扫频光学相干层析视网膜图像配准去噪算法

作     者：蔡怀宇 韩晓艳 娄世良 汪毅 陈文光 陈晓冬 CAI Huai-yu;HAN Xiao-yan;LOU Shi-liang;WANG Yi;CHEN Wen-guang;CHEN Xiao-dong

作者机构：天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 上海美沃精密仪器股份有限公司上海200237 

出 版 物：《中国光学》 (Chinese Optics)

年 卷 期：2021年第14卷第2期

页      面：289-297页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家重点研发计划(No.2017YFC0109901) 天津市自然科学基金项目(No.15JCQNJC14200) 

主　　题：扫频光学相干层析 视网膜图像 图像去噪 图像配准 

摘      要：多帧叠加平均处理是去除扫频光学相干层析系统散斑噪声、获得较为清晰结构信息的有效方法,但眼睛的震颤、漂移、微眼跳等生理特性和系统光路特性会使图像之间存在错位,导致叠加效果不佳、结构稳定性差,为此本文提出一种基于灰度分布信息和目标几何信息相结合的配准算法。该方法根据图像平均灰度分布提取包含目标信息的感兴趣区域,通过相位相关算法和基于分段拟合的灰度投影算法的双重作用校正图像的平移变换;通过拟合视网膜上边界作为特征点迭代确定最佳旋转参数,并再次重新估计平移参数,实现图像的刚性配准;最后通过轴向扫描一对一映射法以能量函数为约束条件实现图像的非刚性配准。对活体兔眼进行实验,结果表明,本文算法配准后的叠加图像边界清晰,结构信息增强,信噪比和对比度平均有效提高一倍多。本算法适用于强噪声视网膜B-Scans图像的配准,能满足多种类型OCT系统的叠加成像需要,具有较高的鲁棒性和图像配准精度。