南京航空航天大学 机电学院, 江苏 南京 210016
针对裂隙灯转鼓的光学装校, 提出一种数字化装校方法。该方法采用透射式装校系统原理, 在检测光路前后加入十字线, 通过观察2个十字线在CCD图像中的成像来判断装校质量, 最后通过图像处理得到数字化信息。通过提取2个十字线的中点坐标, 判断转鼓光学系统的光轴是否一致; 通过提取CCD图像的清晰度大小, 判断转鼓光学系统是否对焦。利用该方法对转鼓进行装校, 结果表明: 该方法是一种利用图像处理技术将装校位置信息转化为数字信息的数字化方法, 通过数字图像分析装校误差在0.1 mm以内。
光学装校 数字化 裂隙灯 转鼓 optical alignment digital slit lamp rotating drum
南京航空航天大学机电学院 数字医疗装备实验室, 江苏 南京 210016
为解决眼底相机在进行视网膜疾病筛查时视场角较小的问题,设计了一种基于角膜接触眼底镜、利用多环光纤实现广域照明的视网膜广域成像系统。对该系统所采用的眼模型、广域成像及照明方式等进行了研究。首先,为实现系统充分照明,设计了多环光纤照明结构;接着为模拟人眼广域成像原理,结合婴幼儿眼球结构特点建立了Escudero-Sanz大视场眼模型;然后设计了角膜接触眼底镜,采用像差小、折射率大的非球面设计,满足大视场的要求;最后搭建了实验平台。实验结果表明：设计的角膜接触眼底镜可以实现85°视场的广域成像，采用多环光纤光线照明可以得到较清晰的视网膜及其周边血管图像。
应用光学 视网膜 广域成像 照明 眼模型 角膜接触眼底镜 applied optics retina wide angle imaging illumination eye model corneal contact lens
南京航空航天大学机电学院, 江苏 南京 210016
立体匹配是计算机视觉领域研究的重点,大部分立体匹配方法都是将图像当作数字信息进行数学计算,缺少与实际人眼视觉特征的联系。结合人眼的同心圆拮抗式感受野以及符合人眼特性的HSI色彩空间模型对原自适应支持权重(ASW)算法的权重计算进行了改进,并通过左右一致性校验和中值滤波方法进行视差优化。在VS2010平台对几组国际标准图像进行测试,结果表明,相比原始ASW算法,该方法在低纹理区域、深度不连续区域的匹配精度都有所提高,根据测试图像的不同,提高程度在10%至20%不等,总体匹配精度和近年主流局部匹配方法相当。
图像处理 立体匹配 自适应支持权重 HSI色彩空间 视觉特性 激光与光电子学进展
2018, 55(3): 031013
南京航空航天大学 机电学院，江苏 南京 210016
针对传统眼底照相机检查不到视网膜边缘的缺陷，提出一种基于Volk角膜接触透镜的免散瞳广域视网膜成像系统。照明充分时，Volk镜头能够达到130°以上的视场。在传统眼底相机的基础上改进照明方式,采用外部环形光纤照明的方式实现视网膜广域照明。增大入射角度消除鬼像的影响，同时避免由环形照明方式导致的中心区域的暗斑现象，被照亮的眼底图像经过接目物镜组消除眼角膜反射造成的杂光并采用手动调焦的方式在CMOS相机上成现清晰的像。图像采集使用(2/3)英寸板面彩色CMOS相机并且实时上传至电脑客户端进行分析、处理、存档等操作，经过后期图像处理后可为各类眼科疾病的诊断、筛查提供清晰、客观的依据。
广域成像 视网膜图像采集 环形照明 wide-area imaging retinal image acquisition annular illumination
1 上海工程技术大学机械工程学院, 中国 上海 201620
2 南京航空航天大学机电学院, 江苏 南京 210016
3 江苏省中医院眼科中心, 江苏 南京 210029
为分割出眼底图像中的视盘, 构建基于眼底图像的计算机辅助诊断系统, 提出了一种基于视网膜主血管方向的视盘定位及提取方法。首先, 利用Otsu阈值分割眼底图像R通道获取视盘候选区域; 然后利用彩色眼底图像的HSV空间的H通道提取视网膜主血管并确定主血管方向; 在此基础上, 通过在方向图内寻找出对加权匹配滤波器响应值最高的点确定视盘中心位置; 最后, 利用该位置信息从视盘候选区域中“挑选”出真正的视盘。利用该方法对100幅不同颜色、不同亮度的眼底图像进行视盘分割, 得到准确率98%, 平均每幅图像处理时间1.3 s。结果表明: 该方法稳定可靠, 能快速、有效分割出眼底图像中的视盘。
眼底图像 视盘 图像分割 Otsu阈值分割 fundus images optic disc image segmentation Otsu threshold
1 上海工程技术大学机械工程学院， 上海 201620
2 南京航空航天大学机电学院， 江苏 南京 210016
3 江苏省中医院眼科中心， 江苏 南京 210029
为实现糖尿病视网膜病变（糖网）的自动筛查，建立了基于免散瞳眼底图像的糖网自动筛查方法。该方法包括视盘定位及提取、糖网白色病灶（硬性渗出、棉绒斑）自动检测以及微动脉瘤与视网膜内出血的自动检测。在此基础上设计并实现了基于免散瞳眼底图像的糖网自动筛查系统。利用已实现的系统对临床采集的7 687个样本共15 374幅眼底图像进行糖网自动筛查，对样本个体的检测结果为：灵敏度96.46%，特异性96.07%，平均处理时间57.87 s。测试结果表明，所构建的基于免散瞳眼底图像的糖网自动筛查系统满足英国糖尿病协会提出的糖网自动筛查标准（最低灵敏度80%，最低特异性95%）。
免散瞳眼底图像 糖尿病视网膜病变 自动检测 自动筛查 图像分割 non-dilated fundus images diabetic retinopathy automated detection automated screening image segmentation
针对目前单一地从左右立体图像进行视差估计的问题, 提出一种新的立体匹配算法, 利用离散小波变换将目标图像分解为多个子带, 针对各个子带图像实施阈值改进, 继而进行小波逆变换提高各个子带图像的匹配质量。在此基础上基于图像分割算法进行视差估计, 并结合人类视觉系统模型 HVS的噪声可见度函数将各个子带的视差图像融合为最终图像。实验结果表明, 与以往算法相比, 该算法有效提高了视差估计精度。
离散小波变换 噪声可见度函数 图像分割 立体匹配 discrete wavelet transform noise visibility function image segmentation stereo matching
对由 37单元 OKO变形镜和 140单元 BMC变形镜组成的双变形镜系统的联合校正算法做了理论分析, 通过将两个变形镜的影响函数组合, 提出了一种基于影响函数组合及动态修正的校正模型。仿真研究了 37单元 OKO单变形镜系统, 140单元 BMC单变形镜系统, 37单元 OKO变形镜和 140单元 BMC变形镜组成的双变形镜系统的闭环校正。结果表明: 一是基于影响函数动态修正法的校正效果要优于固定修正法, 二是双变形镜系统的校正效果要优于任一单变形镜系统。从而可以在现有技术条件下通过提出的算法提高自适应光学系统的校正能力。
自适应光学 双变形镜 联合校正 影响函数 动态修正 adaptive optics double deformable mirrors combined correction influence function dynamic optimization
