[发明专利]一种基于多圆盘掩膜的眼底图像配准方法

说明书

本发明公开了一种基于多圆盘掩膜的眼底图像配准方法，包括下列步骤：步骤1、完成眼底图像中血管树的分割识别，获取血管分叉点位置；步骤2、利用多圆盘掩膜组成的结构提取血管分叉点的周围信息形成对应的特征向量；步骤3、根据特征向量中的血管长度进行粗特征点配准，以特征向量的距离特征进行对比确定两幅眼底图像是否粗配准成功；步骤4、对粗配准成功的眼底图像以相应血管分叉点为中心进行旋转，更新特征向量中的角度特征，完成眼底图像的精确配准。本发明基本不受待配准的眼底图像的旋转角度差异影响，有效提高了配准效率，满足了现代医学对眼底图像处理实时性的要求。

技术领域

本发明涉及医学影像分析技术领域，具体一种基于多圆盘掩膜的眼底图像配准方法。

背景技术

现有技术中，在进行眼底图像配准时，需要先获得图片中的特征点，一般获得的是点的位置，仅使用位置进行后续配准，会产生很大的形变，所以，需要使用特征描述算子对特征点周围信息进行描述，扩大配准点的信息，此时会形成相应的特征向量。眼底图像处理中对陪准点信息进行描述最常见的为FREAK算法描述的特征向量，总计为512维，使用该向量在后续计算图像变换矩阵进行图像拼接时耗时较长，尤其针对像素高的图像，不符合现代医疗中实时性的要求。而且，由于配准的眼底图像之间存在拍摄过程产生的旋转角度差异，因此即使引入特征点周围信息，也可能由于两幅图之间存在旋转角度而导致无法精确配准，因此如何以较少的计算量实现眼底图像的精确配准，克服图像旋转角度差异并满足现代医学对实时性的要求是本方案需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种基于多圆盘掩膜的眼底图像配准方法，用于解决现有技术无法兼顾精准性和实时性，并且容易受图像旋转角度差异而影响配准精确性的技术问题。

所述的基于多圆盘掩膜的眼底图像配准方法，包括下列步骤：

步骤1、完成眼底图像中血管树的分割识别，获取血管分叉点位置；

步骤2、利用多圆盘掩膜组成的结构提取血管分叉点的周围信息形成对应的特征向量，周围信息包括圆盘掩膜与血管分叉点周围血管树相交产生的交点信息，所述交点信息包括距离特征和角度特征，所述距离特征为该交点到对应血管分叉点之间的距离，所述角度特征为该交点在以所述血管分叉点为原点的坐标系中到横坐标的顺时针角度；

步骤3、根据特征向量中的血管长度进行粗特征点配准，以特征向量的距离特征进行对比确定两幅眼底图像是否粗配准成功；

步骤4、根据粗配准的结果，对粗配准成功的眼底图像以相应血管分叉点为中心进行旋转，更新特征向量中的角度特征，保持图片旋转不变性，再根据更新后的角度特征进行对比完成眼底图像的精确配准。

优选的，所述步骤2中，本文采用多圆盘掩膜组成的结构进行特征信息提取，各个圆盘掩膜的半径由小到大，模拟人眼视网膜接收图像信息的原理，以特征点为原点建立二维坐标系，各个圆盘掩膜的圆心均与所述特征点重合，采集的交点信息具有旋转不变性。

优选的，所述步骤2中，二维坐标系的每个象限中如果存在圆盘掩膜与血管分叉点周围血管树相交产生的交点则采集交点信息，如果一个象限内一个圆盘掩膜存在与血管树相交的2个或2个以上交点则只采集其中长度最长的一交点。

优选的，所述步骤4中，根据粗匹配成功的交点信息计算待配准图像旋转角度θ：

其中，θ_ai(i＝1，2.3…16)表示图(a)中各个交点的具体的距离特征值，θ_bi(i＝1，2.3…16)表示表示图(b)中各个交点的具体的距离特征值；依据待配准图像旋转角度θ进行向量校准，进行角度特征的更新。

优选的，所述步骤2中，圆盘掩膜由小到大有4个，二维坐标系存在四个象限，每个交点信息包括距离特征和角度特征两个特征值，因此对应特征点的特征描述子具有4×4×2＝32维度，相应特征向量的表达式如下：