本發(fā)明涉及用于處理通過使用光學干涉對眼睛執(zhí)行層析成像而獲得的層析圖像的圖像處理設備和圖像處理方法。本發(fā)明還涉及使用光學干涉對眼睛執(zhí)行層析成像的光學相干層析成像設備。

背景技術：

在各種領域中正在將利用多波長光學干涉的光學相干層析成像(OCT)設備應用于人有機體。例如，光學相干層析成像設備被用來利用內窺鏡獲得關于內臟的信息或者利用眼科設備獲得關于視網膜的信息。在視網膜護理的專門門診診所中，可應用于眼睛的光學相干層析成像設備正變成必不可少的眼科裝置。這種光學相干層析成像設備利用測量光照射樣本，并且通過使用干涉系統(tǒng)測量從樣本反向散射的光，該測量光為低相干光。當光學相干層析成像設備被應用于待檢查眼睛時，可以通過利用測量光掃描眼睛獲得眼睛的高分辨率的層析圖像。為此，將光學相干層析成像設備廣泛地用于例如視網膜的眼科診斷。

當利用光學相干層析成像設備獲得眼底的層析圖像時，由于靈敏度和噪聲的問題，難以通過利用測量光掃描眼睛一次而獲得高質量層析圖像。相應地，日本專利公開No.2015-91552公開了用于通過如下操作提高層析圖像的質量的技術：多次掃描待檢查眼睛的同一個部分以便獲得多個層析圖像，定位層析圖像，并且然后確定層析圖像的相加平均值。

技術實現要素：

根據本發(fā)明一個方面的圖像處理設備包括：層析圖像獲取單元，被配置為獲取眼睛的層析圖像，所述層析圖像是通過使用光學干涉對眼睛執(zhí)行層析成像而獲得的；以及處理單元，被配置為通過使用轉換量來轉換層析圖像的多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域的強度分布，所述轉換量比用來轉換所述多個區(qū)域中的另一區(qū)域的強度分布的轉換量大。

從以下參考附圖的示例性實施例的描述中本發(fā)明更多的特征將變得清晰。

附圖說明

圖1示出根據實施例的光學相干層析成像設備的示例。

圖2示出根據實施例的圖像處理設備的示例。

圖3為根據實施例的將眼底的層析圖像分割成多個區(qū)域之后執(zhí)行增強處理的操作的示例的流程圖。

圖4示出根據實施例的視網膜、玻璃體和脈絡膜之間的邊界。

圖5A和圖5B分別示出了根據實施例的視網膜區(qū)域以及玻璃體和脈絡膜區(qū)域的直方圖的示例。

圖6A到6E示出根據實施例的用于視網膜區(qū)域以及玻璃體和脈絡膜區(qū)域的增強處理以及增強處理之后的視網膜的層析圖像的示例。

圖7A到7C示出根據實施例的基于操作者的指示對于指定區(qū)域執(zhí)行增強處理的方法的示例。

圖8為根據實施例的將眼前部(anterior eye portion)的層析圖像分割成多個區(qū)域之后執(zhí)行增強處理的操作的示例的流程圖。

圖9A到9E示出根據實施例的基于指向裝置(pointing device)的操作對于指定區(qū)域執(zhí)行增強處理的方法的示例。

具體實施方式

當產生層析圖像時，光學相干層析成像設備通過使用傳感器測量干涉光的強度并且使測量的干涉光的強度信息經受傅里葉變換和對數變換以便獲得層析圖像的原始數據。通過傅里葉變換和對數變換獲得的層析圖像的原始數據通常是約32比特的浮點數據或者大于等于10比特的整型數據，并且不能直接顯示在平常的顯示器上。因此，需要將層析圖像的原始數據轉換為能顯示在平常的顯示器上的8比特整型數據。

層析圖像的原始數據具有包括極低強度信息和高強度信息的高動態(tài)范圍。相反，能顯示在平常的顯示器上的8比特整型數據具有相對低的動態(tài)范圍。因此，當將具有高動態(tài)范圍的原始數據簡單地轉換為8比特整型數據時，極大地降低了視網膜的對比度，該視網膜的對比度對于眼底的診斷很重要。因此，在通常的光學相干層析成像設備中，當將原始數據轉換為8比特整型數據時，丟棄一定量低強度側數據以便確保合適的視網膜對比度。

然而，當丟棄低強度側信息時，將丟失層析圖像的原始數據中包括的玻璃體和脈絡膜的信息并且將難以詳細地觀察玻璃體和脈絡膜的內部結構。

近年來，已經需要更詳細地觀察玻璃體的內部結構。然而，當將層析圖像的原始數據轉換為8比特整型數據從而確保合適的玻璃體對比度時，將降低視網膜的對比度，并且將難以詳細地觀察視網膜的內部結構。

考慮到上述的形勢，一種實施例使得能夠詳細觀察眼睛的層析圖像上的多個區(qū)域(例如，視網膜和玻璃體)的內部結構。

根據一個實施例的圖像處理設備通過使用轉換量來轉換眼睛的層析圖像的多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域的強度分布，該轉換量比用來轉換該多個區(qū)域中的另一個區(qū)域的強度分布的轉換量大，所述層析圖像是通過使用光學干涉對眼睛執(zhí)行層析成像而獲得的。

因此，能夠在眼睛的層析圖像上詳細觀察多個區(qū)域(例如，視網膜和玻璃體)的內部結構。

現在將描述本發(fā)明的實施例。

光學相干層析成像設備的結構

圖1示出根據實施例的光學相干層析成像設備。光學干涉部100包括光源101，該光源101為發(fā)射近紅外光的低相干光源。從光源101發(fā)射的光傳播通過光纖102a，并且被光分割單元103分割成測量光和參考光。從光分割單元103射出的測量光進入光纖102b，并且被引導到掃描光學系統(tǒng)200。從光分割單元103射出的參考光進入光纖102c，并且被引導到反射鏡113。已經進入光纖102c的參考光從光纖102c的端部射出，穿過準直光學系統(tǒng)111和色散補償光學系統(tǒng)112，并且被引導到反射鏡113。參考光被反射鏡113反射，沿著相反的光路行進，并且再次進入光纖102c。色散補償光學系統(tǒng)112補償作為測量目標的待檢查眼睛E的光學系統(tǒng)和掃描光學系統(tǒng)200的色散。反射鏡113能夠由光路長度控制器(未示出)在光軸方向上驅動，使得參考光的光路長度能夠相對于測量光的光路長度改變。已經進入光纖102b的測量光從光纖102b的端部射出。光源101和光路長度控制器由控制單元(未示出)控制。

光源101例如為超級發(fā)光二極管(SLD)，其是典型的低相干光源，并且光源101具有855nm的中心波長和約100nm的波長帶寬。波長帶寬影響層析圖像的縱向分辨率，因此是重要參數，該縱向分辨率是在光軸方向上的分辨率。雖然選擇SLD作為光源，但是光源的類型不受限制，只要能夠發(fā)射低相干光即可。例如，作為替代可以使用放大自發(fā)發(fā)射(ASE)。近紅外光適合于在測量眼睛中使用，因此在本實施例中中心波長被設定為855nm。出于診斷的目的，期望的是使得能夠清楚觀察比感光細胞內外節(jié)之間的接合部(IS/OS)和外界膜(ELM)薄的膜。為了實現這個，要求OCT圖像的縱向分辨率是5μm或更小，更優(yōu)選地是3μm或更小。縱向分辨率取決于OCT光源的波長帶寬。為了實現3μm或更小的縱向分辨率，要求OCT光源的波長帶寬為約100nm或更大。

現在將描述掃描光學系統(tǒng)200。掃描光學系統(tǒng)200被配置為可相對于待檢查眼睛E移動。掃描光學系統(tǒng)200被設置有驅動控制器(未示出)，該驅動控制器能夠相對于待檢查眼睛E的眼軸沿上下和左右方向驅動掃描光學系統(tǒng)200。從光纖102b的端部射出的光由光學系統(tǒng)202基本上準直，并且入射在掃描單元203上。掃描單元203包括兩個具有能旋轉的鏡面的電流鏡(galvano-mirror)。一個電流鏡偏轉水平方向上的光，并且另一個電流鏡偏轉垂直方向上的光。因此，掃描單元203在驅動控制器(未示出)的控制下偏轉入射光。以這樣的方式，掃描單元203在兩個方向上掃描光，這兩個方向為沿著圖1的平面的主掃描方向和與圖1的平面垂直的副掃描方向。由掃描單元203掃描的光穿過透鏡204并且在待檢查眼睛E上形成照明光斑。照明光斑響應于通過掃描單元203的面內偏轉而沿著待檢查眼睛E移動。在照明光斑處待檢查眼睛E反射的光沿著相反的光路行進，進入光纖102b，并且返回到光分割單元103。

如上所述，反射鏡113反射的參考光和待檢查眼睛E反射的測量光作為返回光而返回到光分割單元103，并且彼此干涉，使得產生干涉光。干涉光穿過光纖102d并且被朝向透鏡122射出。然后，干涉光被基本上準直并且進入衍射光柵123。衍射光柵123具有周期性結構，并且將入射在其上的干涉光分割成干涉光成分。干涉光成分由能夠改變聚焦狀態(tài)的成像透鏡124聚焦于線傳感器125上。線傳感器125連接到圖像處理設備300。

圖像處理設備的結構

圖2示出圖像處理設備300。參考圖2，圖像處理設備300包括產生層析圖像的原始數據的重建單元301。本實施例的光學相干層析成像設備是傅里葉域光學相干層析成像設備，其通過使線傳感器125輸出的數據經受由重建單元301執(zhí)行的波數轉換、傅里葉變換和對數變換來產生待檢查眼睛的層析圖像的原始數據。雖然在本實施例中使用傅里葉域光學相干層析成像設備，但是作為替代可以使用時域光學相干層析成像設備。重建單元301是根據本實施例的層析圖像獲取單元的示例。重建單元301可以通過接收在線傳感器125檢測干涉光時產生的干涉信號并且通過使用接收的干涉信號重建層析圖像來獲取層析圖像。可替代地，重建單元301可以通過接收由光學相干層析成像設備產生的層析圖像數據來獲取層析圖像。

圖像處理設備300還包括分析所產生的層析圖像的原始數據的圖像分析器302。圖像分析器302能夠分析待檢查眼睛的層析圖像的原始數據，以便分析層析圖像的原始數據中包括的待檢查眼睛的結構。區(qū)域分割器303是用于將待檢查眼睛的層析圖像的原始數據分割成多個區(qū)域的處理器。增強處理單元305對層析圖像的原始數據的分割的區(qū)域執(zhí)行對比度和強度調節(jié)。增強處理單元305連接到用作顯示單元的顯示器310，使得能夠顯示已經經受了增強處理的層析圖像。圖像處理設備300連接到指向裝置320。指向裝置320是包括滾輪和按鈕的鼠標，并且能夠指定顯示單元301上的任何位置。在本實施例中，鼠標用作指向裝置。然而，作為替代可以使用其它指向裝置，諸如操縱桿、觸摸板、軌跡球、觸摸面板以及鐵筆。

因此，光學相干層析成像設備包括光學干涉部100、掃描光學系統(tǒng)200以及圖像處理設備300。圖像處理設備300的組件中的至少一個或更多個可以被形成為獨立的裝置?？商娲?，該組件可以被設置作為能夠安裝在一個或更多個計算機中而且在由計算機的CPU(未示出)運行時實現對應功能的軟件。在本實施例中，假設組件被實現為安裝在單個計算機中的軟件。

CPU通過使用存儲在RAM(未示出)和ROM(未示出)中的程序和數據來控制計算機的整個操作。每個組件的功能通過控制用于每個組件的軟件的運行來實現。RAM包括臨時存儲從存儲介質驅動加載的程序和數據的區(qū)域以及使得CPU能夠執(zhí)行各種處理所需的工作區(qū)。ROM通常存儲用于計算機的設定數據和程序。圖像處理設備300作為替代可以被形成為由圖像處理板組成的電路。光學相干層析成像設備和圖像處理設備300可以被形成為分離的設備，其彼此鏈接從而使得能夠在其之間進行有線或無線通信?？商娲?，圖像處理設備300可以被布置在光學相干層析成像設備中并且與光學相干層析成像設備集成在一起。

用于控制光學相干層析成像設備的方法

現在將確定用于通過使用根據本實施例的光學相干層析成像設備獲得待檢查眼睛的層析圖像的控制方法。首先，操作者要求被檢者坐在根據本實施例的光學相干層析成像設備前面并且開始OCT處理。從光源101發(fā)射的光穿過光纖102a并且被光分割單元103分割成朝向待檢查眼睛行進的測量光和朝向反射鏡113行進的參考光。朝向待檢查眼睛行進的測量光穿過光纖102b，并且從光纖102b的端部射出。然后，測量光由光學系統(tǒng)202基本上準直，并且入射在掃描單元203上。掃描單元203包括電流鏡。測量光由鏡偏轉，穿過透鏡204，并且照射待檢查眼睛。光由待檢查眼睛反射，沿著相反光路行進，并且返回到光分割單元103。朝向反射鏡113行進的參考光穿過光纖102c，并且從光纖102c的端部射出。參考光穿過準直光學系統(tǒng)111和色散補償光學系統(tǒng)112，并且到達反射鏡113。參考光由反射鏡113反射，沿著相反光路行進，并且返回到光分割單元103。已經返回到了光分割單元103的測量光和參考光彼此干涉使得產生干涉光。干涉光進入光纖102d，由透鏡122基本上準直，并且入射在衍射光柵123上。已經進入衍射光柵123的干涉光由成像透鏡124聚焦于線傳感器125上，使得能夠獲得對于待檢查眼睛上的單個點的干涉信號。

由線傳感器125獲取的干涉信號被輸出到圖像處理設備300。由線傳感器125輸出的干涉信號是12比特整型數據。重建單元301使12比特整型數據經受波數轉換、快速傅里葉變換(FFT)和對數變換，由此產生待檢查眼睛的單個點處的在深度方向上的層析圖像的原始數據。由重建單元301產生的層析圖像的原始數據是32比特浮點數據。通常，在干涉信號經受FFT時，產生包括小數的浮點數據。因此，在干涉信號經受FFT時，產生的數據具有比12比特整型數據更大數量的比特。通過使干涉信號經受FFT獲得的數據的比特數量不一定是32，只要它比干涉信號的比特數量大即可，并且可以是例如16或者64。

在獲取對于待檢查眼睛上的單個點的干涉信號之后，掃描單元203驅動電流鏡，使得產生對于待檢查眼睛上的另一點的干涉光。對于另一點的干涉光到達線傳感器125，并且重建單元301產生待檢查眼睛的另一點處的在深度方向上的層析圖像的原始數據。這個控制處理被重復以便獲得待檢查眼睛的單個層析圖像的原始數據。這里，提供兩個操作模式：第一模式和第二模式，在第一模式中掃描待檢查眼睛的特定位置多次以便獲取層析圖像的原始數據，在第二模式中掃描待檢查眼睛的特定位置多次以便獲取多個層析圖像的原始數據。在第一模式中，重建單元301產生單個層析圖像的原始數據。在第二模式中，重建單元301執(zhí)行已經獲取的層析圖像的原始數據的定位，并且疊加層析圖像的原始數據(確定層析圖像的原始數據的平均值)以便產生單個層析圖像的原始數據。

現在將描述通過使用轉換量來轉換眼底的層析圖像的多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域的強度分布的過程，該轉換量比用來轉換多個區(qū)域中的另一個區(qū)域的強度分布的轉換量大。

現在將參考圖3描述在根據本實施例的光學相干層析成像設備中將眼底的層析圖像分割成多個區(qū)域并且對區(qū)域中的每一個執(zhí)行強度和對比度調節(jié)的過程。圖3為根據本實施例的將眼底的層析圖像分割成多個區(qū)域之后執(zhí)行增強處理的操作的示例的流程圖。

首先，在步驟S101中，重建單元301產生視網膜的層析圖像的原始數據并且將產生的層析圖像的原始數據輸出到圖像分析器302。圖像分析器302分析層析圖像的原始數據并且在層析圖像上檢測在玻璃體與視網膜之間的邊界以及在視網膜與脈絡膜之間的邊界，如圖4中所示出的(步驟S102)。檢測的邊界信息被輸出到區(qū)域分割器303，并且區(qū)域分割器303基于邊界信息將層析圖像分割成三個區(qū)域，其為玻璃體區(qū)域Vi、視網膜區(qū)域Re和脈絡膜區(qū)域Co(步驟S103)。

區(qū)域分割器303確定彼此分割開的三個區(qū)域中的每一個是視網膜區(qū)域還是除了視網膜區(qū)域以外的區(qū)域(步驟S104)。這里，確定視網膜區(qū)域Re為視網膜區(qū)域，而且玻璃體區(qū)域Vi和脈絡膜區(qū)域Co為除了視網膜區(qū)域以外的區(qū)域。由區(qū)域分割器303確定為視網膜區(qū)域的區(qū)域經受從步驟S105開始的處理流程。由區(qū)域分割器303確定為除了視網膜區(qū)域以外的區(qū)域的區(qū)域經受從步驟S108開始的處理流程。

在步驟S105中，增強處理單元305獲取層析圖像的原始數據中的視網膜區(qū)域Re的直方圖。如圖5A中所示出的，獲取的視網膜區(qū)域Re的直方圖具有小寬度Wa，并且中心位置Pa處的亮度低。層析圖像的原始數據為32比特浮點數據。在不改變直方圖的形狀的情況下將這個數據轉換為能夠由顯示器310顯示的8比特整型數據時，將獲得其中視網膜區(qū)域Re的對比度極低的圖像，如圖6A中所示出的。為了避免這個，增強處理單元305設定對比度轉換量Ec和強度轉換量Eb，以使得直方圖的寬度Wa被轉換為期望寬度Wr并且直方圖的中心位置Pa被轉換為期望位置Pr(步驟S106)。

$Ec=\frac{Wr}{Wa}---\left(1\right)$

Eb＝Pr-Pa (2)

在步驟S107中，增強處理單元305使已經由區(qū)域分割器303確定為視網膜區(qū)域的視網膜區(qū)域Re經受由等式(3)表示的對于原始強度Ir的增強處理。

Ie＝Ir×Ec+Eb (3)

這里，Ie表示增強處理之后的強度，并且是8比特整型數據。作為這個處理的結果，如圖6B中所示出的，獲得其中視網膜區(qū)域Re的對比度高的層析圖像。因此，能夠詳細地觀察視網膜的內部結構。對32比特數據執(zhí)行的增強處理可以如上所述地使得同時執(zhí)行包括對比度轉換的強度分布的轉換以及到8比特數據的轉換。然而，對于32比特數據的增強處理不限于此，并且作為替代可以使得首先執(zhí)行強度分布的轉換，并且然后執(zhí)行到8比特數據的轉換。

在步驟S108中，增強處理單元305獲取層析圖像的原始數據中的除了視網膜區(qū)域以外的區(qū)域的直方圖。如圖5B中所示出的，獲取的除了視網膜區(qū)域以外的區(qū)域的直方圖具有比視網膜區(qū)域的直方圖的寬度小的寬度Wb，并且中心位置Pb處的亮度低于視網膜區(qū)域的直方圖中的亮度。當在不改變直方圖的形狀的情況下將這個數據轉換為能夠由顯示器310顯示的8比特整型數據時，玻璃體區(qū)域Vi和脈絡膜區(qū)域Co將被顯示為幾乎黑色的圖像，如圖6C中所示出的。為了避免這個，增強處理單元305設定對比度轉換量Ec和強度轉換量Eb使得直方圖的寬度Wb被轉換為期望寬度Wv并且直方圖的中心位置Pb被轉換為期望位置Pv(步驟S109)。如圖5B中所示出的，強度在玻璃體和脈絡膜區(qū)域中比在視網膜區(qū)域中更低。因此，對于除了視網膜區(qū)域以外的區(qū)域的對比度轉換量Ec和強度轉換量Eb通常比對于視網膜區(qū)域的那些轉換量大。

$Ec=\frac{Wv}{Wb}---\left(4\right)$

Eb＝Pv-Pb (5)

在步驟S110中，增強處理單元305使已經由區(qū)域分割器303確定為除了視網膜區(qū)域以外的區(qū)域的玻璃體區(qū)域Vi和脈絡膜區(qū)域Co經受由等式(6)表示的對于原始強度Iv的增強處理。

Ie＝Iv×Ec+Eb (6)

這里，Ie表示增強處理之后的強度，并且是8比特整型數據。作為這個處理的結果，如圖6D中所示出的，獲得其中玻璃體區(qū)域Vi和脈絡膜區(qū)域Co的對比度高的層析圖像。因此，能夠詳細地觀察玻璃體和脈絡膜的內部結構。對32比特數據執(zhí)行的增強處理可以使得同時執(zhí)行包括對比度轉換的強度分布的轉換以及到8比特數據的轉換，如上所述。然而，對于32比特數據的增強處理不限于此，并且作為替代可以使得首先執(zhí)行強度分布的轉換，并且然后執(zhí)行到8比特數據的轉換。

在步驟S111中，增強處理單元305結合經受了步驟S107中的增強處理的視網膜區(qū)域Re的圖像和經受了步驟S110中的增強處理的玻璃體區(qū)域Vi和脈絡膜區(qū)域Co的圖像，以便產生單個8比特整型格式層析圖像。如圖6E中所示出的，步驟S111中產生的層析圖像的對比度不僅在視網膜區(qū)域Re中高而且在玻璃體區(qū)域Vi和脈絡膜區(qū)域Co中也高，使得能夠詳細地觀察視網膜、玻璃體和脈絡膜的內部結構。增強處理單元305將所產生的層析圖像輸出到顯示控制器304，并且顯示控制器304在顯示器310上顯示經受了增強處理的層析圖像(步驟S112)。

在該示例中，圖像分析器302檢測層析圖像的原始數據中的視網膜、玻璃體和脈絡膜之間的邊界。然而，可以在不執(zhí)行檢測的情況下使區(qū)域經受不同的增強處理。例如，區(qū)域分割器303可以將層析圖像的原始數據分割成多個區(qū)域，并且確定每個區(qū)域是否包括視網膜、玻璃體和脈絡膜中的任何一個?；诖_定的結果，確定每個區(qū)域是視網膜區(qū)域還是除了視網膜區(qū)域以外的區(qū)域。因此，區(qū)域可以經受不同的增強處理。

在本實施例中，通過將層析圖像的原始數據分割成兩個組：視網膜區(qū)域和除了視網膜區(qū)域以外的區(qū)域，來執(zhí)行增強處理。然而，作為替代可以使作為視網膜區(qū)域、玻璃體區(qū)域和脈絡膜區(qū)域的三個區(qū)域分別經受不同的增強處理。此外，可以指定視網膜上的特別亮的色素上皮區(qū)域或特別暗的鞏膜區(qū)域，并且指定的區(qū)域可以經受不同的增強處理。雖然在本實施例的增強處理中原始強度經受線性轉換，但是增強處理不限于線性轉換。例如，可以通過使用具有任何曲線(諸如伽馬曲線或S曲線)的轉換函數來轉換原始強度。

在本實施例中，分別地獲取視網膜區(qū)域的直方圖以及除了視網膜區(qū)域以外的區(qū)域的直方圖，并且基于每個直方圖確定對比度轉換量和強度轉換量。然而，可替代地，可以從層析圖像的原始數據獲取單個直方圖，并且可以基于單個直方圖確定對于每個區(qū)域的對比度轉換量和強度轉換量。例如，獲取圖像的整個區(qū)域的直方圖，并且基于所獲取的直方圖確定對于視網膜區(qū)域的對比度轉換量和強度轉換量。接下來，通過使用特定等式增大對于視網膜區(qū)域的對比度轉換量和強度轉換量，并且將增大的轉換量應用于除了視網膜區(qū)域以外的區(qū)域。在這種情況下，僅需要執(zhí)行直方圖計算一次。

對于增強處理單元305沒有特別的限制，只要通過使用比用來轉換多個區(qū)域中的另一區(qū)域的強度分布的轉換量大的轉換量來轉換多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域的強度分布即可。增強處理單元305可以被配置為轉換具有相對低強度分布的至少包括玻璃體的區(qū)域的強度分布，使得至少包括玻璃體的區(qū)域經受增強處理。增強處理可以是任何處理，只要轉換區(qū)域的強度分布即可。例如，增強處理單元305可以僅執(zhí)行在上述的對比度轉換和強度轉換之中的對比度轉換。增強處理可以包括區(qū)域的灰度轉換而不是對比度轉換，并且增強處理單元305可以轉換強度分布，使得灰度轉換特性的斜率(例如，伽馬)在區(qū)域之間不同。如上所述，對于具有相對低強度分布的至少包括玻璃體的區(qū)域的轉換量(諸如擴展強度分布的量和灰度轉換特性的斜率)可以比對于其它區(qū)域的轉換量大。因此，能夠詳細觀察具有不同強度分布的區(qū)域(例如，視網膜和玻璃體)的內部結構。

在本實施例中，視網膜區(qū)域和除了視網膜區(qū)域以外的區(qū)域經受不同的增強處理。因此，存在在視網膜區(qū)域與除了視網膜區(qū)域以外的區(qū)域之間的邊界處發(fā)生突然的強度改變的可能性。在詳細地觀察眼睛的內部結構時不期望這種突然的強度改變。因此，在視網膜區(qū)域和除了視網膜區(qū)域以外的區(qū)域經受不同的增強處理時，可以執(zhí)行增強處理使得對比度轉換量和強度轉換量在邊界附近的區(qū)域中逐漸地改變。

在本實施例中，增強處理單元305使視網膜區(qū)域和除了視網膜區(qū)域以外的區(qū)域經受不同的增強處理。然而，增強處理單元305可以對于所有區(qū)域執(zhí)行相同的增強處理。例如，如圖7A中所示出的，顯示器310可以包括用于對玻璃體區(qū)域執(zhí)行增強處理的玻璃體強調按鈕以及用于對脈絡膜區(qū)域執(zhí)行增強處理的脈絡膜強調按鈕。在不按這些按鈕時，層析圖像的整個區(qū)域經受相同的增強處理，并且顯示控制器304在顯示器310上顯示增強處理之后的圖像。在按下玻璃體強調按鈕時，如圖7B中所示出的，執(zhí)行用于強烈地強調玻璃體區(qū)域的增強處理，并且顯示控制器304在顯示器310上顯示增強處理之后的圖像。在按下脈絡膜強調按鈕時，如圖7C中所示出的，執(zhí)行用于強烈地強調脈絡膜區(qū)域的增強處理，并且顯示控制器304在顯示器310上顯示增強處理之后的圖像。上述的處理允許醫(yī)生僅在必要時看到其中強調期望區(qū)域的圖像并且觀察期望部分的內部結構。

現在將描述通過使用轉換量轉換眼前部的層析圖像的多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域的強度分布的過程，該轉換量比用來轉換多個區(qū)域中的另一個區(qū)域的強度分布的轉換量大。

現在將參考圖8描述在根據本實施例的光學相干層析成像設備中將眼前部的層析圖像分割成多個區(qū)域并且對區(qū)域中的每一個執(zhí)行強度和對比度調節(jié)的過程。圖8為根據本實施例的將眼前部的層析圖像分割成多個區(qū)域之后執(zhí)行增強處理的操作的示例的流程圖。

首先，在步驟S201中，重建單元301產生眼前部的層析圖像的原始數據并且將產生的層析圖像的原始數據輸出到圖像分析器302。圖像分析器302分析層析圖像的原始數據并且在層析圖像上檢測在空氣與角膜表面之間的邊界以及虹膜角膜角部(步驟S202)。所檢測的信息被輸出到區(qū)域分割器303，并且區(qū)域分割器303基于所檢測的信息將層析圖像分割成三個區(qū)域，其為空氣區(qū)域Ai、眼睛區(qū)域Ey和虹膜角膜角區(qū)域An(步驟S203)。區(qū)域分割器303確定彼此分割開的三個區(qū)域中的每一個是虹膜角膜角區(qū)域還是除了虹膜角膜角區(qū)域以外的區(qū)域(步驟S204)。這里，確定虹膜角膜角區(qū)域An為虹膜角膜角區(qū)域而且空氣區(qū)域Ai和排除虹膜角膜角區(qū)域的眼睛區(qū)域Ey為除了虹膜角膜角區(qū)域以外的區(qū)域。由區(qū)域分割器303確定為虹膜角膜角區(qū)域的區(qū)域經受從步驟S205開始的處理流程。由區(qū)域分割器303確定為除了虹膜角膜角區(qū)域以外的區(qū)域的區(qū)域經受從步驟S208開始的處理流程。

在步驟S205中，增強處理單元305獲取層析圖像的原始數據中的除了虹膜角膜角區(qū)域以外的區(qū)域的直方圖。獲取的除了虹膜角膜角區(qū)域以外的區(qū)域的直方圖具有小寬度Wa，并且中心位置Pa處的亮度低。層析圖像的原始數據為32比特浮點數據。在不改變直方圖的形狀的情況下將這個數據轉換為能夠由顯示器310顯示的8比特整型數據時，將獲得其中排除虹膜角膜角區(qū)域的眼睛區(qū)域Ey的對比度極低的圖像。為了避免這個，增強處理單元305設定對比度轉換量Ec和強度轉換量Eb，使得直方圖的寬度Wa被轉換為期望寬度Wc并且直方圖的中心位置Pa被轉換為期望位置Pc(步驟S206)。

$Ec=\frac{Wc}{Wa}---\left(7\right)$

Eb＝Pc-Pa (8)

在步驟S207中，增強處理單元305使已經由區(qū)域分割器303確定為除了虹膜角膜角區(qū)域以外的區(qū)域的區(qū)域經受由等式(9)表示的對于原始強度Ic的增強處理。

Ie＝Ic×Ec+Eb (9)

這里，Ie表示增強處理之后的強度，并且是8比特整型數據。作為這個處理的結果，獲得其中排除虹膜角膜角區(qū)域的眼睛區(qū)域Ey的對比度高的層析圖像。因此，能夠詳細地觀察例如角膜的內部結構。

在步驟S208中，增強處理單元305獲取層析圖像的原始數據中的虹膜角膜角區(qū)域的直方圖。獲取的虹膜角膜角區(qū)域的直方圖具有比除了虹膜角膜角區(qū)域以外的區(qū)域的直方圖的寬度小的寬度Wb，并且中心位置Pb處的亮度低于除了虹膜角膜角區(qū)域以外的區(qū)域的直方圖中的亮度。在不改變直方圖的形狀的情況下將這個數據轉換為能夠由顯示器310顯示的8比特整型數據時，虹膜角膜角區(qū)域An將被顯示為幾乎黑色的圖像。為了避免這個，增強處理單元305設定對比度轉換量Ec和強度轉換量Eb使得直方圖的寬度Wb被轉換為期望寬度Wn并且直方圖的中心位置Pb被轉換為期望位置Pn(步驟S209)。強度在虹膜角膜角區(qū)域中比在除了虹膜角膜角區(qū)域以外的區(qū)域中更低。因此，對于虹膜角膜角區(qū)域的對比度轉換量Ec和強度轉換量Eb通常比對于除了虹膜角膜角區(qū)域以外的區(qū)域的那些轉換量大。

$Ec=\frac{Wn}{Wb}---\left(10\right)$

Eb＝Pn-Pb (11)

在步驟S210中，增強處理單元305使已經由區(qū)域分割器303確定為虹膜角膜角區(qū)域的虹膜角膜角區(qū)域An經受由等式(12)表示的對于原始強度In的增強處理。

Ie＝In×Ec+Eb (12)

這里，Ie表示增強處理之后的強度，并且是8比特整型數據。作為這個處理的結果，獲得其中虹膜角膜角區(qū)域An的對比度高的層析圖像。因此，能夠詳細地觀察虹膜角膜角部的內部結構。在步驟S211中，增強處理單元305將步驟S207中經受了增強處理的除了虹膜角膜角區(qū)域以外的區(qū)域的圖像和步驟S210中經受了增強處理的虹膜角膜角區(qū)域An的圖像結合，以便產生單個8比特整型格式層析圖像。步驟S211中產生的層析圖像的對比度不僅在排除虹膜角膜角區(qū)域An的眼睛區(qū)域Ey中高而且在虹膜角膜角區(qū)域An中也高，使得能夠詳細地觀察包括虹膜角膜角部的眼睛的內部結構。增強處理單元305將所產生的層析圖像輸出到顯示控制器304，并且顯示控制器304在顯示器310上顯示經受了增強處理的層析圖像(步驟S212)。

在該示例中，圖像分析器302檢測層析圖像的原始數據中的空氣和角膜表面之間的邊界以及虹膜角膜角部。然而，區(qū)域可以在不執(zhí)行檢測的情況下經受不同的增強處理。例如，區(qū)域分割器303可以將層析圖像的原始數據分割成多個區(qū)域，并且確定每個區(qū)域是否包括空氣、除了虹膜角膜角部以外的眼睛部分和虹膜角膜角部中的任何一個?；诖_定的結果，確定每個區(qū)域是虹膜角膜角區(qū)域還是除了虹膜角膜角區(qū)域以外的區(qū)域。因此，區(qū)域可以經受不同的增強處理。

在本實施例中，通過將層析圖像的原始數據分割成兩個組：虹膜角膜角區(qū)域和除了虹膜角膜角區(qū)域An以外的區(qū)域，來執(zhí)行增強處理。然而，作為替代可以使作為空氣區(qū)域、排除虹膜角膜角區(qū)域的眼睛區(qū)域和虹膜角膜角區(qū)域的三個區(qū)域分別經受不同的增強處理。此外，可以指定能夠在層析圖像中觀察的鞏膜、前房、晶狀體、睫狀體或玻璃體，并且指定的區(qū)域可以經受不同的增強處理。特別地，雖然眼睛外部的空氣區(qū)域出現在眼前部的層析圖像中，但是空氣區(qū)域不用于診斷。因此，可以減小對于空氣區(qū)域的對比度轉換量和強度轉換量?？商娲兀梢允÷詫τ诳諝鈪^(qū)域的增強處理。

如上所述，層析圖像被分割成多個區(qū)域，并且每個區(qū)域經受對應的增強處理。因此，能夠增大每個區(qū)域中的對比度，并且能夠詳細地觀察多個部分的內部結構。

現在將描述在光學相干層析成像設備中將層析圖像的原始數據分割成多個區(qū)域并且對基于指向裝置的操作指定的區(qū)域調節(jié)強度和對比度的過程。

視網膜中的指定區(qū)域的增強處理

重建單元301產生視網膜的層析圖像的原始數據并且將產生的層析圖像的原始數據輸出到圖像分析器302。圖像分析器302分析所接收的層析圖像的原始數據并且在層析圖像上檢測在玻璃體與視網膜之間的邊界以及在視網膜與脈絡膜之間的邊界，如圖4中所示出的。檢測的邊界信息被輸出到區(qū)域分割器303，并且區(qū)域分割器303基于所接收的邊界信息將層析圖像分割成三個區(qū)域，其為玻璃體區(qū)域Vi、視網膜區(qū)域Re和脈絡膜區(qū)域Co。增強處理單元305使層析圖像的原始數據的整體經受增強處理。處理的層析圖像顯示在顯示器310上。如圖9A中所示出的，顯示器310不僅顯示層析圖像而且顯示指明由指向裝置指定的位置的光標Y。當在指向裝置的光標Y顯示在層析圖像上的同時執(zhí)行拖曳操作(其為在按下指向裝置上的按鈕(未示出)的同時移動指向裝置的操作)時，執(zhí)行下面的操作。

首先，從三個區(qū)域中選擇光標Y所位于的區(qū)域。當確定光標Y在玻璃體區(qū)域Vi中時，如圖9C中所示出的，增強處理單元305基于指向裝置的操作信號來對玻璃體區(qū)域Vi執(zhí)行增強處理。當確定光標Y在視網膜區(qū)域Re中時，如圖9B中所示出的，增強處理單元305基于指向裝置的操作信號來對視網膜區(qū)域Re執(zhí)行增強處理。當確定光標Y在脈絡膜區(qū)域Co中時，如圖9D中所示出的，增強處理單元305基于指向裝置的操作信號來對脈絡膜區(qū)域Co執(zhí)行增強處理。

在本實施例中，鼠標用作指向裝置。然而，作為替代可以使用其它指向裝置，諸如操縱桿、觸摸板、軌跡球、觸摸面板以及鐵筆。此外，可以基于指向裝置的除了位置指定操作以外的任何操作(諸如滾輪操作或滑動操作)而不是拖曳操作產生的操作信號來執(zhí)行增強處理。

在本實施例中，基于光標Y的位置確定待增強的區(qū)域。然而，可以由其它方法指定待增強的區(qū)域。例如，如圖9E中所示出的，區(qū)域選擇按鈕Z可以顯示在顯示器310上，并且可以基于區(qū)域選擇按鈕Z的選擇結果確定待經受增強處理的區(qū)域。

眼前部中的指定區(qū)域的增強處理

首先，重建單元301產生眼前部的層析圖像的原始數據并且將產生的層析圖像的原始數據輸出到圖像分析器302。圖像分析器302分析層析圖像的原始數據并且在層析圖像上檢測在空氣與角膜表面之間的邊界以及虹膜角膜角部。檢測的信息被輸出到區(qū)域分割器303，并且區(qū)域分割器303基于所檢測的信息將層析圖像分割成三個區(qū)域，其為空氣區(qū)域Ai、眼睛區(qū)域Ey和虹膜角膜角區(qū)域An。增強處理單元305使層析圖像的原始數據的整體經受增強處理。處理的層析圖像顯示在顯示器310上。顯示器310不僅顯示經受了增強處理的層析圖像而且顯示指明由指向裝置指定的位置的光標Y。當在指向裝置的光標Y顯示在層析圖像上的同時執(zhí)行拖曳操作(其為在按下指向裝置上的按鈕(未示出)的同時移動指向裝置的操作)時，執(zhí)行下面的操作。

首先，從三個區(qū)域中選擇光標Y所位于的區(qū)域。當確定光標Y在眼睛區(qū)域Ey中時，增強處理單元305基于指向裝置的操作信號來對眼睛區(qū)域Ey執(zhí)行增強處理。當確定光標Y在虹膜角膜角區(qū)域An中時，增強處理單元305基于指向裝置的操作信號來對虹膜角膜角區(qū)域An執(zhí)行增強處理。當確定光標Y在空氣區(qū)域Ai中時，增強處理單元305不對空氣區(qū)域Ai執(zhí)行增強處理。這是因為沒有成像目標存在于空氣中并且空氣區(qū)域Ai不用于診斷。

如上所述，通過對層析圖像的指定區(qū)域執(zhí)行增強處理，能夠獲得其中僅強調期望區(qū)域的圖像，并且能夠詳細地觀察期望部分的內部結構。

其它實施例

本發(fā)明的實施例還可以通過讀出和執(zhí)行記錄在存儲介質(例如，非暫時的計算機可讀的存儲介質)上的計算機可執(zhí)行指令以便執(zhí)行本發(fā)明的上述實施例(或多個實施例)中的一個或更多個的功能的系統(tǒng)或設備的計算機來實現，以及可以通過由系統(tǒng)或設備的計算機執(zhí)行的方法通過例如從存儲介質讀出和執(zhí)行計算機可執(zhí)行指令以便執(zhí)行上述的實施例(或多個實施例)中的一個或更多個的功能來實現。計算機可以包括中央處理單元(CPU)、微處理單元(MPU)或其它電路中的一種或更多種，并且可以包括單獨的計算機或單獨的計算機處理器的網絡。計算機可執(zhí)行指令可以例如從網絡或存儲介質被提供給計算機。存儲介質可以包括例如硬盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、分布式計算系統(tǒng)的存儲、光盤(諸如緊致盤(CD)、數字多功能盤(DVD)或藍光盤(BD)^TM)、閃速存儲器件、存儲卡等中的一種或更多種。

其它實施例

本發(fā)明的實施例還可以通過如下的方法來實現，即，通過網絡或者各種存儲介質將執(zhí)行上述實施例的功能的軟件(程序)提供給系統(tǒng)或裝置，該系統(tǒng)或裝置的計算機或是中央處理單元(CPU)、微處理單元(MPU)讀出并執(zhí)行程序的方法。

雖然已經參考示例性實施例描述了本發(fā)明，但是應當理解，本發(fā)明不限于所公開的示例性實施例。以下權利要求的范圍將被給予最寬的解釋從而包括所有這樣的修改、等同的結構與功能。