图像，并对人眼模型和眼角膜厚度进行了测量。频域OCT技术大大提高了系统的成像速度和信噪比。而频域OCT技术又能分为光谱OCT和扫频OCT，这两者的区别在于系统光源和相应检测器的选择不同。

近20年来，OCT技术种类也变得越来越多样。根据OCT技术功能的不同，将OCT技术分成能对血流量进行非侵入定位及检测的多普勒OCT技术、能实现多个偏振方向检测的偏振敏感OCT技术以及利用平行检测方式的全场OCT技术等；根据系统低相干光源传播方式和系统光路构造的区别，可以分成自由空间结构OCT系统和光纤结构OCT系统两类；根据不同的光束扫描类型，可以将这些技术分成纵向扫描式OCT和横向扫描式OCT。总而言之，OCT技术种类的不断丰富，为人们在生物医学、无损检测等各领域带来了极大的方便。

受OCT系统扫描范围和人眼转动等因素的影响，实现大范围眼底OCT三维成像需要对不同视角下的OCT三维数据块进行拼接。目前主要拼接方法是基于OCT三维图像的特征匹配。提出的基于双目立体视觉跟踪和视网膜血管特征的OCT图像拼接方法首先通过双目立体视觉跟踪视网膜表面血管的三维特征实现不同视角下OCT三维数据块之间的旋转和平移关系初始化，提高匹配速度；在此基础上，基于OCT三维视网膜血管分叉点特征对不同视角下OCT三维数据块之间的旋转和平移关系进行优化，提高匹配精度；最后对不同视角下OCT三维数据块之间的公共部分进行插值；可以实现快速、精确的OCT大范围眼底三维成像。

发明内容

本发明解决的技术问题是提出一种基于双目立体视觉跟踪和视网膜血管特征的OCT图像拼接方法。

为了解决上述问题，本发明实施例提出了基于双目立体视觉跟踪和视网膜血管特征的OCT图像拼接方法，首先通过双目立体视觉跟踪视网膜表面血管的三维特征实现不同视角下OCT三维数据块之间的旋转和平移关系初始化，提高匹配速度；在此基础上，基于OCT三维视网膜血管分叉点特征对不同视角下OCT三维数据块之间的旋转和平移关系进行优化，提高匹配精度；最后对不同视角下OCT三维数据块之间的公共部分进行插值；可以实现快速、精确的OCT大范围眼底三维成像。

包括以下标定步骤：

步骤a、双目立体视觉坐标系和OCT坐标系转换关系标定；

步骤b、不同视角下对眼底视网膜双目立体视觉多次拍照和OCT多次三维扫描；

步骤c、基于双目立体视觉和视网膜表面血管分叉点的不同视角下OCT三维数据块之间的旋转和平移关系初始化；

步骤d、基于最小二乘法和OCT三维视网膜血管分叉点的视角2 OCT三维数据块相对于视角1 OCT三维数据块的旋转和平移关系优化；

步骤e、对视角2 OCT三维数据块与视角1 OCT三维数据块公共部分进行插值。