[发明专利]一种提高光学相干层析图像纵向分辨率的自监督方法

权利要求书

1.一种提高光学相干层析图像纵向分辨率的自监督方法，其特征在于，包括三个步骤：

步骤1：构建光学相干层析(Optical Coherence Tomography,OCT)图像的纵向超分辨训练数据集；

所述OCT图像的纵向超分辨训练数据集是指OCT纵向低分辨率(low resolution,LR)B-scan图像和OCT纵向高分辨率(High resolution,HR)B-scan图像对所构成的数据集；具体构建方法：

步骤1.1：首先利用OCT系统采集样品的二维B-scan干涉光谱，对其中每一列A-scan干涉光谱进行逆傅里叶变换获得原始OCT B-scan图像，所述原始OCT B-scan图像为OCT HRB-scan图像；利用光谱整形方法调整每一列A-scan干涉光谱，从而改变原始OCT B-scan图像的纵向分辨率，获得OCT LR B-scan图像；构成一个OCT LR B-scan图像和OCT HR B-scan图像对；

步骤1.2：按照步骤1.1的方法对样品P个位置分别采集一个原始OCT B-scan图像，生成P个OCT LR B-scan图像和OCT HR B-scan图像对，构成OCT图像的纵向超分辨训练数据集；P值取大于等于20的自然数；

步骤2：构建OCT图像的纵向超分辨模型；

通过深度学习方法学习OCT LR B-scan图像和OCT HR B-scan图像之间的映射关系，构建OCT图像的纵向超分辨模型；

步骤3：基于构建的OCT图像的纵向超分辨模型实现OCT图像的纵向分辨率的提高；

步骤3.1：将待处理的OCT HR B-scan图像进行重采样；

步骤3.2：将重采样后的图像输入到步骤2构建的OCT图像的纵向超分辨模型中，所述OCT图像的纵向超分辨模型的输出为纵向超分辨的OCT图像；

步骤3.3：对所述纵向超分辨的OCT图像进行降采样，降采样后的图像作为最终输出图像。

2.根据权利要求1所述一种提高光学相干层析图像纵向分辨率的自监督方法，其特征在于，步骤1.1中所述利用光谱整形获得OCT LR B-scan图像的方法如下：

所述光谱整形方法如(1)式所示，

S_shape(k)＝S(k)×Gaussian(k). (1)

其中,k表示波数，S(k)表示OCT系统采集的二维B-scan干涉光谱中的A-scan干涉光谱，Gaussian(k)表示高斯函数；通过调整所述高斯函数的半高全宽(Full width at halfheight，FWHM)来改变A-scan干涉光谱的带宽；光谱整形后获得的光谱S_shape(k)的半高全宽决定了OCT LR B-scan图像的纵向分辨率；

具体做法为：对于原始B-scan图像，将其中采集到的每一个A-scan干涉光谱分别与所述高斯函数相乘，获得整形后的光谱S_shape(k)，经过逆傅里叶变换后得到低分辨的OCT A-scan信号，再将处理后的所有A-scan信号重新原位排列组成B-scan图像，从而生成与OCT系统的原始B-scan图像，即OCT HR B-scan图像对应的OCT LR B-scan图像。

3.根据权利要求1所述一种提高光学相干层析图像纵向分辨率的自监督方法，其特征在于，步骤3.1所述重采样是指对待处理的OCT HR B-scan图像进行纵向插值，插值方法包括双三次插值法、线性插值法和三次插值法；插值后的图像纵向像素数等于待处理的OCTHR B-scan图像纵向像素数的K倍；K等于所述OCT图像的纵向超分辨训练数据集中OCT LRB-scan图像的分辨率与OCT HR B-scan图像的分辨率的比值。

4.根据权利要求1所述一种提高光学相干层析图像纵向分辨率的自监督方法，其特征在于，步骤3.3所述降采样是指使模型输出的纵向超分辨的OCT图像的像素数与OCT LR B-scan图像的像素数相同，降采样方法包括双三次降采样法、线性降采样法和三次降采样法。