童何俊等：基于免疫遗传形态学的视网膜光学相干断层图像边缘检测方法 ·543· 结果，如图3(). 疫遗传软形态学)的视网膜边界提取效果，如图4 在边缘检测器响应中，主要有三种误差：丢失的 所示，定量评价结果如表1所示 有效边缘、边缘定位误差和将噪声误码误判为边缘 表1。多种边界提取方法品质因数评价结果 为定量的评价算法的性能，本文采用Pat品质因数 Table 1 Partt quality factor evaluation results by multiple boundary ex- R进行比较分析. traction methods R=- 1 1 边界提取方法 品质因数，R/% max{La,l)台1+ad (9) Single_3 88.31 75.79 其中：1、和I分别表示实际检测到的边缘图像和理 Single_5 Multi 84.71 想边缘图像中边缘像素的总数：a是一比例常数，通 Canny 43.05 常取0.1；d,为实际检测到边缘点到理想边缘点连 GTDP 84.7 线的距离 IGM3 89.85 本文以两位眼科专家手动提取的视网膜边界为 IGM 5 85.9 90.23 标准，比较了单结构元形态学边缘检测器(Single_3, IGSM_3 IGSM_5 87.23 Single_5分别表示为M=3和M=5的结构元)，多 尺度多结构元形态学边缘检测器(Mli),边缘检测 由于OCT图像中存在边缘间隔小，较小的结构 算子(Canny),基于图理论的边缘提取方法(GT- 元可以提取更多细节，因此M=3结构元目标提取 DP)和免疫遗传形态学边缘检测器(IGM_3, 效果优于M=5结构元.本文提出的免疫遗传形态 IGM_5分别表示尺度M=3或5的免疫遗传形态 学提取效果优于其他方法，其中免疫遗传软形态学 学，IGSM_3,IGSM_5分别表示尺度M=3或5的免 (IGSM)提取效果最优，IGSM是IGM的一种扩展， a 图4多种边界提取方法结果比较.(a)原图：(b)去噪预处理：(c)专家手动分割结果：(d)尺度M=3结构元：()尺度M=5结构元：() 多尺度结构元：(g)Canny:(h)GTDP:()IGM:(G)IGSM Fig.4 Comparison of multiple boundary extraction methods:(a)original image:(b)de-noising preprocessing:(c)expert manual segmentation re- sults:(d)structure element scale M=3:(e)structure element scale M=5:(f)multiscale structural element:(g)Canny:(h)GTDP:(i)IGM: (i)IGSM童何俊等: 基于免疫遗传形态学的视网膜光学相干断层图像边缘检测方法 结果，如图 3( f) ． 在边缘检测器响应中，主要有三种误差: 丢失的 有效边缘、边缘定位误差和将噪声误码误判为边缘． 为定量的评价算法的性能，本文采用 Partt 品质因数 Ｒ 进行比较分析． Ｒ = 1 max{ IA，II} ∑ IA i = 1 1 1 + ad2 i ( 9) 其中: IA和 II分别表示实际检测到的边缘图像和理 想边缘图像中边缘像素的总数; a 是一比例常数，通 常取 0. 1; di 为实际检测到边缘点到理想边缘点连 线的距离． 图 4 多种边界提取方法结果比较． ( a) 原图; ( b) 去噪预处理; ( c) 专家手动分割结果; ( d) 尺度 M = 3 结构元; ( e) 尺度 M = 5 结构元; ( f) 多尺度结构元; ( g) Canny; ( h) GTDP; ( i) IGM; ( j) IGSM Fig． 4 Comparison of multiple boundary extraction methods: ( a) original image; ( b) de-noising preprocessing; ( c) expert manual segmentation re￾sults; ( d) structure element scale M = 3; ( e) structure element scale M = 5; ( f) multiscale structural element; ( g) Canny; ( h) GTDP; ( i) IGM; ( j) IGSM 本文以两位眼科专家手动提取的视网膜边界为 标准，比较了单结构元形态学边缘检测器( Single_3， Single_5 分别表示为 M = 3 和 M = 5 的结构元) ，多 尺度多结构元形态学边缘检测器( Multi) ，边缘检测 算子( Canny) ，基于图理论的边缘提取方法( GT￾DP) ［15］ 和免疫遗传形态学边缘检测器 ( IGM _ 3， IGM_5 分别表示尺度 M = 3 或 5 的免疫遗传形态 学，IGSM_3，IGSM_5 分别表示尺度 M = 3 或 5 的免 疫遗传软形态学) 的视网膜边界提取效果，如图 4 所示，定量评价结果如表 1 所示． 表 1 多种边界提取方法品质因数评价结果 Table 1 Partt quality factor evaluation results by multiple boundary ex￾traction methods 边界提取方法 品质因数，Ｒ /% Single_3 88. 31 Single_5 75. 79 Multi 84. 71 Canny 43. 05 GTDP 84. 7 IGM_3 89. 85 IGM_5 85. 9 IGSM_3 90. 23 IGSM_5 87. 23 由于 OCT 图像中存在边缘间隔小，较小的结构 元可以提取更多细节，因此 M = 3 结构元目标提取 效果优于 M = 5 结构元． 本文提出的免疫遗传形态 学提取效果优于其他方法，其中免疫遗传软形态学 ( IGSM) 提取效果最优，IGSM 是 IGM 的一种扩展， · 345 ·