[发明专利]激光点识别方法以及利用该方法的SS-OCT手术导航系统

说明书

本发明公开了一种激光点识别方法以及利用该方法的SS‑OCT手术导航系统，该方法包括以下步骤：1)对图像进行预处理；2)进行中值滤波处理；3)选择SS‑OCT的扫描区域作为感兴趣区域；4)将图像从RGB空间转换至HSV空间；5)进行直方图均衡化；6)进行二值化处理；7)进行开操作去除噪点，再进行闭操作连接连通域；8)利用霍夫圆检测算法获取引导激光点的圆心位置坐标，完成激光点的识别。本发明将HSV颜色空间与霍夫圆算法相结合，在实际应用中可以精确定位激光点并给出其空间位置，且受外部环境影响较小，识别效果很好；能克服传统的激光点识别方法中容易因噪声与背景变化的影响而造成识别准确率低的问题。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及一种激光点识别方法以及利用该方法的SS-OCT手术导航系统。

背景技术

光学相干层析技术作为一种高分辨率、高灵敏度的非接触式断层成像方法，在医学成像方面得到了广泛的应用。随着高速扫频光学相干层析技术的飞速发展，其轴向扫描速度可达数百kHz，信号和灵敏度在深度方向上的衰减也得到了一定的抑制，实现了在手术过程中对人体组织内部断层、手术器械的三维实时成像，使得显微镜集成的SS-OCT手术导航系统成为神经外科手术、眼科手术等临床应用中不可或缺的一环。根据手术区域的显微图像与OCT图像，医生可以进行手术路径的规划、组织病变的判断、术中实时的导航以及手术效果的评估。但扫频光源所产生的扫描光位于近红外波段，人眼无法直接对其进行观察，故需通过其他手段对扫描区域进行确定。

通过添加与样品臂同路的引导光源可以有效地对扫描区域进行标识，且将引导光源所产生激光点的空间位置信息进行提取可以对术前手术规划、术中实时导航以及术后效果评估带来极大的便利。Wang等人在文章(A Laser Point Interaction SystemIntegrating Mouse Functions,World Academy of Science,Engineering andTechnology,International Journal of Computer,Electrical,Automation,Controland Information Engineering,4(7):1139-1144(2010).)中提出根据激光点的亮度与RGB值对图像进行阈值分割，在图像中寻找亮度最高且处于激光点RGB范围内的像素点。然而RGB颜色空间无法有效地将颜色信息与亮度信息进行区分，且无法通过设定阈值范围有效地分离相近颜色，在颜色分割中具有一定的局限性，此外外部光照与视角的转换对激光点识别效果也具有一定的影响。Ahmed等人在文章(Laser Spot Detection and Tracking,The official scientific journal of Salahaddin University-Erbil ZJPAS(2016)28(2)；s615-623(2016).)中提出了一种基于减背景和卡尔曼滤波相结合的激光点识别方法，对静态背景的激光点具有百分之九十以上的识别准确率。然而对于动态背景，噪声与背景变化对识别结果也具有较大影响，识别准确率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种激光点识别方法以及利用该方法的SS-OCT手术导航系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种激光点识别方法，其用于对SS-OCT手术导航系统获取的手术区域的二维显微图像中的激光点进行识别，该方法包括以下步骤：

1)对图像进行预处理；

2)对所述步骤1)得到的图像进行中值滤波处理；

3)在所述步骤2)得到的图像中选择SS-OCT的扫描区域作为感兴趣区域；

4)针对感兴趣区域图像，将图像从RGB空间转换至HSV空间；

5)对所述步骤4)得到的图像进行直方图均衡化；

6)对所述步骤5)得到的图像进行二值化处理；