[发明专利]测量角膜参数的系统校准方法及装置

说明书

本发明提供了一种测量角膜参数的系统校准方法及装置，具体地本发明提供基于机器视觉的数码裂隙灯及类似原理系统在测量角膜相关参数时，因相机拍摄视角所造成的几何畸变的系统校准方法及装置。本发明的方法包括步骤：将标定块放在标定架上，用裂隙灯垂直照射标定块，使得横截面四个顶点都在数码相机视野范围进行拍摄，获得横截面的四个角点进而获得相应的四条边；利用光线追迹法还原图像中实像的位置；然后根据图像中四个角点的实像坐标和其对应的真实空间长度，对其进行几何畸变校准，从而可以消除因相机拍摄视角所造成的几何畸变，并求出每个像素代表的真实尺寸。

技术领域

本发明涉及光学检测领域，具体地本发明涉及一种测量角膜参数的系统校准方法及装置。

背景技术

角膜是眼睛最前面的透明部分，覆盖虹膜、瞳孔及前房，并为眼睛提供70％的屈光力，角膜的微小改变即可引起屈光状态的较大改变，因此，人们一直致力于研究角膜的形状和光学特性。准确测量角膜曲率和角膜中央厚度(CCT)为角膜疾病的早期诊断、角膜屈光手术术前筛查和术后随访、人工晶体度数计算等提供重要的依据，对矫正眼压、排查青光眼等方面也具有重要意义。

裂隙灯全称“裂隙灯显微镜”，是眼科的常备光学仪器。通过裂隙灯显微镜可清楚地看到眼睑、结膜、巩膜、角膜、前房、虹膜、瞳孔、晶状体及玻璃体前1/3，从而可以确定病变的位置、性质、大小及其深度。通过对裂隙灯系统进行适当的改进，例如增加数码模块等部件，或根据裂隙灯测量原理，研制出类似设备，可测量角膜厚度及曲率等相关参数。而为了确保角膜相关参数的准确性，系统的精确标定必不可少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量角膜参数的系统校准方法。

本发明的第一方面提供了一种测量角膜参数的系统校准方法，所述方法包括步骤：

1)提供一标定块，所述标定块为透明长方体；

2)裂隙灯光路垂直照射于所述标定块，形成一个光学横截面，相机以偏离裂隙光路α角度进行拍摄采集该光学横截面图像，确保透明标定块的上表面、下表面、前表面、后表面均在相机视角内；和

3)采用几何畸变校正法对图像进行校准，根据所述标定块的真实三维数据，求得聚焦清晰状态下图像中每个像素所代表的实际距离，从而用于图像角膜厚度到真实角膜厚度的转换。

进一步地，所述标定块的折射率等于角膜的折射率。

进一步地，所述步骤1)中，所述标定块的折射率已知，如为1.376。

进一步地，所述步骤2)中，相机以固定角度拍摄标定块，该角度和测量角膜相关参数时的拍摄角度相同。

进一步地，所述步骤3)中，利用图像处理中的角点检测方法获得横截面图像的四个角点，进而获得相应的四条边。

进一步地，所述步骤3)中，由于标定块的后表面所成的像为虚像，先根据光线追迹法还原标定块的后表面在图像中实像的位置，然后再根据图像中四个角点的实像坐标和其对应的真实空间长度，进行几何畸变校准。

本发明的第二方面提供了一种测量角膜参数的系统校准装置，所述装置包括：标定块、裂隙灯系统、相机、和数据处理单元；

其中，所述标定块为透明长方体；所述裂隙灯系统被设置用于发射光路垂直照射于所述标定块，形成一个光学横截面；所述相机被设置用于以偏离裂隙光路α角度进行拍摄采集该光学横截面图像，并将拍摄获得的图像传输至数据处理单元；所述数据处理单元依据拍摄获得的横截面图像，采用几何畸变校正法对图像进行校准，根据所述标定块的真实三维数据，求得聚焦清晰状态下图像中每个像素所代表的实际距离，从而用于图像角膜厚度到真实角膜厚度的转换。

进一步地，所述标定块的折射率等于角膜的折射率。

进一步地，所述标定块的折射率已知，如为1.376。