一种图像黄斑中心凹定位方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及图像黄斑中心凹定位领域，尤其涉及一种图像黄斑中心凹定位方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、在视觉发育关键期内，部分个体因异常视觉经验导致单眼或双眼最佳矫正视力低于同龄正常水平，且眼部无器质性病变，同时可出现注视点偏离视网膜黄斑中心凹的“旁中心注视”现象。针对上述视觉功能状态，现有技术中采用后像增视装置进行操作：通过遮挡黄斑中心凹，使被遮挡区域在后续光刺激下形成可视窗口，用于引导注视点回归黄斑中心凹。该操作过程要求后像可视窗口能够精准形成于黄斑中心凹区域，因而需要实现黄斑凹的高精度定位。而高精度的黄斑凹定位依赖于从眼底图像中准确识别黄斑中心凹的位置，这要求所获取的眼底图像具有足够的清晰度、稳定性和正确的空间对应关系。

2、然而，在获取眼底图像的过程中，现有技术存在以下问题：现有眼底相机系统采用手动对准方式，操作员需时刻观察相机图像，主观控制仪器对准个体眼睛，调整拍摄角度和焦距，并根据成像质量反复调焦。该方法受限于操作员的主观判断，操作繁琐，且难以保证每次采集的眼底图像中黄斑中心凹都位于图像的标准参考位置，图像的一致性和可重复性差。综上，现有技术在获取眼底图像时，由于缺乏对瞳孔中心的精确、自动跟踪对准，导致所采集的眼底图像中黄斑中心凹的定位精度和稳定性不足，影响了后续基于图像进行黄斑中心凹识别的精准度。

技术实现思路

1、本发明提供了一种图像黄斑中心凹定位方法、装置、设备及存储介质，能够解决现有技术中的上述问题，提高图像黄斑中心凹定位的精准度。

2、本发明提供了一种图像黄斑中心凹定位方法，包括：

3、获取瞳孔相机图像以及所述瞳孔相机图像对应的相机光心坐标，并基于所述瞳孔相机图像得到总相机瞳孔像素距离；

4、基于所述总相机瞳孔像素距离、所述相机光心坐标和预设坐标转换算法得到瞳孔粗定位坐标；

5、基于所述瞳孔粗定位坐标和预设粗定位标准坐标得到粗定位位置信息，以基于所述粗定位位置信息发射红外光源至瞳孔，进而获取所述瞳孔对所述红外光源反射的眼球反射光；

6、通过所述眼球反射光得到初始眼底图像和角膜反射像，并基于所述初始眼底图像和所述角膜反射像得到角膜反射像在所述初始眼底图像中的当前角膜反射像位置；

7、基于所述当前角膜反射像位置与预设角膜反射像位置的偏移量，得到细定位位置信息；

8、基于所述角膜反射像在所述初始眼底图像中的当前角膜反射像面积得到目标工作距离，以基于所述目标工作距离获取目标眼球轴向距离；

9、基于所述目标眼球轴向距离和所述细定位位置信息，获取所述瞳孔的目标眼底图像；

10、对所述目标眼底图像进行血管特征配准矫正，得到矫正眼底图像，并基于所述矫正眼底图像确定图像黄斑中心凹位置。

11、上述方案中，基于粗定位位置信息发射红外光源至瞳孔并接收眼球反射光，从而获得角膜反射像在所述初始眼底图像中的当前角膜反射像位置，然后根据当前角膜反射像位置与预设角膜反射像位置之间的偏移量计算出细定位位置信息，有效地实现了从粗到细两级定位，显著提高了黄斑中心凹定位的精度与稳定性，在此基础上，根据所述角膜反射像在所述初始眼底图像中的当前角膜反射像面积得到目标工作距离，以基于目标工作距离调整相机与眼球的轴向距离，进而得到目标眼球轴向距离，保证照明光束始终以最优效率进入瞳孔，最大化进光量，进一步提高眼底图像的清晰度和信噪比，最后对目标眼底图像进行血管特征配准矫正，得到矫正眼底图像，消除因眼球旋转和角膜曲率引起的图像畸变，使得基于所述矫正眼底图像得到更准确的图像黄斑中心凹位置。通过上述粗定位、细定位、轴向自适应、血管配准矫正的多级协同，显著提升了黄斑中心凹定位的精准度和鲁棒性。

12、进一步地，所述基于所述总相机瞳孔像素距离、所述相机光心坐标和预设坐标转换算法得到瞳孔粗定位坐标，包括：

13、基于所述总相机瞳孔像素距离和所述相机光心坐标得到眼球中心横纵坐标；

14、基于所述眼球中心横纵坐标和预获取的眼球中心深度坐标得到眼球中心空间坐标；

15、基于所述眼球中心空间坐标得到所述瞳孔粗定位坐标。

16、上述方案中，先基于总相机瞳孔像素距离和相机光心坐标得到眼球中心横纵坐标，再结合预获取的眼球中心深度坐标得到眼球中心空间坐标，最后基于该空间坐标得到瞳孔粗定位坐标，这一过程充分利用了双目视觉原理，通过平面坐标与深度坐标的分离计算，简化了三维重建的复杂度，同时保证了粗定位坐标的几何准确性，为后续的细定位提供了可靠的空间初始值，减少了对准所需的大范围移动次数，提高了定位效率。

17、进一步地，所述基于所述总相机瞳孔像素距离和所述相机光心坐标得到眼球中心横纵坐标，包括：

18、基于所述总相机瞳孔像素距离和预设缩放比得到瞳孔实际偏心距离；

19、基于所述瞳孔实际偏心距离得到眼球投影坐标；

20、基于所述眼球投影坐标和所述相机光心坐标得到所述眼球中心横纵坐标。

21、上述方案中，通过总相机瞳孔像素距离到瞳孔实际偏心距离的转换以及投影几何关系的应用，实现了从图像二维信息到空间平面坐标的精确映射，避免了直接使用像素坐标带来的尺度误差，为后续深度计算奠定了准确的平面基础，提升了粗定位的整体精度。

22、进一步地，所述基于所述眼球中心横纵坐标和预获取的眼球中心深度坐标得到眼球中心空间坐标，包括：

23、基于所述眼球中心横纵坐标和相机光心坐标计算投影参考长度；

24、获取所述瞳孔相机图像对应的当前垂直偏移量和相机焦距；

25、基于所述相机焦距、所述投影参考长度和所述当前垂直偏移量得到所述眼球中心深度坐标；

26、基于所述眼球中心横纵坐标和所述眼球中心深度坐标得到眼球中心空间坐标。

27、上述方案中，获取瞳孔相机图像对应的当前垂直偏移量和相机焦距，然后所述相机焦距、所述投影参考长度和所述当前垂直偏移量得到所述眼球中心深度坐标，最后将深度坐标与横纵坐标组合得到完整的空间坐标；该方法利用相似三角形原理和双目视差关系，通过已知的相机参数和图像差异值直接求解深度，避免了复杂的迭代优化，计算效率高，且深度坐标与平面坐标采用同一几何模型，保证了三维坐标的一致性，提高了粗定位的可靠性。

28、进一步地，所述基于所述当前角膜反射像位置与预设角膜反射像位置的偏移量，得到细定位位置信息，包括：

29、基于所述偏移量和预设横向放大倍率的乘积得到总移动距离；

30、基于所述当前角膜反射像位置和所述总移动距离得到所述细定位位置信息。

31、上述方案中，通过线性缩放关系将图像上的像素偏移量直接转换为实际空间中的总移动距离，计算简单快速，能够实时响应眼球微小运动，实现了闭环反馈控制中的关键参数生成，确保了细定位的高精度，满足后续对瞳孔中心跟踪的严格要求。

32、进一步地，所述偏移量包括横向偏移值和纵向偏移值，所述基于所述偏移量和预设横向放大倍率的乘积得到总移动距离，包括：

33、基于所述横向偏移值和预设横向放大倍率的乘积，得到横向移动距离；

34、基于所述纵向偏移值和预设横向放大倍率的乘积，得到纵向移动距离；

35、基于所述横向移动距离和所述纵向移动距离得到总移动距离。

36、上述方案中，充分考虑了眼球运动的二维特性，分别处理水平和垂直方向的偏差，避免了将二维偏移合并为一维所带来的方向误差，使得电机控制指令更加精确，能够独立校正不同方向上的对准误差，从而提高了细定位的灵活性和整体系统的动态响应能力。

37、进一步地，所述对所述目标眼底图像进行血管特征配准矫正，得到矫正眼底图像，并基于所述矫正眼底图像确定图像黄斑中心凹位置，包括：

38、基于所述目标眼底图像得到血管特征点；

39、基于所述血管特征点和预设参考特征点得到仿射变换参数，以基于所述参考特征点对所述目标眼底图像进行血管特征配准矫正，得到矫正眼底图像；

40、基于所述矫正眼底图像确定图像视盘位置；

41、基于预设视盘黄斑距离和所述图像视盘位置得到所述图像黄斑中心凹位置。

42、上述方案中，基于所述血管特征点和预设参考特征点得到仿射变换参数，以基于所述参考特征点对所述目标眼底图像进行血管特征配准矫正，得到矫正眼底图像，从而利用眼底血管网络的稳定解剖结构进行特征点匹配和仿射变换矫正，能够有效消除眼球绕光轴旋转以及角膜曲率引起的图像畸变，使得视盘与黄斑之间的空间关系更加准确，从而提高了图像黄斑中心凹位置的定位精度。

43、本发明另一实施例还提供了一种图像黄斑中心凹定位装置，包括：

44、基础数据获取模块，用于获取瞳孔相机图像以及所述瞳孔相机图像对应的相机光心坐标，并基于所述瞳孔相机图像得到总相机瞳孔像素距离；

45、瞳孔粗定位坐标获取模块，用于基于所述总相机瞳孔像素距离、所述相机光心坐标和预设坐标转换算法得到瞳孔粗定位坐标；

46、眼球反射光获取模块，用于基于所述瞳孔粗定位坐标和预设粗定位标准坐标得到粗定位位置信息，以基于所述粗定位位置信息发射红外光源至瞳孔，进而获取所述瞳孔对所述红外光源反射的眼球反射光；

47、当前角膜反射像位置获取模块，用于通过所述眼球反射光得到初始眼底图像和角膜反射像，并基于所述初始眼底图像和所述角膜反射像得到角膜反射像在所述初始眼底图像中的当前角膜反射像位置；

48、细定位位置信息获取模块，用于基于所述当前角膜反射像位置与预设角膜反射像位置的偏移量，得到细定位位置信息；

49、轴向距离自适应调整模块，用于基于所述角膜反射像在所述初始眼底图像中的当前角膜反射像面积得到目标工作距离，以基于所述目标工作距离获取目标眼球轴向距离；

50、目标眼底图像获取模块，用于基于所述目标眼球轴向距离和所述细定位位置信息，获取所述瞳孔的目标眼底图像；

51、图像黄斑中心凹位置获取模块，用于对所述目标眼底图像进行血管特征配准矫正，得到矫正眼底图像，并基于所述矫正眼底图像确定图像黄斑中心凹位置。

52、本发明另一实施例还提供了终端设备，包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，处理器执行所述计算机程序时，实现如本发明一种图像黄斑中心凹定位方法的步骤。

53、本发明另一实施例还提供了计算机可读存储介质项，包括：存储的计算机程序，在计算机程序运行时，控制计算机可读存储介质所在的设备执行如本发明一种图像黄斑中心凹定位方法的步骤。