一种快速激光散斑血流成像系统和方法

摘要

一种快速激光散斑血流成像系统和方法，所述系统包括激光器、激光扩束器、平面镜、毛玻璃、步进电机、被测对象、CCD相机和计算机。其中，激光器发射出的激光通过激光扩束器、平面镜、毛玻璃后，照射在被测对象表面，被测对象所产生的后向散射光在CCD相机表面形成散斑，CCD相机将散斑的成像图像送至计算机进行处理,计算机遍历第p帧图像中所有像素点，计算得到所有像素点的散斑图像模糊度，根据模糊度计算对应的相对血流速度、建立相对血流速度分布图。相对于现有的激光散斑血流成像方法和系统，本发明的方法和系统具有运算量小，实时性好的优点。

主权项

一种快速激光散斑血流成像系统，包括：激光器(1)、激光扩束器(2)、平面镜(3)、毛玻璃(4)、步进电机(5)、被测对象(6)、图像采集设备(7)、计算机(8)，其特征在于，激光器发射出的激光通过激光扩束器进行扩束，经过平面镜反射后，再通过由步进电机带动的匀速旋转的毛玻璃散射后，照射在被测对象表面，被测对象对入射来的激光产生后向散射，所产生的后向散射光在图像采集设备表面形成散斑，图像采集设备对所形成的散斑进行成像，并将所成像的图像送至计算机进行处理，计算机遍历第p帧图像中所有像素点，计算得到所有像素点的散斑图像模糊度，然后计算所有像素点对应的相对血流速度，并根据像素点的相对血流速度建立相对血流速度分布图；所述计算机按公式(1)‑(3)计算第p帧图像上横纵坐标分别为x，y的像素点的散斑图像模糊度K_B(x，y，p)：$K_B(x,y,p)=\frac{I_{\mathrm{REF}}(x,y,p)}{I_{\mathrm{SD}}(x,y,p)}---\left(1\right)$$I_{\mathrm{REF}}(x,y,p)=\frac{1}{q{(2i+1)}^2}\underset{p=p-q}{\overset{p}{\Sigma }}\underset{y=y-i}{\overset{y+i}{\Sigma }}\underset{x=x-i}{\overset{x+i}{\Sigma }}I(x,y,p)---\left(2\right)$$I_{\mathrm{SD}}(x,y,p)=\underset{p=p-q}{\overset{p}{\Sigma }}\underset{y=y-i}{\overset{y+i}{\Sigma }}\underset{x=x-i}{\overset{x+i}{\Sigma }}|I(x,y,p)-I_{\mathrm{REF}}(x,y,p)|---\left(3\right)$其中，I(x，y，p)表示图像采集设备连续采集到的第p帧图像上x，y点的像素灰度值，I_REF(x，y，p)表示第p帧图像上x，y点的平均像素灰度值，I_SD(x，y，p)表示第p帧图像上x，y点的统计像素灰度值与平均像素灰度值的差，i＊i表示空间统计窗口的大小，q表示当前帧p之前的q帧图像；计算机遍历图像中所有的像素点，得到所有像素点的散斑图像模糊度；所述计算机按照公式V(x，y，p)＝C·K_B(x，y，p)计算所有像素点对应的相对血流速度V(x，y，p)，其中，C为归一化系数。