[发明专利]一种获得光学相干层析大焦深图像的处理方法

说明书

本发明公开了一种获得光学相干层析大焦深图像的处理方法，主要包括构建OCT en face图像数据集、构建OCT en face图像超分辨模型以及基于构建的OCT en face图像超分辨模型实现OCT图像数字重聚焦三个步骤。在图像超分辨模型构建中，通过深度学习方法学习OCT en face高分辨图像和低分辨图像间的映射关系，获得OCT三维图像的数字重聚焦，实现OCT图像焦深的拓展。本发明是一种适合OCT成像模式的数字重聚焦方式，可以快速提高OCT三维图像中不同深度处的横向分辨率，拓展焦深，可有效降低OCT图像重聚焦的硬件开发难度。

技术领域

本发明属于图像处理和成像技术领域，尤其是涉及一种获得光学相干层析大焦深图像的处理方法。

背景技术

光学相干层析术(Optical coherence tomography, OCT)是一种非接触、非侵入的成像技术。OCT的横向分辨率由样品聚焦光束的衍射限制光斑大小决定。作为一种三维成像技术，OCT的横向分辨率越高，焦深就会越小。为了获得大深度成像，在OCT系统开发中通常会在横向分辨率和焦深方面进行折中选择。

如何在高分辨率的情况下，提高OCT图像的焦深一直是一个难点。典型的硬件方法是使用二元相位空间滤波器或轴向透镜来实现贝塞尔光束以拓展焦深。此外，2017年E. Bo等人利用多重孔径合成来拓展焦深(Bo E, Luo Y, Chen S, Liu X, Wang N, Ge X, WangX, Chen S, Chen S, Li J, Liu L. Depth-of-focus extension in optical coherencetomography via multiple aperture synthesis. Optica. 2017, 4(7), 701-706.)。然而，硬件方法通常需要开发复杂的成像系统，稳定性差。

与基于硬件的方法相比，数字信号处理方法提供了替代的和相对便宜的解决方案。例如，干涉合成孔径显微术(Interferometric synthetic aperture microscopy,ISAM) (Ralston T S, Marks D L, Carney P S, Boppart S A. Interferometricsynthetic aperture microscopy. Nature physics. 2007; 3(2), 129-134.) 可以在大深度范围内进行高分辨成像，但在采集过程中需要保证绝对的相位稳定。

发明内容

本发明的主要目的是解决如何在提高横向分辨率的情况下获得大焦深图像的问题，提供一种获得光学相干层析大焦深图像的处理方法。

本发明方法首先建立不同离焦量下配准的OCT en face低分辨图像和高分辨图像对所构成的数据集，然后构建OCT en face图像超分辨模型，通过深度学习方法，学习OCTen face高分辨率图像和低分辨率图像间的映射关系，获得OCT三维图像的数字重聚焦，以便得到OCT图像焦深拓展后的高分辨图像即大焦深图像。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种获得光学相干层析大焦深图像的处理方法，包括三个步骤：构建光学相干层析（Optical Coherence Tomography, OCT）en face图像数据集、构建OCT en face图像超分辨模型以及基于构建的OCT en face图像超分辨模型实现OCT图像数字重聚焦三个步骤；

步骤1：构建OCT en face图像数据集；

所述OCT en face图像数据集是指不同离焦量下配准的OCT en face低分辨图像和高分辨图像对所构成的数据集；具体构建方法：

步骤1.1：把入射光束聚焦在样品内部，对所述样品内部的选定区域以等间隔方式采集OCT en face图像序列；具体方法如下：