В работе представлен оригинальный подход к стабилизации изображений при оптической когерентной томографии и эластографии. Ключевыми отличительными особенностями предложенного подхода являются: I) бинаризация и использование операций математической морфологии; II) параллельное построение топологического скелета для каждого оптического изображения с акцентом на эквивалентный сигнал высокого и низкого уровней; III) комплексирование топологических скелетов; IV) сравнение последовательности оптических изображений по объединенным топологическим скелетам с использованием точек «квенча»; V) компенсация артефактов объемного движения посредством «пересборки» исходных совокупностей интерференционных сигналов. Вычислительная эффективность предложенного метода относительно динамики сбора интерференционных сигналов конкретным прибором была достигнута посредством использования последовательно и параллельно выполняемых операций. При этом комбинировались вычисления на центральном и графических процессорах, то есть GPU и CPU. Высокая эффективность коррекции артефактов объемного движения в оптической когерентной томографии и эластографии обеспечена за счет робастности топологических скелетов, построенных с акцентом на эквивалентный сигнал высокого уровня к спекл-шумам, соответствующим конструктивному характеру интерференции (яркие спеклы), и соответственно робастности топологических скелетов для эквивалентного сигнала низкого уровня к темным спеклам (деструктивный характер интерференции).
An original approach to image stabilization in optical coherence tomography and elastography was presented. The key features of the proposed approach are: I) binarization and application of mathematical morphology digital operations; II) parallel construction of a topological skeleton for each optical image with an emphasis on the equivalent high- and low-level signal; III) complexing of topological skeletons; IV) comparison of a sequence of optical images by combined topological skeletons using «quench» points; V) compensation of volumetric motion artifacts by «reassembling» the original sets of interference signals. The computational efficiency of the proposed method with respect to the dynamics of interference signal acquisition by a specific device was achieved by using sequential and parallel operations. Сomputations using the central and graphical processing units, namely GPU and CPU, were combined for this. High efficiency of volumetric motion artifact correction in optical coherence tomography and elastography is ensured by robustness of topological skeletons constructed with emphasis on high-level equivalent signal to speckle noise corresponding to constructive interference (bright speckles). Topological skeletons for low-level equivalent signal are correspondingly robust to dark speckles (destructive interference result).
The authors declare that there are no conflicts of interest present.