OCT参考臂光程判定调节方法、装置、存储介质及终端与流程

本发明涉及医学成像技术领域，尤其涉及的是一种基于图像反馈的oct参考臂光程判定调节方法、装置、存储介质及终端。

背景技术：

光学相干层析成像技术(opticalcoherencetomography，简称oct)与已有的层析成像技术(x光ct、核磁共振ct和超声ct)比较，oct具有不接触、无损伤、成像清晰等优点。oct技术在医学领域得到广泛的应用，可用于眼科、皮肤科、耳科、心血管等的一些疾病的早期诊断。在材料和基础研究中也有广泛的应用。

将oct技术拓展到对生物组织进行成像时，其利用光学干涉原理进行成像，简单地说就是将光源发出的光线分成两束，一束发射到被测物体(例如眼底组织)，这段光束被称为样品臂，另一束发射到参照反光镜，称为参考臂，把从组织(样品臂)和从反光镜(参考臂)反射回来的两束光信号叠加，当样品臂和参考臂的光路长度一致时，就会发生干涉；通过光电传感器将光干涉信号转换电信号，再将电信号采集成数据后处理，就可以生成被检测组织的层析图像。

基于光干涉成像原理，参考臂和样品臂需处于共轭状态，参考臂、样品臂光路行程长度一致时，oct系统才能获取到最优的成像效果。而现有oct系统中，参考臂与样品臂光程是通过手动或电动调整共轭的，当样品臂的某一参数发生改变即样品臂的长度发生改变，例如更换样品臂时，参考臂和样品臂就不能产生干涉现象，需要重新调整参考臂。无论是手动或电动调整参考臂，oct系统参考臂光程调节都要求操作人员要具备oct成像系统的相关专业知识，对于操作人员来说，操作不便而且调节过程麻烦。

因此，现有的技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种oct参考臂光程判定调节方法、装置、存储介质及终端，旨在解决现有的oct系统中，参考臂调整要求操作人员需要具备oct成像系统的相关专业知识，调整操作不便且调节过程麻烦的问题。

本发明的技术方案如下：一种oct参考臂光程判定调节方法，其中，具体包括以下步骤：

s10：依次获取参考臂从一个极限端点移动到另一个极限端点过程中oct系统生成的多幅层析图像；

s20：对依次获取的层析图像进行逐一处理，从每幅层析图像中抽取若干列放置到行列数组中；

s30：构建包括期望和标准差的正态分布数组；

s40：通过行列数组和正态分布数组求出参考臂在移动到与该幅层析图像对应的位置时参考臂和样品臂的光程相等程度数；

s50：将得到的相等程度数放入相等程度数组中；

s60：判断是否已经对参考臂从一个极限端点移动到另一个极限端点过程中oct系统生成的多幅层析图像全部采集并处理完毕，是，则跳转至s70，否则跳转至s20；

s70：从相等程度数组中查找出相等程度数的最大值所在的索引；

s80：通过相等程度数的最大值所在的索引和相等程度数组的长度求出等光程所在的行程百分比；

s90：通过两个极限端点以及行程百分比计算出使参考臂与样品臂光程相等的位置并输出。

所述的oct参考臂光程判定调节方法，其中，所述参考臂从一个极限端点恒速移动到另一个极限端点。

所述的oct参考臂光程判定调节方法，其中，所述正态分布数组的期望和标准差与层析图像的行数相关。

所述的oct参考臂光程判定调节方法，其中，所述s80中，行程百分比的计算公式如下：，其中，n为相等程度数组的长度，index为相等程度最大值所在的索引。

所述的oct参考臂光程判定调节方法，其中，所述s90中，参考臂与样品臂光程相等的位置的计算公式如下：，其中p1为一个极限端点，p2为另一个极限端点。

所述的oct参考臂光程判定调节方法，其中，所述s40中，相等程度数的计算公式如下：，其中row为层析图像行数，col为层析图像抽取的列数，normal[i]为正态分布数组，input[j][i]为储存从层析图像中抽取的若干列数据的行列数组。

一种采用如上述任一所述的oct参考臂光程判定调节方法的装置，其中，包括：

层析图像获取模块，依次获取参考臂从一个极限端点移动到另一个极限端点过程中oct系统生成的多幅层析图像；

行列数组模块,对依次获取的层析图像进行逐一处理，从每幅层析图像中抽取若干列放置到行列数组中；

正态分布数组模块，构建包括期望和标准差的正态分布数组；

相等程度数模块，通过行列数组和正态分布数组求出参考臂在移动到与该幅层析图像对应的位置时参考臂和样品臂光程相等程度数；

相等程度数组模块，将得到的相等程度数放入相等程度数组中；

判断模块，判断是否已经对参考臂从一个极限端点移动到另一个极限端点过程中oct系统生成的多幅层析图像全部采集并处理完毕；

索引查找模块，从相等程度数组中查找出相等程度数的最大值所在的索引；

行程百分比计算模块，通过相等程度数的最大值所在的索引和相等程度数组的长度求出等光程所在的行程百分比；

光程相等位置计算模块，通过两个极限端点以及行程百分比计算出使参考臂与样品臂光程相等的位置并输出。

所述的装置，其中，所述参考臂通过电动光学延时线带动从一个极限端点恒速移动到另一个极限端点。

一种终端，其中，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，用于执行上述任一项所述的方法。

一种存储介质，其中，所述存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述任一项所述的方法。

本发明的有益效果：本发明通过提供一种oct参考臂光程判定调节方法、装置、存储介质及终端，在参考臂光程恒速变化过程中，记录根据实时反馈图像计算出的光程相等程度，再用记录的光程相等程度数据查找运算出最优光程相等位置，通过调节参考臂光程使其与样品臂光程相等；通过抽取层析图像中间若干列与特定正态分布数组乘积后求和，得出的数值就是光程相等程度，该算法具有运算速度快、占用内存少、反映样品图像在整个层析图像指定位置相关程度的特点；只需启动一次光程调节，不需要专业人员就可快速自动地调节好参考臂，便可获得最优干涉的oct层析图像，减少了相关使用人员的操作难度。

附图说明

图1是本发明中oct参考臂光程判定调节方法的步骤流程图。

图2是本发明中oct系统采集的层析图像示意图。

图3是本发明中装置的示意图。

图4是本发明中电动光学延时线的结构示意图。

图5是本发明中终端的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，一种基于图像反馈的oct参考臂光程判定调节方法，具体包括以下步骤：

s0：开始调节，等待oct系统发出调节参考臂信号。

s1：预设参考臂移动的两个极限端点，驱动参考臂从一个极限端点移动到另一个极限端点，依次采集在参考臂移动过程中oct系统生成的多幅层析图像。

其中，当样品臂改变时，参考臂调节的最佳位置在两个极限端点之间。参考图4所示，读取正负极限两端点值，驱动参考臂的反射镜使其从正负极限的一端恒速（为了保证采样的均匀性）运行到另一端，同时启动采集oct系统生成的层析图像，转到s2。

s2：对依次采集的层析图像（如图2所示，层析图像竖向对应检测样品的纵深方向）进行逐一处理，若层析图像尺寸为row行和c列，从图像中间抽取row行和col列（col列少于c列）放置到数组input[col][row]中，转到s3。

s3：构建一个期望为μ和标准差为σ的正态分布数组normal[row]，期望μ和标准差σ与row相关，可使调节结束后检查样品图像处于层析图像的理想位置（例如，μ=0.5xrow，σ=0.125xrow），转到s4。

s4：根据参考臂与样品臂光程相等时干涉信号最强且层析图像亮度最强的原理，通过以下公式根据input[col][row]和normal[row]求出参考臂在移动到与该幅层析图像对应的位置时参考臂和样品臂光程相等程度数e，相等程度数e同时也反映样品图像位于层析图像指定位置的程度，公式为，转到s5。

s5：将相等程度数e放进相等程度数组earray[n]中，转到s6。

s6：判断参考臂是否运动到极限点p2（即oct系统生成的层析图像是否已经全部采集并处理完毕），若未到达则转到s2，若已经到达则转到s7。

s7：从相等程度数组earray[n]中，查找出相等程度数e的最大值所在的索引index，转到s8。

s8：由公式求出等光程所在的行程百分比delta，转到s9。

s9：由公式计算出使参考臂与样品臂光程最可能相等的位置pe，转到s10。

s10：驱动参考臂使其定位到pe点从而使参考臂与样品臂处于最优等光程状态。

如图3所示，一种采用如上述所述的基于图像反馈的oct参考臂光程判定调节方法的装置，包括：

层析图像获取模块100，依次获取参考臂从一个极限端点移动到另一个极限端点过程中oct系统生成的多幅层析图像；

行列数组模块200，对依次获取的层析图像进行逐一处理，从每幅层析图像中抽取若干列放置到行列数组中；

正态分布数组模300，构建包括期望和标准差的正态分布数组；

相等程度数模块400，通过行列数组和正态分布数组求出参考臂在移动到与该幅层析图像对应的位置时参考臂和样品臂光程相等程度数；

相等程度数组模块500，将得到的相等程度数放入相等程度数组中；

判断模块600，判断是否已经对参考臂从一个极限端点移动到另一个极限端点过程中oct系统生成的多幅层析图像全部采集并处理完毕；

索引查找模块700，从相等程度数组中查找出相等程度数的最大值所在的索引；

行程百分比计算模块800，通过相等程度数的最大值所在的索引和相等程度数组的长度求出等光程所在的行程百分比；

光程相等位置计算模块900，通过两个极限端点以及行程百分比计算出使参考臂与样品臂光程相等的位置并输出。

在某些具体实施例中，所述参考臂通过电动光学延时线带动从一个极限端点移动到另一个极限端点，所述电动光学延时线包括第一极限安装部101、第二极限安装部102、丝杆103、滑块104、电机105，其中一个极限端点设置在第一极限安装部101上，另一个极限端点设置在第二极限安装部102上，丝杆103的一端安装在第一极限安装部101上，丝杆103的另一端穿过第二极限安装部102与电机105连接，由电机105带动转动，滑块104设置在丝杆103上并随丝杆103的转动沿丝杆103前后移动，所述参考臂的反射镜106设置在滑块104上，在第一极限安装部101上设置有光纤及准直器107：启动电机105，带动丝杆103转动，使滑块104带动参考臂的反射镜106沿丝杆103从一个极限端点恒速移动到另一个极限端点，oct系统射出的光线经过光纤及准直器107的传输射向参考臂的反射镜106后折返到oct系统，从而实现层析图像的采集。

通过使用一个电动光学延迟线作为oct系统的参考臂光程调节装置，通过控制光学延迟线运行、定位、停止，使得oct系统可以通过电信号控制参考臂的光程恒速增加或减少；通过电信号获取到光学延迟线的正负极限位置数值。

本技术方案中相对于现有技术，具有以下优点：

（1）本技术方案仅需一个启动调节参考臂的信号，就可使参考臂调节到和样品臂最相等的状态；使得oct系统在样品臂的参数改变后，不需要专业人员就可快速自动地调节好参考臂，获得最优的干涉信号和oct成像效果，减少了相关使用人员的操作难度。

（2）本技术方案通过抽取层析图像中间若干列与特定正态分布数组乘积后求和，得出的数值就是光程相等程度；该算法具有运算速度快、占用内存少、反映样品图像在整个层析图像指定位置相关程度的特点。

（3）本技术方案提出将电动光学延迟线作为oct系统调节参考臂光程的元件，这样oct系统就可以控制参考臂光程恒速变化和调节到指定的位置。

（4）本技术方案提出在参考臂光程恒速变化过程中，记录根据实时反馈图像计算出的光程相等程度，再用记录的光程相等程度数据查找运算出最优光程相等位置，通过电动光学延迟线调节参考臂光程使其与样品臂光程相等。

请参照图5，本发明实施例还提供一种终端。如示，终端b300包括处理器b301和存储器b302。其中，处理器b301与存储器b302电性连接。处理器b301是终端b300的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端的各个部分，通过运行或调用存储在存储器b302内的计算机程序，以及调用存储在存储器b302内的数据，执行终端的各种功能和处理数据，从而对终端b300进行整体监控。

在本实施例中，终端b300中的处理器b301会按照如下的步骤，将一个或一个以上的计算机程序的进程对应的指令加载到存储器b302中，并由处理器b301来运行存储在存储器b302中的计算机程序，从而实现各种功能：依次获取参考臂从一个极限端点移动到另一个极限端点过程中oct系统生成的多幅层析图像；对依次获取的层析图像进行逐一处理，对依次获取的层析图像进行逐一处理，从每幅层析图像中抽取若干列放置到行列数组中；构建包括期望和标准差的正态分布数组；通过行列数组和正态分布数组求出参考臂在移动到与该幅层析图像对应的位置时参考臂和样品臂光程相等程度数；将得到的相等程度数放入相等程度数组中；判断是否已经对参考臂从一个极限端点移动到另一个极限端点过程中oct系统生成的多幅层析图像全部采集并处理完毕，是则继续下一步，否则继续对下一幅层析图像进行上述层析图像处理过程；从相等程度数组中查找出相等程度数的最大值所在的索引；通过索引和相等程度数组的长度求出等光程所在的行程百分比；通过两个极限端点以及行程百分比计算出使参考臂与样品臂光程相等的位置并输出。

存储器b302可用于存储计算机程序和数据。存储器b302存储的计算机程序中包含有可在处理器中执行的指令。计算机程序可以组成各种功能模块。处理器b301通过调用存储在存储器b302的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理。

本申请实施例提供一种存储介质，所述计算机程序被处理器执行时，执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法，以实现以下功能：依次获取参考臂从一个极限端点移动到另一个极限端点过程中oct系统生成的多幅层析图像；对依次获取的层析图像进行逐一处理，从每幅层析图像中抽取若干列放置到行列数组中；构建包括期望和标准差的正态分布数组；通过行列数组和正态分布数组求出参考臂在移动到与该幅层析图像对应的位置时参考臂和样品臂光程相等程度数；将得到的相等程度数放入相等程度数组中；判断是否已经对参考臂从一个极限端点移动到另一个极限端点过程中oct系统生成的多幅层析图像全部采集并处理完毕，是则继续下一步，否则继续对下一幅层析图像进行上述层析图像处理过程；从相等程度数组中查找出相等程度数的最大值所在的索引；通过索引和相等程度数组的长度求出等光程所在的行程百分比；通过两个极限端点以及行程百分比计算出使参考臂与样品臂光程相等的位置并输出。其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（staticrandomaccessmemory,简称sram），电可擦除可编程只读存储器（electricallyerasableprogrammableread-onlymemory,简称eeprom），可擦除可编程只读存储器（erasableprogrammablereadonlymemory,简称eprom），可编程只读存储器（programmablered-onlymemory,简称prom），只读存储器（read-onlymemory,简称rom），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。