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1、第12卷第3期光电子技术与信息1999年6月材料与器件眼底成像处理系统的研究贾先德刘经星中国科学院安徽光机所合肥230031)(合肥恒星工贸公司合肥230001)摘要介绍了一种新型眼底成像装置及相关图像处理系统.该仪器可广泛用于多种脉络膜及眼底疾病的临床诊断和研究工作.关键词眼底成像,图像捕捉,图像变换眼底是眼睛这一感觉器官的一个重要组技术的发展,高分辨率、低照度的CCD摄,眼睛的大部分病变来自于眼底.同成部分像器件和快速的数字影像捕捉处理技术的成时眼底分布着大量的各种动静脉血管,,国外一些商家(如日本通过熟TOPCON公司),已将CC眼底脉络膜及视网膜的观察分
2、析对人体许D摄像头和数字影像处理技术用于眼底成像系统.它相对于传统胶片型眼底相多其他疾病做早期诊断和预防都有重大意.、、机有许多突出的优点,这些将在下面各节中义诸如糖尿病动静脉血栓小动脉硬化断裂、、妊娠毒血症和肿瘤等疾病,.肾病都可分别予以介绍根据眼.底的变化症状做早期的诊断和预防,1仪器的构造及工作原理特别是通过眼底荧光造影技术获得荧光素.11钠的荧光在眼底动静脉血管出现的时间、扩光学成像系统,我们所研制的眼底成像系统中的光学部散顺序和速度等参数是进行人体微循环分.,分基本结构如图1所示它主要由成像光析研究的重要方法之一因此不断利用新、.,路照明光路及活动平台
3、三大部分构成的光电子技术成就实现对眼底成像技术改进及更深入的研究工作,在临床应用及理论研究.工作中都具有重大意义传统眼底成像技术是利用光学成像系统将眼底景象成像于35mm彩色(或黑白)乳胶,经冲洗印像后还原为所需的照片。底片上,,它具有分辨率高色彩还原真实的优点但制作一张照片步骤多,费时长,且到目前为,止最好的照片连拍技术仍限于每秒三张而图1成像系统光路示意图大多数相机仍为每秒一张,这些都不利于眼底变化情况尤其是快速的眼底荧光造影技术¹转换器;º滤光镜;»光阑;¼反射镜;»中空的分析和研究[l.近年来随着光电子高新反射镜;¾补偿器;O成像面:19一一收稿日期9图
4、23第12卷第3期光电子技术与信息1999年6月图,,1中虚线部分是照明光路用来对被可三维移动的平台上通过平台移动实现取。拍摄的眼底实施照明因为人眼的巩膜是不景和粗调焦,细调焦是通过同时前后移动成透明的,,因此,D摄像头实现的.如果在CCD脉络膜又具有丰富的色素像物镜和CC.到达眼底的光线只能从瞳孔进入当观察者前面配置变焦镜头,则通过调节变焦镜头的或仪器正对着病人眼瞳孔看过去时,由于角焦距可适当改变摄像画面放大倍率,以满足,。膜前表面的强烈反光掩没了来自眼底的微分区细节观察的需要弱散射光而无法观察到眼底,所以系统要设在上述光学系统中,由于CCD摄像头计一专门的照
5、明光路.该光路主要由照明光具有低照度的特点,可以适当增大CCD前,,源、荧光激发光源、光阑和滤光镜等组成,并端光阑降低照明光强度这样可降低照明且要求到达眼底的照明光均匀、柔和、显色光对眼底的刺激,以利于较长时间对眼底情好,.在我们的况进行观察和记录,且无闪烁并有足够的光强度并且可以在照明光条件,,仪器中采用的是一种共轴式照明光学系统下直接实现对眼底图像的捕捉和记录而不,如图..即照明系统和成像系统同轴1所示需要另外配置闪光灯由于CCD直接输出,这种结构的最大优点是能有效地避开角膜反眼底视频信号经视频捕捉卡再在电脑监视.在图中,P是普通彩色,射光和杂散光(或黑器上
6、进行实时预览观察实现了所见即所得,.,白)P‘摄像用光源采用显色好的白炽灯的效果省去了在传统眼底相机中需另设观,,是荧光造影时用的照明激发光源是功率较察光路和观察窗口以供医生取景和对焦用.大、色温较低的卤素灯,在它前面置有一滤的一套复杂光学机构因此本系统在结构及,,光片其作用是只让谱线在485、50nm范工艺制造方面都较传统眼底相机简单降低围内的激发光线通过.了系统成本,两光源在几何光学位提高了整机性能的稳定性和可.,¹进行切换.靠性置上等价根据需要由转接器.,照明光P或激发光P’经聚光透镜LI成像12图像接收系统,,于光阑»处再经投射镜LZ成像于中空环如图1所
7、示光学成像系统在像面¿上,,所得到的眼底图像由接收面置于该处的形反射镜½处这样入射到眼角膜前表面瞳。孔处的光为均匀环形光束.CCD摄像头接收系统中所采用的彩色摄像由于眼角膜前表.,,CCD有效像素数面为近似凸球面反射镜因此由眼角膜前头由日本索尼公司生产,-为义582Veoo:表面反射的光束将发散而离开摄影系统光轴752(H)()图像信号采用mp,e一,和穿过中空反射镜½的眼底成像光束分离it或SVideo视频信号形式输出其电视信号的水平解像度为.这样可以在CCD像面上获得清晰的眼底图480TVL摄像头的最低像[?l.1.slx,48dB.为光照度为视频信噪比全,
8、,,一图1中实线部分为成
