阈值分割在糖尿病性视网膜病变早期诊断中的应用

糖尿 病性 视 网膜病 变 眼底 图像 中 的这两 类病 损 信 息 ， 本文 提 出 了一种 基 于 阈值分 割 的全 局和 局部 相结 合 的连通 分量 提 取定位 方 法 ， 用 全局 阈值 分割 去除 图像 中 的无 关信 息 ， 利 先
从 全 局角 度获 取 图像 中连通 分 量集合 ， 使用 局 部 阈值 提取 和 局 部 连通 分 量 识别 方 法 较 再 精确 的定 位 图像 中 的病 损信 息 。实验 结 果表 明 ， 文 提 出 的算 法 可 以较 准 确 的定 位 糖 尿 本 病性 视 网膜病 变 眼底 图像 中 的微 动 脉瘤 和硬性 渗 出物 ， 有一定 推 广价值 。 具
一
，
在 眼底 图像上 表 现为边 界 清晰 而形 状不 规则 的亮 斑 ， 时诊断 并筛 查 出硬性 渗 出物对 于糖 尿病 及眼 底病 及
变都 十 分重要 。 基 于这两 类早 期 Ｄ 的病理 特征 ， 文分 别针 对荧 光素 眼底 血管 造影 术 （ ｕ ｄ ｓＦ ｕ ｒｓｅ ｔ ｇｏ ｒ— Ｒ 本 Ｆ ｎ ｕ ｌｏ ｅｃｎ Ａｎ ｉｇａ
２ 基 于 阈值 的连通 分 量 提 取
一
幅图像 ｆ（ ） ｘ， 由亮 的对 象 和深 的背景 组成 ， 样 的组成 方式 将对 象 和背景 所具 有 的灰度 级 的像素分 这
＊ 收 稿 日期 ：２ １ ０ １ ； 回 日期 ：２ １ －３ ２ ０ ０１—２ 修 ０ １０ — ０
作 者 简 介 ：齐
做 了大 量 的研究 工作 ［ ］ １ 。对于 眼底 血管 病变 和 出血 的特征 提取 算 法 ， 目前有 较多 方法 提 出［６， 在 特 殊人 ３］并 ＿
群 中得 到 了 良好 的分 类效 果 。在视 网膜病 变和 出血 病损 算 法上 ， 张新 明等提 出了基 于特 征距 离 的 阈值分 割 算法 ， 将其 与颜 色 特征分 类 结合 ， 于角膜 充 血 区 的定 量 分 析 。这 些 工作 为 眼底 视 网膜 血 管 异 常 、 并 用 ］ 出血 等症 状 的 图像 分 析奠 定 了很好 的研 究基 础 。 微 动脉 瘤＿ ８ 糖尿 病性 视 网膜 病变 最早 发现 的 眼底改 变 。在 眼底镜 下 表现 为暗 红色 的 圆形 斑点 ， 蜘是 直径 大 多数 为 １ ～５ ｍ（ 常 毛细 血管 管径 为 ６ ｍ） ５ ０ 正 ～８ 。微 动 脉瘤 的生成 预 示着糖 尿 病视 网膜 眼底 病 变 的开 始， 及时 诊 断并筛 查 出微 动脉 瘤对 于 糖 尿病 及 眼 底 病 变都 十 分 重 要 。硬 性 渗 出 物ｌ 叩 Ｄ 的早 期 症 状 之 ＿ 是 Ｒ ８
全 （ ９ 卜）男 ， 师 ， 究 方 向 为数 字 图像 处 理 。 １８ ， 讲 研
４ ０
青 岛 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
第 ２ ４卷
成 两组 不 同的支 配模式 。从 背景 中提 取对 象 的一种 方式 就是选 择一 个 门限值 Ｔ， 这些模 式分 离开 。然 后 ， 将
管损 伤 为显 著 的特征 ， 四大致盲 眼病 之一 。 目前对 眼 底 图像 的读 片和分 析过 程基 本上 需要 人工 操作 ， 时 是 费 费力 工 作量 大 ， 促 进 了眼底 图像 自动分析 技术 的快 速 发展 。 这 针 对 自动检 测 和从荧 光 血管造 影 照 片 上对 Ｄ 进 行 量 化 分 析 ， 克 拉荷 马大 学 的学 者 Ｓ ｍｕ ｌ ．Ｉ ｅ Ｒ 俄 ａ ｅＣ ｅ
所有 ｆ ｘ， ＞ Ｔ的点 （ ， 称 为对 象点 ； （ ） ｚ ） 否则 ， 是背 景点 。 就
门限处理 也 被看成 函数 Ｔ— ｒ ， Ｐ（ ． ， （ ） 厂 Ｙ， ｚ， ） ｆ ｘ， ］ ［ ｙ （） １ 其 中 ｆ ｘ， 是点 （ ） （ ） ， 的灰度 级 ， （ ） 示这 个 点 的局 部 性 质 。 当 Ｔ仅 取决 于 厂（ ｙ 时 ， Ｐ ， 表 ｚ， ） 即仅 取
关键 词 ： 动脉 瘤 ；硬性 渗 出物 ；阈值分 割 ； 通分 量 微 连
中 图 分 类 号 ： ３ １ ４ ＴＰ ９ ． １ 文 献 标 志 码 ：Ａ
１ 问题 背 景
糖 尿病 性视 网膜 病 变 （ ａ ｅｉ Ｒｅｉｏ ａｈ ，Ｄ 是糖 尿病 最 常见且 严 重 的 眼部并 发 症 ， Ｄｉ ｔ ｔ ｐ ｔ ｙ Ｒ） ｂ ｃ ｎ 以视 网膜 微血
Ｍ ａ ０ １ ｙ ２ １
文章 编 号 ：０ ６ ０ ７ ２ １ ） ２—０ ３ Ｏ １ ０ —１ ３ （ ０ １ ０ ０ ９一 ５
ｄ ｉ １ ． ９ ９ ｊｉｓ ． ０ ６ ０ ７ ２ １ ． ２ ０ ９ ｏ ： ０ ３ ６ ／ ．ｓｎ １ ０ —１ ３ ． ０ １ ０ ． ０
第２ 卷 第 ２ ４ 期
２０１１年 ５月
青 岛 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＱＩ ＮＧＤＡＯ ＵＮＩ ＶＥＲＳ ＴＹ （ ｔ ｒ ｌ ｃｅ ｃ ｄ ｔｏ Ｉ Ｎａｕ ａ ｉｎ ｅＥ ｉ ｎ） Ｓ ｉ
Ｖ 图像 和免 散 瞳眼底 照相 （ ｎ Ｍｙ ｒ ｔ ｕ ｄ ｓＣ ｍｅａＳ ｒｅ ｉｇ Ｎｏ — ｄ ｉ ｉ Ｆ ｎ ｕ ａ ｒ ｃｅ ｎｎ ，ＮＭＦ ｓ 图像 进 行 分 析 ， ａｃ ｃ ） 着 重研究 Ｄ Ｒ患 者视 网膜 微 动脉瘤 和 视 网膜 膜 内出血 的 自动 筛查 ， 应用 阈值 分 割原 理 ， 用全 局 和局 部相 结 合 利 的连 通分 量提 取方 法较 为 精确 地获 取 了图像 中的微动 脉瘤 和硬 性 渗 出物 。
阈值分割在糖尿病 性视 网膜 病变早期诊断中的应用
齐 全 ，赵 庆 展 ，李 曼 青
（ 河 子 大学 信 息科 学与技 术 学 院，新 疆 石 河子 ８ ２ ０ ） 石 ３ ０ ３ 摘要 ： 动脉 瘤和 硬性 渗 出物是 糖尿 病性 视 网膜病 变 重要 的早期 症 状 ， 了能够准 确定 位 微 为