(57)【要約】【課題】  位相ずれの補正によってアーチファクトが生じることを抑制し、より適切にＦＰＮ除去を行うための技術を提供する。【解決手段】  被検体を光干渉断層撮像して得た、被検体の断層の深さ方向の情報を含む複数の測定信号を取得する測定信号取得手段と、複数の測定信号に基づいて、基準信号を取得する基準信号取得手段と、複数の測定信号の各々と基準信号の位相ずれを算出する算出手段と、位相ずれの各々を平滑化する平滑化手段と、平滑化された位相ずれに基づいて、平滑化された位相ずれに対応する測定信号の位相を調整する調整手段と、位相調整された複数の測定信号に基づいて、ノイズ成分に対応する背景信号を生成する生成手段と、位相調整された複数の測定信号から背景信号を減算する減算手段と、背景信号が減算された複数の測定信号に基づいて、被検体の断層画像を形成する画像形成手段とを備える、画像処理装置。【選択図】図２
2018089055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を光干渉断層撮像して得た、前記被検体の断層の深さ方向の情報を含む複数の測定信号を取得する測定信号取得手段と、
前記複数の測定信号に基づいて、基準信号を取得する基準信号取得手段と、
前記複数の測定信号の各々と前記基準信号の位相ずれを算出する算出手段と、
前記位相ずれの各々を平滑化する平滑化手段と、
平滑化された前記位相ずれに基づいて、該平滑化された位相ずれに対応する前記測定信号の位相を調整する調整手段と、
位相調整された前記複数の測定信号に基づいて、ノイズ成分に対応する背景信号を生成する生成手段と、
前記位相調整された前記複数の測定信号から前記背景信号を減算する減算手段と、
前記背景信号が減算された前記複数の測定信号に基づいて、前記被検体の断層画像を形成する画像形成手段と、
を備える、画像処理装置。
【請求項２】
前記位相ずれをクリップするクリップ手段をさらに備える、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記クリップ手段は、前記複数の測定信号の各々と前記基準信号との相関値の振幅について算出した統計値に基づいて、前記複数の測定信号の各々と前記基準信号の前記位相ずれをクリップする、請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記クリップ手段は、前記複数の測定信号の各々と前記基準信号との相関値を連続した複数の集合に分割し、前記複数の集合の各々に含まれる前記相関値の振幅毎に算出した統計値に基づいて、前記複数の測定信号の各々と前記基準信号の前記位相ずれをクリップする、請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記基準信号取得手段は、フーリエ変換後の前記複数の測定信号の中央値を算出することによって前記基準信号を取得する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記測定信号取得手段は、前記光干渉断層撮像における参照光のみに基づく測定信号である参照信号を取得し、
前記基準信号取得手段は、フーリエ変換後の前記参照信号の中央値を算出することによって前記基準信号を取得する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記算出手段は、前記測定信号と前記基準信号の相関値に基づいて前記位相ずれを算出する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記平滑化手段は、前記位相ずれに移動平均フィルタを適用して前記位相ずれを平滑化する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記平滑化手段は、前記位相ずれに重み付けフィルタを適用して前記位相ずれを平滑化する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記算出手段は、前記複数の測定信号の各々と前記背景信号の位相ずれを算出し、
前記平滑化手段は、前記複数の測定信号の各々と前記背景信号の前記位相ずれをそれぞれ平滑化し、
前記調整手段は、前記複数の測定信号の各々と前記背景信号の平滑化された前記位相ずれに基づいて、該平滑化された位相ずれに対応する前記背景信号の位相を調整する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記生成手段は、フーリエ変換後の前記位相調整された複数の測定信号の中央値を算出することによって前記背景信号を生成する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記測定信号取得手段は、前記光干渉断層撮像における参照光のみに基づく測定信号である参照信号を取得し、
前記基準信号取得手段は前記複数の参照信号に基づいて前記基準信号を生成し、
前記算出手段は、前記複数の参照信号の各々と前記基準信号の位相ずれを算出し、
前記平滑化手段は、前記複数の参照信号の各々と前記基準信号の前記位相ずれをそれぞれ平滑化し、
前記調整手段は、前記複数の参照信号の各々と前記基準信号の平滑化された前記位相ずれに基づいて、該平滑化された位相ずれに対応する前記参照信号の位相を調整し、
前記生成手段は、フーリエ変換後の位相調整された前記複数の参照信号の中央値を算出することによって前記背景信号を生成する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記減算手段は、ｋ空間で前記複数の測定信号から前記背景信号を減算する、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記減算手段は、ｚ空間で前記複数の測定信号から前記背景信号を減算する、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記基準信号取得手段、前記算出手段、前記平滑化手段、前記調整手段、前記生成手段、及び前記減算手段は、前記複数の測定信号の各々をフーリエ変換した値の前半部分及び後半部分のいずれか一方のみを用いてそれぞれの処理を行う、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記減算手段は、前記光干渉断層撮像における１回のＢスキャンから生成した前記複数の測定信号に基づく前記背景信号を、前記光干渉断層撮像における複数回のＢスキャンから生成した前記複数の測定信号から共通して減算する、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記クリップ手段は、前記複数の測定信号の各々をフーリエ変換した値の前半部分及びは後半部分のいずれか一方のみを用いて前記位相ずれをクリップする、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１８】
被検体を光干渉断層撮像して得た、前記被検体の断層の深さ方向の情報を含む複数の測定信号を取得する測定信号取得手段と、
前記複数の測定信号に基づいて基準信号を取得する基準信号取得手段と、
前記複数の測定信号と前記基準信号に基づいて、ノイズ成分に対応する背景信号を生成する生成手段と、
前記複数の測定信号の各々と前記背景信号の位相ずれを算出する算出手段と、
前記位相ずれの各々を平滑化する平滑化手段と、
平滑化された前記位相ずれに基づいて、該平滑化された位相ずれに対応する前記背景信号の位相を調整する調整手段と、
前記複数の測定信号から位相調整された前記背景信号を減算する減算手段と、
前記位相調整された背景信号が減算された前記複数の測定信号に基づいて、前記被検体の断層画像を形成する画像形成手段と、
を備える、画像処理装置。
【請求項１９】
前記画像処理装置は、光源からの光を前記被検体に照射される測定光と参照光に分割し、前記被検体からの前記測定光の戻り光と前記参照光とを干渉させて得た干渉光に基づいて、前記測定信号を生成する測定光学系に通信可能に接続され、
前記測定信号取得手段は、前記測定光学系から前記複数の測定信号を取得する、請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項２０】
前記被検体は被検眼である、請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項２１】
光源からの光を被検体に照射される測定光と参照光に分割し、前記被検体からの前記測定光の戻り光と前記参照光とを干渉させて得た干渉光に基づいて、前記被検体の断層の深さ方向の情報を含む測定信号を生成する測定光学系、及び、
前記測定光学系に通信可能に接続された画像処理装置であって、
前記測定光学系から複数の前記測定信号を取得する測定信号取得手段と、
前記複数の測定信号に基づいて、基準信号を取得する基準信号取得手段と、
前記複数の測定信号の各々と前記基準信号の位相ずれを算出する算出手段と、
前記位相ずれの各々を平滑化する平滑化手段と、
平滑化された前記位相ずれに基づいて、該平滑化された位相ずれに対応する前記測定信号の位相を調整する調整手段と、
位相調整された前記複数の測定信号に基づいて、ノイズ成分に対応する背景信号を生成する生成手段と、
前記位相調整された複数の測定信号から前記背景信号を減算する減算手段と、
前記背景信号が減算された前記複数の測定信号に基づいて、前記被検体の断層画像を形成する画像形成手段と、
を含む画像処理装置、
を備える、撮像装置。
【請求項２２】
コンピュータによって、
被検体を光干渉断層撮像して得た、前記被検体の断層の深さ方向の情報を含む複数の測定信号を取得することと、
前記複数の測定信号に基づいて、基準信号を取得することと、
前記複数の測定信号の各々と前記基準信号の位相ずれを算出することと、
前記位相ずれの各々を平滑化することと、
平滑化された前記位相ずれに基づいて、該平滑化された位相ずれに対応する前記測定信号の位相を調整することと、
位相調整された前記複数の測定信号に基づいて、ノイズ成分に対応する背景信号を生成することと、
前記位相調整された前記複数の測定信号から前記背景信号を減算することと、
前記背景信号が減算された前記複数の測定信号に基づいて、前記被検体の断層画像を形成することと、
を含む、画像処理方法。
【請求項２３】
コンピュータによって実行されると、前記コンピュータに、請求項２２に記載された画像処理方法の各工程を実行させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、撮像装置、画像処理方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
生体などの測定対象の断層画像を非破壊、非侵襲で取得する方法として、光干渉断層撮像法（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）を用いた装置（以下、ＯＣＴ装置という。）が実用化されている。ＯＣＴは、特に眼球や皮膚などの画像診断に広く利用されている。ＯＣＴでは、測定対象から反射・散乱した測定光と参照鏡から反射した参照光を干渉させ、その干渉光に基づく干渉信号を解析することにより断層画像を得る。
【０００３】
このようなＯＣＴとして、波長可変光源を使用し干渉信号を取得する波長掃引型ＯＣＴ（ＳＳ−ＯＣＴ：Ｓｗｅｐｔ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）が知られている。また、広帯域光源を使用し干渉光を分光して干渉信号を取得するスペクトラルドメインＯＣＴ（ＳＤ−ＯＣＴ：Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）も知られている。ここで、ＳＳ−ＯＣＴとＳＤ−ＯＣＴは総称してフーリエドメインＯＣＴ（ＦＤ−ＯＣＴ：Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）とも呼ばれる。
【０００４】
ＳＳ−ＯＣＴでは、波長掃引に合わせて、一回の波長掃引において信号を取り込むタイミングを示すＡトリガを基準として干渉信号を検出する。そして、検出した干渉信号を、等波数間隔のタイミングを示すｋ−ｃｌｏｃｋを基準として、データ集録ボード（ＤＡＱボード：Ｄａｔａ  ＡｃＱｕｉｓｉｔｉｏｎ  ｂｏａｒｄ）にて集録する。その後、集録したスペクトルデータを解析することによって、測定対象の断層像を得ている。なお、ＯＣＴにおいては、干渉光に基づいて、被検体の一点における深さ方向の断層に関する情報を取得することをＡスキャンといい、ＳＳ−ＯＣＴでは１回のＡスキャンの間に波長掃引が１回行われる。
【０００５】
ＯＣＴでは、取得する断層像に、測定対象とは関係なく、横スジ状のアーチファクトである固定パターンノイズ（ＦＰＮ：Ｆｉｘｅｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｎｏｉｓｅ）が生じることが知られている。ＦＰＮは、ＯＣＴに用いる光学部材（例えば光ファイバ端面やレンズ）からの反射光が多重反射して干渉することによって生じる。また、ＳＳ−ＯＣＴの場合、ＦＰＮはＤＡＱボードの周期的な電気ノイズによっても生じる。ここで、ＦＰＮは、出現位置が、参照鏡の位置であるコヒーレンスゲート位置に依存するものと、コヒーレンスゲート位置に依存しないものの両方を含むものとする。
【０００６】
非特許文献１には、ＯＣＴのＦＰＮを取り除く一つの方法が開示されている。非特許文献１に記載された方法では、測定対象から反射した光（サンプル信号）をカットし、参照鏡から反射した光（リファレンス信号又はダーク信号ともいう。）のみを検出してスペクトルを複数取得する。さらに、検出したリファレンス信号から取得した複数のスペクトルを平均し、ノイズ成分に対応する信号（以下、背景信号ともいう。）を生成する。そして、測定対象に対して得た干渉信号に基づく測定スペクトルから背景信号を差し引くことによりＦＰＮを除去する。
【０００７】
また、非特許文献２には、干渉信号をフーリエ変換して得た複素数のメディアンを算出して背景信号を生成し、干渉信号から背景信号を減算してＦＰＮを取り除く方法が開示されている。
【０００８】
しかしながら、ＳＳ−ＯＣＴでは、非特許文献１及び非特許文献２と同様の手法を用いても、ＦＰＮを除去することができない場合がある。この要因としては、Ａトリガのタイミングのずれや、ｋ−ｃｌｏｃｋの不規則なずれにより生じるスペクトルデータの位相のずれ等が考えられている。そのため、ＳＳ−ＯＣＴでは、前処理として、干渉光のスペクトルの位相を合わせてから画像を形成することによりＦＰＮの除去が行われている。
【０００９】
特許文献１には、干渉光を受光した検出器から出力されたスペクトル信号に含まれるノイズ成分に対応する信号の位相情報を取得し、取得された位相情報に基づいてスペクトル信号の位相ずれを補正する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１３−１５６２２９号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｊ．  Ｆ．  ｄｅ  Ｂｏｅｒ，  “Ｓｐｅｃｔｒａｌ／Ｆｏｕｒｉｅｒ  ｄｏｍａｉｎ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ”  ｉｎ  “Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ”，  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，  Ｗｏｌｆｇａｎｇ  Ｄｒｅｘｌｅｒ，  ａｎｄ  Ｊａｍｅｓ  Ｇ．  Ｆｕｊｉｍｏｔｏ，  ｅｄｓ．，  Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，  （２００８），  ｐｐ．  １４７−１７５．
【非特許文献２】Ｓ．  Ｍｏｏｎ,  Ｓ．  Ｗ．  Ｌｅｅ,  Ｚ．  Ｃｈｅｎ，  “Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｆｉｘｅｄ−ｐａｔｔｅｒｎ  ｎｏｉｓｅ  ｒｅｍｏｖａｌ  ｉｎ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ”，  Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ，  Ｖｏｌ．１８，  Ｉｓｓｕｅ  ２４，  （２０１０），  ｐｐ．２４３９５−２４４０４．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に開示されている補正方法では、ＦＰＮが現れていた領域のスペクトル信号の位相ずれだけでなく、網膜信号の領域やノイズフロアでの位相ずれも補正してしまう場合がある。この場合には、位相ずれが補正された領域において背景信号が減算されることで、位相ずれが補正された領域と補正されなかった領域との間で輝度に差が生じ、補正された領域に横スジ状のアーチファクトが現れてしまうことがある。
【００１３】
そこで、本発明は、位相ずれの補正によってアーチファクトが生じることを抑制し、より適切にＦＰＮ除去を行うための技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一実施態様に係る画像処理装置は、前記被検体を光干渉断層撮像して得た、前記被検体の断層の深さ方向の情報を含む複数の測定信号を取得する測定信号取得手段と、前記複数の測定信号に基づいて、基準信号を取得する基準信号取得手段と、前記複数の測定信号の各々と前記基準信号の位相ずれを算出する算出手段と、前記位相ずれの各々を平滑化する平滑化手段と、平滑化された前記位相ずれに基づいて、該平滑化された位相ずれに対応する前記測定信号の位相を調整する調整手段と、位相調整された前記複数の測定信号に基づいて、ノイズ成分に対応する背景信号を生成する生成手段と、前記位相調整された前記複数の測定信号から前記背景信号を減算する減算手段と、前記背景信号が減算された前記複数の測定信号に基づいて、前記被検体の断層画像を形成する画像形成手段とを備える。
【００１５】
本発明の他の実施態様に係る画像処理方法は、コンピュータによって、前記被検体を光干渉断層撮像して得た、被検体の断層の深さ方向の情報を含む複数の測定信号を取得することと、前記複数の測定信号に基づいて、基準信号を取得することと、前記複数の測定信号の各々と前記基準信号の位相ずれを算出することと、前記位相ずれの各々を平滑化することと、平滑化された前記位相ずれに基づいて、該平滑化された位相ずれに対応する前記測定信号の位相を調整することと、位相調整された前記複数の測定信号に基づいて、ノイズ成分に対応する背景信号を生成することと、前記位相調整された前記複数の測定信号から前記背景信号を減算することと、前記背景信号が減算された前記複数の測定信号に基づいて、前記被検体の断層画像を形成することとを含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、位相ずれの補正によってアーチファクトが生じることを抑制し、より適切にＦＰＮ除去を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１によるＯＣＴ装置の全体構成を概略的に示す。
【図２】実施例１に係る情報処理部の機能構成を示す。
【図３】断層画像の例を示す。
【図４】実施例１に係る一連の信号処理のフローを示す。
【図５】実施例１に係る画像形成の処理のフローを示す。
【図６】実施例２に係る一連の信号処理及び背景信号生成処理のフローを示す。
【図７】実施例３に係る情報処理部の機能構成を示す。
【図８】実施例３に係る信号処理のフローを示す。
【図９】実施例３に係る位相ずれクリップ処理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための例示的な実施例を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施例で説明する寸法、材料、形状、及び構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、図面において、同一であるか又は機能的に類似している要素を示すために図面間で同じ参照符号を用いる。
【００１９】
［実施例１］
［撮像装置全体の構成］
以下、図１乃至５を参照して、本発明の実施例１に係る光干渉断層法を用いて被検体の断層画像を撮像する撮像装置の例であるＯＣＴ装置１について説明する。なお、ＯＣＴ装置１は、波長掃引光源を用いるＳＳ−ＯＣＴ装置である。図１は、本実施例によるＯＣＴ装置１の構成例を示す。
【００２０】
ＯＣＴ装置１には、被検眼１００の測定を行う測定光学系２と、情報処理部４０（画像処理装置）と、表示部７０とが設けられている。測定光学系２には、波長掃引光源１０と、ＯＣＴ干渉部２０と、測定アーム５０と、参照アーム６０と、干渉光を検出する検出部３０が設けられている。情報処理部４０は、測定光学系２の出力に基づいて被検眼１００の網膜の断層情報を取得する。
【００２１】
波長掃引光源１０は、例えば、光を波長９８０ｎｍから１１００ｎｍの範囲において掃引して、１００ｋＨｚの周波数（Ａスキャンレート）で出射する。
【００２２】
ＯＣＴ干渉部２０には、カプラ２１，２２が設けられている。カプラ２１は、波長掃引光源１０から出射された光を被検眼１００の眼底へ照射する測定光と参照光とに分割する。測定光は、測定アーム５０を経由して被検眼１００に照射され、被検眼１００からの戻り光は再び測定アーム５０を経由してカプラ２２に入射する。これに対し、参照光は参照アーム６０を経由してカプラ２２に入射する。
【００２３】
測定アーム５０には、偏光コントローラ５１、コリメータ５２、Ｘ軸スキャナー５３、Ｙ軸スキャナー５４、シャッター５６、及びフォーカスレンズ５５が設けられている。偏光コントローラ５１は、カプラ２１からコリメータ５２に至る光ファイバーに設けられており、測定光の偏光状態を調整することができる。
【００２４】
Ｘ軸スキャナー５３及びＹ軸スキャナー５４は、それぞれ回転軸が互いに直交するよう配置された偏向ミラーで構成される。Ｘ軸スキャナー５３及びＹ軸スキャナー５４は眼底を測定光で走査する走査部を構成する。走査部は、後述の情報処理部４０によって制御されて駆動することで、測定光の眼底への照射位置を変更することができる。なお、Ｘ軸スキャナー５３、及びＹ軸スキャナー５４はガルバノミラーなどの任意の偏光ミラーを用いて構成されることができる。また、走査部は、ＭＥＭＳミラーなどの１つのミラーで２次元方向に光を走査させることができる偏光ミラーを用いて構成されてもよい。ここで、Ｘ軸スキャナー５３はＸ軸（水平）方向の走査を行い、Ｙ軸スキャナー５４はＹ軸（垂直）方向の走査を行う。Ｘ軸方向及びＹ軸方向の各方向は、眼球の眼軸方向に対して垂直な方向で、互いに垂直な方向である。
【００２５】
測定アーム５０に入射した測定光は、偏光コントローラ５１で偏光状態を整えられた後、コリメータ５２から空間光として射出される。その後、測定光は、Ｘ軸スキャナー５３、Ｙ軸スキャナー５４、及びフォーカスレンズ５５を介して被検眼１００の眼底に照射される。
【００２６】
眼底に照射された測定光は眼底によって反射・散乱され、被検眼１００からの戻り光として、再び測定アーム５０内の同一経路を経由した後、カプラ２１を通り、カプラ２２に入射する。なお、シャッター５６は、情報処理部４０によって制御され、測定光の光軸上に移動することができる。そのため、所望の状況に応じて、シャッター５６を測定光の光軸上に移動させることで、測定光を遮断できる。
【００２７】
一方、参照アーム６０には、偏光コントローラ６１、コリメータ６２、分散補償ガラス６３、光路長調整光学系６４、分散調整プリズムペア６５、及びコリメータ６６が設けられている。偏光コントローラ６１は、カプラ２１からコリメータ６２に至る光ファイバーに設けられており、参照光の偏光状態を調整することができる。
【００２８】
分散補償ガラス６３及び分散調整プリズムペア６５は、参照光の分散を調整することができ、被検眼１００の眼底からの測定光の戻り光の分散に、参照光の分散を合わせることができる。また、光路長調整光学系６４は、不図示の可動ステージ上に保持されており、可動ステージをコリメータ６２，６６に対して近づく又は遠ざかる方向に移動させることで、参照光の光路長を変更することができる。これにより、光路長調整光学系６４は、測定光の光路長に、参照光の光路長を合わせることができる。なお、可動ステージは、後述の情報処理部４０によって制御されることができる。
【００２９】
参照アーム６０に入射した参照光は、偏光コントローラ６１で偏光状態を整えられた後、コリメータ６２から空間光として射出される。その後、参照光は、分散補償ガラス６３、可動ステージ上に保持された光路長調整光学系６４、及び分散調整プリズムペア６５を通り、コリメータ６６を介して光ファイバーに入射され、参照アーム６０から出射する。参照アーム６０から出射した参照光はカプラ２２に入射する。
【００３０】
カプラ２２に入射した、測定アーム５０を経由した被検眼１００からの測定光の戻り光と参照アーム６０を経由した参照光とは互いに干渉し、干渉光としてカプラ２２から出射される。カプラ２２は、２本の光ファイバーを介して検出部３０の差動検出器３１に接続され、干渉光を互いに位相が反転した干渉光として分割して２本の光ファイバー内に出射する。２本の光ファイバーに出射された干渉光は差動検出器３１に入射する。
【００３１】
検出部３０には、差動検出器３１、及びＤＡＱボード３２が設けられている。差動検出器３１は、カプラ２２で干渉光を発生させた後すぐに分割された干渉光を検出する。差動検出器３１は、検出した干渉光を電気信号に変換しＯＣＴ干渉信号を生成する。
【００３２】
ＤＡＱボード３２は、生成されたＯＣＴ干渉信号をサンプリングし、デジタル信号に変換する。ここで、ＯＣＴ干渉信号のサンプリングは、波長掃引光源１０において波長掃引に合わせて出力されるＡトリガを開始のタイミングとし、不図示のクロック発生部が発信するｋ−ｃｌｏｃｋ信号に基づいて等波数間隔に行われる。なお、クロック発生部は波長掃引光源１０の内部に設けられていてもよい。ＤＡＱボード３２は、生成したデジタル信号を情報処理部４０に送る。
【００３３】
情報処理部４０（画像処理装置）は、ＤＡＱボード３２を備える測定光学系２に通信可能に接続されており、ＤＡＱボード３２から出力されるデジタル信号（以下、測定信号という。）を信号処理し、被検眼１００の断層画像を形成する。情報処理部４０で行われる具体的な信号処理の内容は後述する。なお、情報処理部４０は、一般的な汎用コンピュータによって構成されてもよいし、ＯＣＴ装置１の専用のコンピュータとして構成されてもよい。情報処理部４０は、形成した断層画像や被検眼１００に関する情報などを表示部７０に送る。
【００３４】
表示部７０は、情報処理部４０から受け取った断層画像や被検眼１００の情報などを表示する。なお、表示部７０は液晶や有機ＥＬなどの任意のディスプレイによって構成されてよい。また、表示部７０はＯＣＴ装置１や情報処理部４０に備え付けのディスプレイによって構成されてもよいし、これらとは別個のディスプレイによって構成されてもよい。
【００３５】
上記のように、被検眼１００の一点の奥行き方向（Ｚ方向）の情報を取得することをＡスキャンといい、Ａスキャンによって情報を取得した被検眼１００の一点の奥行き方向のラインをＡラインという。ＯＣＴ装置１は、１度の波長掃引にて得られる干渉信号から１つのＡスキャンデータ（又はＡラインデータ）を取得する。また、Ａスキャンと直交する方向に測定光を走査して、被検眼１００の断層に関する情報を取得することをＢスキャンという。さらに、Ａスキャン及びＢスキャンのいずれの走査方向とも直交する方向に測定光を走査して被検眼１００の断層に関する情報を取得することをＣスキャンと呼ぶ。
【００３６】
被検眼１００の３次元断層像を取得する際に、被検眼１００の眼底面内に照射光を２次元ラスター走査する場合、高速な走査方向をＢスキャン方向と呼び、Ｂスキャンをその直交方向に並べて走査する低速な走査方向をＣスキャン方向と呼ぶ。Ａスキャン及びＢスキャンを行うことで被検眼１００の２次元の断層に関する情報が得られ、Ａスキャン、Ｂスキャン及びＣスキャンを行うことで、被検眼１００の３次元の断層に関する情報を得ることができる。Ｂスキャン及びＣスキャンは、上述したＸ軸スキャナー５３及びＹ軸スキャナー５４により行われる。
【００３７】
また、Ｂスキャン、及びＣスキャンのライン走査方向（Ｂスキャン方向及びＣスキャン方向）と、Ｘ軸方向又はＹ軸方向とは、一致していなくてもよい。このため、Ｂスキャン、Ｃスキャンのライン走査方向は、撮像したい２次元の断層画像あるいは３次元の断層画像に応じて、適宜決めることができる。
【００３８】
［情報処理部の構成］
次に、図２を参照して、情報処理部４０の機能構成について説明する。情報処理部４０は、測定信号取得手段４１、基準信号取得手段４２、位相ずれ算出手段４３、位相ずれ平滑化手段４４、位相調整手段４５、背景信号生成手段４６、背景信号減算手段４７、画像形成手段４８、及び表示制御手段４９として機能する。また、情報処理部４０は、フーリエ変換処理、及び逆フーリエ変換処理等の数学的な演算装置として機能する。なお、これら手段は、情報処理部４０に設けられたＣＰＵやＭＰＵなどによって実行されるモジュール又はＡＳＩＣ等の回路等により実現することができる。また、情報処理部４０は、これらの機能を実行する順番を制御する。
【００３９】
測定信号取得手段４１は、測定光学系２のＸ軸スキャナー５３やＹ軸スキャナー５４等の各部材を制御してＯＣＴ干渉信号を取得させ、ＤＡＱボード３２が出力した測定信号を取得する。
【００４０】
基準信号取得手段４２は、取得した複数の測定信号における位相ずれを計算するための基準となるデータを、複数の測定信号に基づいて生成する。位相ずれ算出手段４３は、取得した複数の測定信号について、複数の測定信号の各々における位相ずれを算出する。位相ずれ平滑化手段４４は、位相ずれ算出手段４３が算出した位相ずれをＺ方向に平滑化処理する。位相調整手段４５は、取得した複数の測定信号について、位相ずれ平滑化手段４４が平滑化した位相ずれの値に応じて測定信号の位相を調整する。
【００４１】
背景信号生成手段４６は、位相調整手段４５によって位相調整した複数の測定信号に基づいて、ノイズ成分に対応する背景信号を生成する。背景信号減算手段４７は、複数の測定信号について、背景信号生成手段４６によって生成した背景信号を減算する。
【００４２】
画像形成手段４８は、背景信号減算手段４７によって背景信号を減算した複数の測定信号に基づいて、被検眼１００の断層画像を生成する。表示制御手段４９は、画像形成手段４８が生成した画像を表示部７０に表示する。
【００４３】
［信号処理］
以下、図３（ａ）乃至５を参照して、本実施例による信号処理について説明する。図３（ａ）乃至（ｃ）は、ＯＣＴを用いて撮像した被検眼１００の網膜の断層画像の一例を示す。図３（ａ）は、ＦＰＮの除去処理を行わずに、すなわち背景信号を減算しないで形成した断層画像の一例を示す。図３（ｂ）は、位相ずれの補正処理を行って形成した断層画像の一例を示す。図３（ｃ）は、本実施例に係る信号処理により、位相ずれの平滑化を行い、平滑化された位相ずれに基づいて位相調整処理を行って形成した断層画像の一例を示す。
【００４４】
図３（ａ）に示す断層画像は、ＦＰＮ成分を減算せずに画像化されているので、被検眼１００の網膜の信号ｒの他に、ＦＰＮｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４が断層画像に現れている。ここで、ＦＰＮｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４は、背景よりも輝度が大きな輝線として現れている。
【００４５】
図３（ｂ）に示す断層画像は、干渉信号に含まれるスペクトル信号（測定信号）の位相ずれを補正してＦＰＮ成分を減算し、画像化されている。このため、図３（ｂ）では、図３（ａ）において輝線として現れていたＦＰＮｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４が減算され、ＦＰＮｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４が現れていた位置に、断層画像において背景よりも輝度が小さな暗線ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４が現れている。
【００４６】
また、干渉信号に含まれるスペクトル信号の位相ずれを単純に補正する場合、被検眼１００の網膜の信号ｒやノイズフロアにおける信号の位相ずれも補正してしまう可能性がある。この場合、位相ずれが補正された領域に関して減算処理が行われることから、ＦＰＮだけでなく網膜の信号ｒやノイズフロアにおける信号までもが減算され、その位置に暗線が現われ、断層画像の画質が劣化する。このため、図３（ｂ）では、ＦＰＮがあった位置に対応する暗線ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４と、位相ずれ補正された信号に対応する位置に他の暗線ｅ１，ｅ２，ｅ３が現れている。従って、図３（ｂ）に示す断層画像では、位相ずれの補正によってＦＰＮについての過度な補正（過補正）が行われている。
【００４７】
これに対し、図３（ｃ）に示す断層画像は、本実施例による信号処理によって形成された断層画像である。本実施例による信号処理では、干渉信号に含まれるスペクトル信号の位相ずれを算出した後に、位相ずれの平滑化を行い、平滑化された位相ずれに基づいて位相調整された背景信号（ノイズ情報）をスペクトル信号から減算している。位相ずれの平滑化を行うことで、ＦＰＮのように位相がランダムでないノイズの位相ずれ及び網膜やノイズフロアの信号のように位相がランダムな信号の位相ずれをある程度均す又は散らすことができる。このため、背景信号の位相をノイズフロア等の個々の画素についてのスペクトル信号の位相に一致させず、すこしだけずらすことができ、ＦＰＮについての過補正を抑制することができる。
【００４８】
これにより、図３（ｃ）に示すように、図３（ｂ）に示す断層画像に現れていた暗線ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｅ１，ｅ２，ｅ３を生じずに、ＦＰＮだけが除去された、高画質な断層画像を形成することができる。
【００４９】
［信号処理手順］
図４及び５を参照して、本実施例に係る画像処理方法の一連の信号処理手順について説明する。図４は、本実施例に係る信号処理のフローを示す。
【００５０】
本実施例に係る一連の信号処理では、情報処理部４０が、被検眼１００の測定信号と基準信号について算出した位相ずれを平滑化し、平滑化した位相ずれに基づいて測定信号の位相を調整して背景信号を生成し、背景信号の減算処理によりＦＰＮを除去する。なお、本実施例による信号処理手順の各工程は、情報処理部４０が果たす各機能によって進行させることができる。
【００５１】
本実施例に係る信号処理が開始されると、まずステップＳ１０１（測定信号取得）において、情報処理部４０の測定信号取得手段４１は、測定光学系２を制御し、被検眼１００を計測してＯＣＴ干渉信号を取得する。さらに、測定信号取得手段４１は、ＤＡＱボード３２を制御して、取得したＯＣＴ干渉信号を等波数間隔にサンプリングし、測定信号を取得する。なお、本実施例では、１回のＡスキャンについてのＤＡＱボード３２のサンプル数ＮｓはＮｓ＝２０４８とし、１回のＢスキャンを構成するＡスキャン数（Ｎｘ）はＮｘ＝１０２４とする。なお、これらの値は所望の構成に応じて任意の数に設定することができる。以下、１回のＡスキャンについて取得される測定信号を１つの測定信号とする。このため、１回のＢスキャンについて取得される測定信号は複数の測定信号によって構成される。
【００５２】
ここで、ＯＣＴによって被検眼１００の断層画像を撮像する際の、被検眼１００の深さ方向の撮像範囲（測定可能深度）は、１回のＡスキャンについてのサンプル数Ｎｓに依存することから知られている。そのため、波長掃引光源１０のコヒーレンス長に制限される範囲内において、サンプル数Ｎｓが増すにつれて、ＯＣＴ装置１による被検眼１００の測定可能深度が深くなる。また、サンプル数Ｎｓが２のべき乗になるようにした場合には、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）が適用できるため信号処理時間を短縮できる。そのため、１回のＡスキャンについてのサンプル数Ｎｓは、ＯＣＴ装置１の測定可能深度、信号処理時間、及びＤＡＱボード３２のサンプリング周波数等を勘案して選択することができる。
【００５３】
次に、ステップＳ１０２（フーリエ変換処理）において、情報処理部４０は取得した測定信号のスペクトルデータをフーリエ変換し、フーリエ変換したデータに基づいて被検眼１００の断層の深さ方向の情報を取得する。ここで、被検眼１００の深さ方向（Ｚ方向）の位置に対応する、等波数間隔でサンプリングしたスペクトルデータをフーリエ変換したデータ（以後、フーリエ変換データともいう）の各要素のインデックスとして、以下において、ｚを用いる。また、フーリエ変換する前の測定信号をｋ空間（波数空間）における測定信号、フーリエ変換した後の測定信号（フーリエ変換データ）をｚ空間（距離空間）における測定信号という。さらに、以後、Ａスキャンによって取得した測定信号をフーリエ変換の有無に関わらず、Ａスキャンデータ又はＡラインデータともいう。また、Ｂスキャンによって取得した測定信号をフーリエ変換の有無に関わらず、Ｂスキャンデータという。
【００５４】
スペクトルデータをＧ（ｋ）、フーリエ変換データをＥｓ（ｚ）とすると、フーリエ変換データＥｓ（ｚ）は次式で表すことができる。
【数１】
2018089055.tif 000003
ここでＦ｛｝はフーリエ変換を表す。さらにｋはフーリエ変換する前の測定信号における波数のインデックスを表し、ｚはフーリエ変換した後の測定信号における深さ方向の位置に関するインデックスを表す。
【００５５】
測定信号のフーリエ変換データＥｓは振幅と位相を持った複素数なので、測定信号の振幅をｒｓ、位相（偏角又は位相角ともいう。）をθｓとすると、フーリエ変換データＥｓは極形式を用いて次式で表すことができる。
【数２】
2018089055.tif 000004
【００５６】
本実施例では、フーリエ変換処理としてＦＦＴをスペクトルデータに適用することによりフーリエ変換データを取得する。なお、本実施例のステップＳ１０２（フーリエ変換処理）は、ゼロパディング等によってデータサイズを増やさずに実施する。データサイズを増やさないことで、以下のＦＰＮ除去の信号処理の負荷を小さくすることができる。
【００５７】
フーリエ変換処理を行ったら、ステップＳ１０３（基準信号取得）において、基準信号取得手段４２が、ステップＳ１０４においてＡスキャンデータ毎の測定信号の位相ずれを計算するための基準となる基準信号を生成する。具体的には、Ｂスキャンデータを構成する、取得した複数のフーリエ変換データＥｓについて、実部と虚部のそれぞれについて、各Ｚ方向のインデックスｚでＢスキャン方向（Ｘ方向）に中央値を算出し、基準信号を取得する。Ｂスキャンデータを構成する複数のフーリエ変換データＥｓをＥｓ１，…，Ｅｓｉ，…，ＥｓＮｘとすると、基準信号Ｅｒは次式に従って求められる。
【数３】
2018089055.tif 000005
【数４】
2018089055.tif 000006
ここで、ＥｓｌはＢスキャンデータを構成する複数のフーリエ変換データＥｓの部分集合であるデータセットを示し、Ｒｅ｛｝は実部、Ｉｍ｛｝は虚部を取得することを表し、ｍｅｄ｛｝ｌはｌで定義されたデータセットの中央値演算を表す。
【００５８】
また、基準信号Ｅｒの振幅をｒｒ、位相をθｒとすると、Ｅｒは式（２）と同様に極形式を用いて次式で表すことができる。
【数５】
2018089055.tif 000007
【００５９】
複数のフーリエ変換データの中央値計算を行うと、算出されたデータにおいて、計算に用いたデータ内の位相がランダムな信号が省かれる。このため、複数のフーリエ変換データの中央値計算を行うことで、元のフーリエ変換データに含まれる、位相がランダムな網膜の信号は省かれ（キャンセルされ）、中央値計算によって取得された基準信号Ｅｒにはノイズ成分に対応する信号が残る。従って、基準信号Ｅｒには位相がＸ方向にランダムではないＦＰＮに対応する信号が抽出される。
【００６０】
なお、本実施例では、Ｂスキャンデータを構成する複数のフーリエ変換データＥｓのＥｌで特定される部分集合であるデータセットについて中央値計算を行う。これに関し、中央値計算に用いるフーリエ変換データは、Ｂスキャンデータを構成する複数のフーリエ変換データＥｓの全て（Ｎｘ）であってもよいし一部であってもよい。中央値計算に用いるフーリエ変換データの数が少ない場合には、中央値計算は高速になるが、基準信号Ｅｒにおけるノイズ成分の抽出精度が落ちる場合がある。
【００６１】
また、基準信号Ｅｒを計算するための指標は中央値に限らず、平均値等であってもよい。指標が平均値の場合、計算は中央値よりも高速になるが、網膜の信号が完全にキャンセルされず、基準信号Ｅｒの精度が低下する場合がある。
【００６２】
なお、基準信号Ｅｒは、測定信号とは別に、ＦＰＮを被検眼１００からの戻り光をカットし、参照鏡からの反射光の信号データ（リファレンス信号）に基づいて生成されてもよい。この場合には、リファレンス信号の位相を合わせ、平均又は中央値等の計算処理をして、基準信号Ｅｒを生成してもよい。なお、基準信号ＥｒはＢスキャンデータを構成する複数のフーリエ変換データＥｓのうちのいずれか１つのＡスキャンデータであってもよい。
【００６３】
基準信号Ｅｒを取得したら、ステップＳ１０４（位相ずれ算出）において、位相ずれ算出手段４３が、基準信号Ｅｒと、Ｂスキャンデータを構成する複数の測定信号のフーリエ変換データＥｓとの位相ずれを相関値ρに基づいて算出する。このため、位相ずれ算出手段４３は、まず相関値ρをＡスキャンデータ毎に算出する。
【００６４】
具体的には、位相ずれ算出手段４３は、相関値ρをＡスキャンデータ毎にフーリエ変換データＥｓと基準信号Ｅｒの複素共役の積として次式に従って求める。
【数６】
2018089055.tif 000008
ここで式（２）と式（５）を式（６）に代入して次式が得られる。
【数７】
2018089055.tif 000009
式（７）から、相関値ρの絶対値はフーリエ変換データＥｓと基準信号Ｅｒの振幅の積となり、相関値ρの偏角はフーリエ変換データＥｓと基準信号Ｅｒの位相の差となることが分かる。このことから、フーリエ変換データＥｓと基準信号Ｅｒの位相ずれは、相関値ρの偏角に対応していることが分かる。なお、本実施例では、位相ずれを相関値の算出によって求めたが、位相ずれの算出方法はこれに限ったものではなく、２つの信号の位相差を求めることができる他の任意の算出方法であってもよい。
【００６５】
次に、ステップＳ１０５（位相ずれ平滑化）において、位相ずれ平滑化手段４４が、相関値ρの実部と虚部それぞれを平滑化処理することにより、測定信号の位相を調整する量である位相調整量θｄｅｌｔａを求める。
【００６６】
位相調整量θｄｅｌｔａを求める際の具体的な処理の手順を説明する。まず、位相ずれ平滑化手段４４は、式（８）に従って相関値ρに移動平均フィルタを適用し、平滑化した相関値ρｓｍを求める。さらに、位相ずれ平滑化手段４４は、式（９）に従って平滑化した相関値ρｓｍの偏角を抽出し、位相調整量θｄｅｌｔａを求める。
【数８】
2018089055.tif 000010
【数９】
2018089055.tif 000011
ここで、ｍＡｖｅ｛｝ｚはＺ方向（深さ方向）の移動平均フィルタ処理を表し、ａｎｇｌｅ｛｝は偏角を取得することを表す。なお、本実施例では平滑化処理を移動平均フィルタとしたがこれに限ったものではなく、任意の重み付けフィルタなどでもよい。
【００６７】
なお、移動平均を計算する際の、値を求める位置に対する片側のサンプル数をｈｗとすると平均するデータの数Ｎｍａｖｅは次式となる。
【数１０】
2018089055.tif 000012
本実施例では、背景信号生成におけるｈｗを４０とする。なお、ｈｗは任意の数にすることができ、画像の状態により適宜指定することができる。
【００６８】
位相調整量θｄｅｌｔａを求めたら、ステップＳ１０６（位相調整）において、位相調整手段４５が、位相調整量θｄｅｌｔａに基づいて、Ｂスキャンデータを構成する複数のフーリエ変換データＥｓの位相を調整する。具体的には、位相調整手段４５は、式（１１）に従って、フーリエ変換データＥｓの位相を調整（フーリエ変換データＥｓの位相から位相調整量θｄｅｌｔａを減算）し、位相調整されたフーリエ変換データＥｓｃを求める。
【数１１】
2018089055.tif 000013
【００６９】
次に、ステップＳ１０７（背景信号生成）において、背景信号生成手段４６が、位相調整されたフーリエ変換データＥｓｃに基づいて、背景信号Ｅｂｇを生成する。生成される背景信号Ｅｂｇは、ノイズ成分、特にＦＰＮに対応する信号であり、測定信号からノイズ成分を減算するために用いられる。背景信号生成手段４６、ステップＳ１０３（基準信号取得）と同様の手順により、背景信号Ｅｂｇを生成する。
【００７０】
具体的には、Ｂスキャンデータを構成する位相調整された後のフーリエ変換データＥｓｃをＥｓｃ１，…，Ｅｓｃｉ，…，ＥｓｃＮｘとすると、背景信号生成手段４６は背景信号Ｅｂｇを次式に従って求める。
【数１２】
2018089055.tif 000014
【数１３】
2018089055.tif 000015
ここで、Ｅｓｃｌは、Ｂスキャンデータを構成する位相調整された後の複数のフーリエ変換データＥｓｃの部分集合であるデータセットを示す。
【００７１】
また、背景信号Ｅｂｇの振幅をｒｂｇ、位相をθｂｇとすると、背景信号Ｅｂｇは式（２）と同様に極形式を用いて次式で表すことができる。
【数１４】
2018089055.tif 000016
【００７２】
ここで、ステップＳ１０３（基準信号取得）と同様に、位相調整された後の複数のフーリエ変換データＥｓｃの中央値の計算により、元のフーリエ変換データに含まれる位相がランダムな網膜の信号はキャンセルされる。そのため、背景信号Ｅｂｇには、ノイズ成分に対応する信号が残される。従って、背景信号Ｅｂｇには位相がＸ方向にランダムではないＦＰＮに対応する信号が抽出される。
【００７３】
また、ステップＳ１０３（基準信号取得）においてノイズ成分に対応する信号として得られる基準信号Ｅｒは、位相調整されていない測定信号のフーリエ変換データＥｓについて中央値計算して求められているため、ノイズ成分の振幅は減衰している。これに対し、ステップＳ１０７で生成される背景信号Ｅｂｇは、位相調整された後のフーリエ変換データＥｓｃを処理して得られるため、基準信号とは異なり、ノイズ成分の振幅の減衰が少ない特徴がある。
【００７４】
なお、ステップＳ１０３と同様に、ステップＳ１０７で中央値計算に用いるフーリエ変換データの数は、Ｂスキャンを構成する位相調整された後の複数のフーリエ変換データＥｓｃの全て（Ｎｘ）であってもよいし一部であってもよい。中央値計算に用いるフーリエ変換データの数が少ない場合、中央値計算は高速になるが、背景信号Ｅｂｇにおけるノイズ成分の抽出精度が落ちる場合がある。
【００７５】
また、背景信号Ｅｂｇを計算するための指標は中央値に限らず、平均値等であってもよい。指標が平均値の場合、計算は中央値よりも高速になるが、網膜の信号が完全にキャンセルされず、背景信号Ｅｂｇの精度が低下する場合がある。
【００７６】
なお、背景信号Ｅｂｇは、測定信号とは別に、ＦＰＮを被検眼１００からの戻り光をカットし、リファレンス信号の信号データに基づいて生成されてもよい。この場合には、リファレンス信号の位相を合わせ、平均又は中央値等の計算処理をして、背景信号Ｅｂｇを生成してもよい。
【００７７】
次に、ステップＳ１０８（背景信号減算）において、背景信号減算手段４７が、Ｂスキャンデータを構成する位相調整された後の複数のフーリエ変換データＥｓｃから背景信号Ｅｂｇをｚ空間にて減算する。これにより、背景信号減算手段４７は、フーリエ変換データＥｓｃから背景信号Ｅｂｇを減算したフーリエ変換データである背景減算信号Ｅｐｕｒｅを求める。
【００７８】
具体的には、背景信号減算手段４７は、次式に従って、位相調整された測定信号から背景信号Ｅｂｇが減算された背景減算信号Ｅｐｕｒｅを求める。
【数１５】
2018089055.tif 000017
ここで、Ｅｓｃ及びＥｂｇは、式（１１）及び式（１４）に示すように複素数であり、式（１５）は複素数の減算処理である。なお、背景信号減算手段４７は、位相調整された後の複数のフーリエ変換データＥｓｃ及び背景信号Ｅｂｇを逆フーリエ変換し、ｋ空間で減算処理をしてもよい。
【００７９】
次に、ステップＳ１０９（逆フーリエ変換処理）において、情報処理部４０は、背景減算信号である背景減算信号Ｅｐｕｒｅを逆フーリエ変換し、背景減算スペクトルＧｐｕｒｅを求める。ここで、逆フーリエ変換処理の前処理として、背景減算信号の前半部分（ｚが１からＮｓ／２までのデータ）を共役転置したデータを背景減算信号の後半部分に置換する。つまり、スペクトルを共役対象として逆フーリエ変換を実施することにより実数スペクトルを得る。
【００８０】
背景減算スペクトルＧｐｕｒｅは、背景減算信号Ｅｐｕｒｅを用いて次式で表すことができる。
【数１６】
2018089055.tif 000018
ここでＦ−１｛｝は逆フーリエ変換を表す。
【００８１】
なお、上述のステップＳ１０３〜ステップＳ１０８の処理において処理する１回のＡスキャンのサンプル数はＮｓであるが、逆フーリエ変換において背景減算信号の前半部分のみを使用する場合は、背景減算信号の後半部分は逆フーリエ変換に用いない。そのため、ステップＳ１０３〜ステップＳ１０８においても、ｚが１〜Ｎｓ／２の範囲（前半部分）データのみを処理してもよい。それにより、この間の信号処理を効率化し、信号処理に係る時間を短縮することができる。なお、逆フーリエ変換処理の前処理は、被検眼１００の網膜の信号の位置に応じて、背景減算信号の後半部分（ｚがＮｓ／２からＮｓまでのデータ）を共役転置し、前半部分に置換しても行ってもよい。この場合には、ステップＳ１０３〜ステップＳ１０８において、ｚがＮｓ／２〜からｓの範囲（後半部分）のデータのみを処理してもよい。
【００８２】
最後に、ステップＳ１１０（画像形成）において、画像形成手段４８は背景減算スペクトルＧｐｕｒｅに基づいて、被検眼１００の断層画像を形成し、表示部７０に表示する。
【００８３】
［画像形成手順］
次に、図５を参照して、本実施例に係る画像形成処理の具体的な手順について説明する。図５は、本実施例に係る画像形成処理のフローを示す。なお、画像形成処理は既知の任意の処理手順によって行われてもよい。
【００８４】
まず、ステップＳ２０１（窓関数処理）において、画像形成手段４８は、背景減算スペクトルＧｐｕｒｅに窓関数を乗算する。窓関数処理では、処理する信号の周波数分解能とダイナミックレンジのバランス調節を行う。窓関数に関しては、主成分（メインローブ）の幅が小さいほど主成分の周波数分解能が高まり、サイドローブの振幅が小さい程、小振幅のスペクトルを検出する能力が高まる。本実施例では、窓関数として公知のコサインテーパー窓を用いる。なお、窓関数として公知のハニング窓やガウス窓や矩形窓などを用いてもよい。
【００８５】
ステップＳ２０２（ゼロパディング）において、画像形成手段４８は、窓関数が適用された測定信号（背景減算スペクトルＧｐｕｒｅ）について、ゼロパディングを行うことにより、当該測定信号から形成される断層画像の深度方向のピクセル分解能を調整する。具体的には、測定信号の全体のデータサイズがＭ個になるように、測定信号のデータの後ろに０（ゼロ）を付加する。ゼロパディングした後にフーリエ変換を施した測定信号のデータに基づく断層画像は、深度方向のピクセル分解能が向上するため、検者や医師は、断層画像における被検眼１００の網膜の境界の強度及び深さ方向の位置を正しく把握できるようになる。
【００８６】
なお、データサイズＭが２のべき乗になるように０（ゼロ）を付加した場合には、ＦＦＴが適用できるため、以後のフーリエ変換の処理時間を短縮することができる。しかしながら、ゼロパディングを行うと、データサイズの増加に伴い、ＦＦＴ等の処理を除いたゼロパディング以降の処理にかかる時間がそれぞれ増加してしまう。そのため、ゼロパディングを行う場合には、以降の処理時間等を考慮して、適切な数のゼロ値を挿入することができる。なお、本実施例ではＭ＝４０９６としたが、Ｍの数は所望の構成に応じて任意の値にすることができる。
【００８７】
次に、ステップＳ２０３（フーリエ変換処理）において、情報処理部４０はゼロパディングを行った測定信号のデータにフーリエ変換処理を施し、Ｚ方向（深さ方向）のインデックスに対応する、位相と振幅からなる複素信号データを生成する。
【００８８】
ステップＳ２０４（絶対値算出）において、画像形成手段４８は、生成した複素信号データの絶対値を計算する。これにより、画像形成手段４８は、１つのＡスキャンデータに対応するＡスキャン画像の各画素について、複素信号データの振幅成分を求めることができる。
【００８９】
画像形成手段４８は、複素信号データの絶対値を計算したら、ステップＳ２０５（対数変換）において、求めた複素信号データの絶対値を対数変換する。画像形成手段４８は、例えば、振幅成分ａに対して２０×ｌｏｇ１０（ａ＋１）を計算する。対数変換したデータは、断層画像の強度情報（インテンシティー）に対応する。
【００９０】
最後に、ステップＳ２０６（画像表示）において、画像形成手段４８は、インテンシティーデータについて、各Ａスキャンデータを整列してＢスキャン画像、すなわち断層画像を形成し、ブライトネスコントラストを調整する。その後、表示制御手段４９は、画像形成手段４８によって形成した断層画像を、表示部７０に表示させる。
【００９１】
なお、本実施例においては、背景減算信号Ｅｐｕｒｅを逆フーリエ変換してｋ空間の背景減算スペクトルＧｐｕｒｅを取得し、背景減算スペクトルＧｐｕｒｅに対して上記処理を行って被検眼１００の断層画像を形成した。しかしながら、画像形成手段４８は、ｚ空間における背景減算信号Ｅｐｕｒｅから被検眼１００の断層画像を形成してもよい。
【００９２】
上記のように、本実施例によるＯＣＴ装置１は、測定光学系２と、測定光学系２に通信可能に接続された情報処理部４０を備える。測定光学系２は、波長掃引光源１０からの光を被検眼１００に照射される測定光と参照光に分割し、被検眼１００からの測定光の戻り光と参照光とを干渉させて得た干渉光に基づいて、測定信号を生成する。従って、測定光学系２は、被検眼１００を光干渉断層撮像して、被検体の断層の深さ方向の情報を含む測定信号を生成する。
【００９３】
情報処理部４０は、測定信号取得手段４１と、基準信号取得手段４２と、位相ずれ算出手段４３と、位相ずれ平滑化手段４４と、位相調整手段４５と、背景信号生成手段４６と、背景信号減算手段４７と、画像形成手段４８とを備える。測定信号取得手段４１は、測定光学系２から複数の測定信号を取得する。基準信号取得手段４２は、複数の測定信号に基づいて、基準信号Ｅｒを取得する。位相ずれ算出手段４３は、複数の測定信号の各々と基準信号Ｅｒの位相ずれを算出する。位相ずれ平滑化手段４４は、算出した複数の測定信号の各々と基準信号Ｅｒの位相ずれの各々を平滑化する。位相調整手段４５は、平滑化された位相ずれに基づいて、平滑化された位相ズレに対応する複数の測定信号の各々の位相を調整する。背景信号生成手段４６は、位相調整された複数の測定信号に基づいて、ノイズ成分に対応する背景信号Ｅｂｇを生成する。背景信号減算手段４７は、位相調整された複数の測定信号から背景信号Ｅｂｇを減算する。画像形成手段は、背景信号Ｅｂｇが減算された複数の測定信号に基づいて、被検眼１００の断層画像を形成する。
【００９４】
特に、本実施例では、基準信号取得手段４２は、フーリエ変換後の複数の測定信号の中央値を算出することによって基準信号を取得する。また、位相ずれ算出手段４３は、測定信号と基準信号Ｅｒの相関値ρに基づいて複数の測定信号の各々と基準信号Ｅｒの位相ずれを算出し、位相ずれ平滑化手段４４は、算出した位相ずれのそれぞれに移動平均フィルタを適用して位相ずれを平滑化する。また、背景信号生成手段４６は、フーリエ変換後の位相調整された複数の測定信号の中央値を算出することによって背景信号を生成する。
【００９５】
ここで、特許文献１に開示されている技術では、断層画像上においてＦＰＮが生じている位置を検出するため、スペクトルの強度によっては断層画像からＦＰＮの位置を検出することができないことがあり、ＦＰＮを除去することができない場合がある。また、特許文献１に開示されている技術では、検出信号の取り込みタイミングをシフトさせて干渉光のスペクトルの位相を補正するため、位相ずれが断層像の深さに対してリニアに変化する場合のみについてＦＰＮ除去が有効である。
【００９６】
しかし実際には、位相ずれが２πを超えてラッピングすること、及び、波長掃引中におけるｋ−ｃｌｏｃｋのタイミングが不規則にずれること等の理由により、１回のＡスキャン中の位相のずれは断層像の深さに対して必ずしもリニアに変化せず不規則にずれる。そのため、特許文献１に開示されている技術では、ＦＰＮを除去することができない場合がある。
【００９７】
これに対し、本実施例によるＯＣＴ装置１では、位相ずれ平滑化処理を実施することで、位相がランダムな網膜の信号及びノイズフロアの位相ずれ情報が相関値ρから除外され、位相がランダムではないノイズ（ＦＰＮを含む）の位相ずれ情報のみが抽出される。そのため、以後の処理で網膜やノイズフロアの信号を減算しないので、暗線を生み出すことなく、位相ズレが断層像の深さに対してリニアに変化しない場合であっても、ＦＰＮを除去し高画質なＯＣＴ画像を生成することができる。また、位相ずれ平滑化処理でＦＰＮの位相ずれ情報を抽出することから、ＦＰＮの位置を特定せずに、ＦＰＮを除去することができる。
【００９８】
また、従来において、ＦＰＮ除去のための追加の光学部材を用いて、測定光の光路又は参照光の光路に配置された光学部材による位相ずれを求め、求められた位相ずれに基づいて干渉光のスペクトル位相を補正する方法も提案されている。これに対し、本実施例によるＯＣＴ装置１では、測定信号に含まれる全てのＦＰＮに対して、平滑化された位相ずれに基づいて位相調整する。このため、ＦＰＮ除去のための追加の光学部材を用いずに簡単な装置構成で１回のＡスキャン内での不規則な位相ずれによるＦＰＮを除去することができる。
【００９９】
なお、本実施例においては、基準信号取得手段４２は、測定信号に基づいて基準信号Ｅｒを取得しているが、基準信号Ｅｒを生成する構成はこれに限られない。例えば、測定信号取得手段４１は、光干渉断層撮像における参照光のみに基づく測定信号である参照信号を取得し、基準信号取得手段４２が、フーリエ変換後の参照信号の中央値を算出することによって基準信号Ｅｒを取得してもよい。
【０１００】
さらに、本実施例では、測定信号と基準信号の相関値ρから位相ずれを算出し、位相調整量θｄｅｌｔａを求めているが、位相調整量θｄｅｌｔａを求める構成はこれに限られず、既知の任意の方法によって位相調整量を求めることができる。
【０１０１】
また、位相ずれ平滑化手段４４は、移動平均フィルタを用いる構成に限られず、位相ずれに重み付けフィルタを適用して位相ずれを平滑化してもよい。なお、位相ずれ平滑化処理の窓の大きさ（本実施例では、移動平均を計算する際の片側サンプル数であるｈｗに相当する）が小さい程、平滑化の効果が薄れ断層像に暗線が生じやすい傾向があり、処理が軽くなる。これに対し、平滑化窓の大きさが大きい程、隣り合うＦＰＮの位相を分解できなくなる等に起因して、ＦＰＮが残りやすくなる傾向があり、処理が重くなる。これらを勘案し、ｈｗを好ましくは２０〜３００に、さらに好ましくは３０〜５０に設定することができる。
【０１０２】
さらに、本実施例において、背景信号生成手段４６は、位相調整された測定信号に基づいて背景信号Ｅｂｇを生成しているが、背景信号Ｅｂｇを生成する構成はこれに限られない。例えば、背景信号生成手段は、参照光に基づく測定信号から背景信号Ｅｂｇを生成してもよい。この場合には、測定信号取得手段は、光干渉断層撮像における参照光のみに基づく測定信号である参照信号を取得し、基準信号取得部は複数の参照信号に基づいて基準信号を生成する。また、位相ずれ算出手段は、複数の参照信号の各々と基準信号の位相ずれを算出し、平滑化手段は、複数の参照信号の各々と基準信号の位相ずれをそれぞれ平滑化する。位相調整手段は、複数の参照信号の各々と基準信号の平滑化された位相ずれに基づいて、平滑化された位相ずれに対応する複数の参照信号の各々の位相を調整する。その後、背景信号生成手段は、フーリエ変換後の位相調整された複数の参照信号の中央値を算出することによって背景信号を生成する。
【０１０３】
また、本実施例では、背景信号減算手段４７は、位相調整された測定信号からｚ空間において背景信号を減算している。これに対し、背景信号減算手段４７は、位相調整された測定信号及び背景信号を逆フーリエ変換し、ｋ空間において測定信号から背景信号を減算してもよい。
【０１０４】
また、基準信号取得手段４２、位相ずれ算出手段４３、位相ずれ平滑化手段４４、位相調整手段４５、背景信号生成手段４６、及び背景信号減算手段４７は、複数の測定信号の各々をフーリエ変換した値の前半部分のみを用いてそれぞれの処理を行ってもよい。逆に、基準信号取得手段４２等は、複数の測定信号の各々をフーリエ変換した値の後半部分のみを用いてそれぞれの処理を行ってもよい。これらの場合、各処理による負荷及び計算時間を短縮することができる。
【０１０５】
また、本実施例においては、信号処理のステップＳ１０８において、位相調整した測定信号Ｅｃから背景信号Ｅｂｇを減算したが、背景信号の減算方法はこれに限られない。例えば、背景信号Ｅｂｇを基準信号として、位相調整前の測定信号と背景信号ＥｂｇについてステップＳ１０３乃至Ｓ１０６と同様の処理を行い、背景信号Ｅｂｇの位相を測定信号に対して調整する。その後、測定信号から背景信号Ｅｂｇの位相調整後の信号を減算して、減算後の信号に基づいて画像形成処理を行ってもよい。
【０１０６】
この場合には、位相ずれ算出手段は、複数の測定信号の各々と背景信号Ｅｂｇの位相ずれを算出し、位相ずれ平滑化手段は、複数の測定信号の各々と背景信号Ｅｂｇの位相ずれをそれぞれ平滑化する。位相調整手段は、複数の測定信号の各々と背景信号Ｅｂｇの平滑化された位相ずれに基づいて、平滑化された位相ずれに対応する前記背景信号の位相を調整する。当該処理によっても、本実施例と同様の効果を奏することができる。
【０１０７】
［実施例２］
実施例１にかかるＯＣＴ装置１では、１つのＢスキャンデータに対してＦＰＮを除去する処理を行って、断層画像を形成した。これに対し、実施例２によるＯＣＴ装置では、複数のＢスキャンデータを処理する場合に、特定のＢスキャンデータに基づいて背景信号を生成し、生成した背景信号を複数のＢスキャンデータの信号処理に共通して適用する。本実施例では、背景信号を複数のＢスキャンデータの信号処理に共通して用いることで、信号処理を効率化することができる。
【０１０８】
なお、複数のＢスキャンデータを取得することで、眼底上の複数箇所を観察したり、ボリュームデータを構成したり、位置合わせした複数の断層画像の輝度を平均化することによりスペックルノイズを低減した高画質な断層画像を生成することができる。本実施例では、複数のＢスキャンデータに基づいて複数の断層画像を形成する処理について説明する。
【０１０９】
図６（ａ）及び（ｂ）を参照して、本実施例に係る一連の信号処理の手順について説明する。図６（ａ）は、本実施例に係る一連の信号処理のフローを示す。図６（ｂ）は、ステップＳ３０２における、背景信号生成処理のフローを示す。なお、本実施例によるＯＣＴ装置の構成要素は、実施例１によるＯＣＴ装置１の構成要素と同様であり、同じ参照符号を用い、説明を省略する。以下、本実施例に係る一連の信号処理について、実施例１に係る信号処理との差を中心に説明する。
【０１１０】
情報処理部４０で一連の信号処理が開始されると、ステップＳ３０１（測定信号取得）において、測定信号取得手段４１は、実施例１におけるステップＳ１０１（測定信号取得）と同様に測定信号を取得する。本実施例では、１回のＡスキャンに関するＤＡＱボード３２のサンプル数（Ｎｓ）をＮｓ＝２０４８とし、１回のＢスキャンを構成するＡスキャン数（Ｎｘ）をＮｘ＝１０２４とする。また、本実施例におけるＢスキャンの数（Ｎｂ）をＮｂ＝５０とする。なお、これらの値は所望の構成に応じて任意の数に設定することができる。
【０１１１】
測定信号取得手段４１が、Ｎｂ回のＢスキャンを行って測定信号を取得したら、情報処理部４０は、ステップＳ３０２において、背景信号生成処理を行う。背景信号生成処理では、情報処理部４０は、Ｎｂ回のＢスキャンのうちの一つのＢスキャンによるＢスキャンデータを選択し、選択したＢスキャンデータから、断層画像の形成処理に用いるＢスキャンデータに共通して適用する背景信号を生成する。なお、選択されるＢスキャンデータは、複数のＢスキャンデータの平均をとって生成されたＢスキャンデータ等でもよい。
【０１１２】
情報処理部４０は、図６（ｂ）に示す背景信号生成処理を開始すると、ステップＳ４０１（Ｂスキャン選択）において、背景信号生成用に１つのＢスキャンデータ（背景信号生成用Ｂスキャンデータ）を選択する。情報処理部４０は、背景信号生成用Ｂスキャンデータとして、被検眼１００のまばたきや、眼球の動きにより撮像が失敗していないデータを選択する。なお、情報処理部４０は、撮像の失敗を、Ｂスキャンデータに含まれる値や、Ｂスキャンデータに基づいて形成される断層画像等に基づいて任意の方法により判定することができる。なお、検者等が手動で背景信号生成用Ｂスキャンデータを選択してもよい。
【０１１３】
次に、ステップＳ４０２（フーリエ変換処理）〜Ｓ４０７（背景信号生成）において、情報処理部４０は背景信号生成用Ｂスキャンデータについて、実施例１に係るステップＳ１０２（フーリエ変換処理）〜Ｓ１０７（背景信号生成）と同様に処理する。これにより、情報処理部４０の背景信号生成手段４６は、背景信号生成用Ｂスキャンデータに基づいて、以後の処理で共通して用いる背景信号（共通背景信号：Ｅｂｇ２）を生成する。
【０１１４】
ステップＳ３０２において共通背景信号：Ｅｂｇ２を生成したら、ステップＳ３０３（初期値設定）〜Ｓ３１１（処理終了確認）において、情報処理部４０はステップＳ３０１で取得した全てのＢスキャンデータを信号処理し画像を形成する。なお、情報処理部４０は、取得した複数のＢスキャンデータの一部のみを画像形成に用いてもよい。
【０１１５】
ステップＳ３０３（初期値設定）において、情報処理部４０は、Ｂスキャンデータのインデックスｎを初期値である１に設定する。
【０１１６】
ステップＳ３０４では、情報処理部４０は、ｎ番目に取得したＢスキャンデータ（測定信号）について、実施例１に係るステップＳ１０２と同様に、フーリエ変換処理を実施し、フーリエ変換データＥｓを生成する。なお、背景信号生成用Ｂスキャンデータとして選択したＢスキャンデータについては、ステップＳ４０２でフーリエ変換後のデータを既に取得しているので、ここでの処理から省いてもよい。
【０１１７】
次に、位相ずれ算出手段４３は、ステップＳ３０５（位相ずれ算出）において、ｎ番目のＢスキャンデータのフーリエ変換データＥｓとステップＳ４０７で生成した共通背景信号Ｅｂｇ２との位相ずれを算出する。より具体的には、ｎ番目のＢスキャンデータのフーリエ変換データＥｓに対し、共通背景信号Ｅｂｇ２を基準信号とし、実施例１のステップＳ１０４（位相ずれ算出）と同様に位相ずれを算出する。
【０１１８】
ステップＳ３０６（位相ずれ平滑化）において、位相ずれ平滑化手段４４は、実施例１のステップＳ１０５と同様に、算出した位相ずれを平滑化し、ｎ番目のＢスキャンデータに対する共通背景信号Ｅｂｇ２の位相調整量θｄｅｌｔａを求める。
【０１１９】
次に、ステップＳ３０７（背景信号の位相調整）において、位相調整手段４５は、共通背景信号Ｅｂｇ２の位相に位相調整量θｄｅｌｔａを加算し、ｎ番目のＢスキャンデータのフーリエ変換データＥｓに適用する共通背景信号Ｅｂｇ２の位相を調整する。なお、実施例１では測定信号のフーリエ変換データＥｓを位相調整していたのに対し、本実施例では、共通背景信号Ｅｂｇ２を位相調整する。具体的には、位相調整手段４５は、次式に従って位相調整された背景信号Ｅｂｇｃを求める。なお、位相調整手段４５は、背景信号Ｅｂｇｃを、ｎ番目のＢスキャンデータのフーリエ変換データＥｓにおける各Ａスキャンデータに対して生成する。そのため、位相調整手段４５は、ｎ番目のＢスキャンデータに対し、背景信号ＥｂｇｃをＢスキャンに含まれるＡスキャンの回数分（Ｎｘ個）だけ生成する。
【数１７】
2018089055.tif 000019
【０１２０】
ステップＳ３０８（背景信号減算）において、背景信号減算手段４７は、ｎ番目のＢスキャンデータのフーリエ変換データＥｓから、位相調整された背景信号ＥｂｇｃをＡスキャンデータ毎に減算する。なお、Ａスキャンデータ毎に減算を行う際には、フーリエ変換データＥｓに含まれるＡスキャンデータに対して生成された、位相調整後の背景信号を各Ａスキャンデータから減算する。これにより、背景信号減算手段４７は、ｎ番目のＢスキャンデータのフーリエ変換データＥｓについて、背景信号を減算した測定信号（背景減算信号：Ｅｐｕｒｅ）を求める。具体的には、背景信号減算手段４７は、次式に従って背景減算信号Ｅｐｕｒｅを求める。
【数１８】
2018089055.tif 000020
ここで、Ｅｓ，Ｅｂｇｃは複素数であり式（１８）は複素数の減算処理である。
【０１２１】
次に、情報処理部４０は、ステップＳ３０９（逆フーリエ変換処理）において、実施例１に係るステップＳ１０９と同様に、ｎ番目のＢスキャンデータの背景減算信号Ｅｐｕｒｅに対して逆フーリエ変換を行う。
【０１２２】
情報処理部４０は、ステップＳ３１０（画像形成）において、実施例１に係るステップＳ１１０（画像形成）と同様に、ｎ番目のＢスキャンデータの背景減算信号Ｅｐｕｒｅを逆フーリエ変換して得たデータに基づいて断層画像を形成する。
【０１２３】
その後、情報処理部４０は、ステップＳ３１１において、ＢスキャンデータのインデックスｎがＮｂに一致するか否かを判断し、ｎがＮｂに一致していなければ、ステップＳ３１２においてｎを１増やし、処理をステップＳ３０４に戻す。これに対し、情報処理部４０は、ｎがＮｂに一致していれば、Ｎｂ個のＢスキャンデータに基づいて断層画像を生成し終えたとして、一連の処理を終了する。
【０１２４】
上記のように、本実施例によるＯＣＴ装置では、背景信号生成手段４６は、複数のＢスキャンデータのうちの１つのＢスキャンデータに基づく共通背景信号Ｅｂｇ２を生成する。位相ずれ算出手段４３は、複数の測定信号の各々と共通背景信号Ｅｂｇ２の位相ずれを算出し、位相ずれ平滑化手段４４は、複数の測定信号の各々と共通背景信号Ｅｂｇ２の位相ずれをそれぞれ平滑化する。また、位相調整手段４５は、複数の測定信号の各々と共通背景信号Ｅｂｇ２の平滑化された位相ずれに基づいて、平滑化された位相ずれに対応する共通背景信号Ｅｂｇ２の位相を調整する。背景信号減算手段４７は、光干渉断層撮像における１回のＢスキャンデータから生成した複数の測定信号に基づく、位相調整された背景信号Ｅｂｇｃを、複数回のＢスキャンから生成した複数の測定信号から共通して減算する。
【０１２５】
本実施例によれば、複数のＢスキャンデータに対して背景信号減算に用いる背景信号を共通して用いることで、各Ｂスキャンデータについて背景信号を生成する処理を省くことができる。より具体的には、背景信号生成用Ｂスキャンデータを除いた他の複数のＢスキャンデータで、実施例１に係るステップＳ１０３（基準信号取得）とステップＳ１０７（背景信号生成）に対応する処理を省くことができ、信号処理を効率化、高速化することができる。
【０１２６】
［実施例３］
実施例１及び実施例２に係る信号処理に関しては、一枚のフレームの断層画像では図３（ｂ）に示す暗線は見られないが、複数の断層画像を平均化すると、僅かな輝度の低下領域が強調され、暗線が出現する場合がある。これは、位相調整の精度が、不自然に高いことで測定信号からノイズ成分を過剰に減算してしまう現象である。これに対し、実施例３によるＯＣＴ装置では、位相ずれをクリップして平滑化処理し、位相調整量の精度を調整する。これにより、複数の断層画像を平均化した場合でも、ＦＰＮ（ノイズ成分）を過剰に減算せず、暗線の発生を抑制することができる。なお、本明細書におけるクリップとは、入力値に対して上限を設け、入力値のピークを上限の値までに抑える処理をいう。
【０１２７】
本実施例によるＯＣＴ装置の構成要素は、実施例１によるＯＣＴ装置１の構成要素と同様であるため、同じ参照符号を用い、説明を省略する。以下、本実施例に係る一連の信号処理について、実施例１に係る信号処理との差を中心に説明する。
【０１２８】
本実施例に係る情報処理部７００の機能構成を図７に示す。本実施例に係る情報処理部７００の機能構成は、実施例１に係る情報処理部４０の機能構成に、位相ずれクリップ手段７１０を追加したものである。そのため、測定信号取得手段７０１〜表示制御手段７０９は、情報処理部４０における測定信号取得手段４１〜表示制御手段４９と同様のものであり、これら機能構成については説明を省略する。
【０１２９】
図８を参照して、本実施例に係る一連の信号処理の手順について説明する。図８は、本実施例に係る一連の信号処理のフローを示す。本実施例の信号処理手順は、実施例１に係る信号処理手順におけるステップＳ１０４（位相ずれ算出）の次に、ステップＳ５０５（位相ずれクリップ処理）を追加したものである。そのため、本実施例の信号処理手順において、ステップＳ５０１〜Ｓ５０４及びステップＳ５０６〜Ｓ５１１は、それぞれ、実施例１の信号処理手順におけるステップＳ１０１〜１０４及びステップＳ１０５〜Ｓ１１０に対応する。説明の簡略化のため、これらのステップについては、説明を省略する。
【０１３０】
ステップＳ５０５（クリップ処理）における、位相ずれクリップ処理について説明する。ステップＳ５０５において、位相ずれクリップ手段７１０はステップＳ５０４（位相ずれ算出）で位相ずれ算出手段７０３が出力した相関値ρから振幅を抽出し、抽出した相関値ρの振幅をクリップする。位相ずれクリップ手段７１０は、クリップした相関値ρの振幅を元の相関値ρの偏角に結合した新しい相関値ρｃを生成する。
【０１３１】
図９（ａ）乃至（ｃ）を参照して、相関値ρの振幅のクリップについてより具体的に説明する。図９（ａ）は、或るＡラインデータの相関値ρの振幅プロファイルの概念図である。なお、図９（ａ）乃至（ｃ）では１回のＡスキャンでのサンプル数Ｎｓに対し、Ｚ方向のインデックスｚが１〜Ｎｓ／２の範囲（前半部分）のみを表示している。
【０１３２】
図９（ａ）に示されるピークＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、ＦＰＮに由来するピークであり、図３（ａ）に示されるＦＰＮｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４に対応している。また、図９（ａ）に示されるピークＲは網膜の信号に由来するピークであり、図３（ａ）に示される網膜の信号ｒに対応している。
【０１３３】
位相ずれクリップ手段７１０は、相関値ρのＺ方向のインデックスｚの前半部分をＮｃ個に分割し、それぞれの領域でデータを昇順にソートしてデータ数のＰパーセントより大きい振幅の値（クリップ値）を統計的に求める。本実施例ではＮｃ＝３、Ｐ＝９６とする。なお、Ｎｃ及びＰの値は所望の構成に応じて任意の数に設定することができる。
【０１３４】
図９（ｂ）は、相関値ρの振幅プロファイルに、Ｚ方向のインデックスｚの前半部分をＮｃ個に分割する分割線と、上記クリップ値を重畳した図である。図９（ｂ）において、分割線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、Ｚ方向のインデックスｚをＮｃ個に分割した位置を示す分割線である。クリップ値Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、分割線によって仕切られたそれぞれの領域ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３におけるクリップ値である。
【０１３５】
位相ずれクリップ手段７１０は、分割されたそれぞれの領域ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３について、クリップ値Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を上限として相関値ρの振幅の値を変更し、振幅をクリップした相関値ρ’の振幅プロファイルを生成する。
【０１３６】
図９（ｃ）は、相関値ρの振幅をクリップして生成した相関値ρ’の振幅プロファイルを示す。ＦＰＮに由来するピークＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、それぞれが含まれる領域ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３についてのクリップ値Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３によってクリップされて、ピークＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４となる。
【０１３７】
位相ずれクリップ手段７１０は、振幅をクリップして生成した相関値ρ’の振幅を、元の相関値ρの偏角に結合し、新しい相関値ρｃを生成する。その後、ステップＳ５０６（位相ずれ平滑化）において、位相ずれ平滑化手段７０４が、相関値ρｃについて平滑化を行い、ＦＰＮの位置における位相調整量θｄｅｌｔａを求める。
【０１３８】
上記のように、本実施例によるＯＣＴ装置は、位相ずれをクリップする位相ずれクリップ手段７１０をさらに備える。位相ずれクリップ手段７１０は、複数の測定信号の各々と基準信号との相関値ρを被検眼１００の断層の深さ方向に対応する並びにおいて連続した複数の集合に分割する。その後、位相ずれクリップ手段７１０は、分割した複数の集合の各々に含まれる相関値ρの振幅毎に算出した統計値に基づいて、複数の測定信号の各々と基準信号の位相ずれをクリップする。本実施例では、位相ずれクリップ処理により背景信号の減算処理においてＦＰＮを過剰に減算することを高精度に防ぐことができ、断層画像を平均化した場合でも暗線を防ぐことができる。
【０１３９】
なお、本実施例におけるＰが大きい程、暗線が生じやすい傾向があり、Ｐが小さい程、ＦＰＮ（背景より明るいノイズ）が残りやすい傾向がある。このため、Ｐは好ましくは９０〜９９に設定することができる。さらに、Ｐは同じく画質に影響する処理である平滑化処理の窓の設定を勘案して決定されてもよい。
【０１４０】
また、本実施例における位相ずれクリップ手段は一例であり、相関値ρのＦＰＮに由来するピークを抑える処理であれば、任意の方法を用いてよい。
【０１４１】
さらに、本実施例において処理する相関値ρの１つのＡスキャンデータに対応するデータサイズはＮｓである。ここで、ステップＳ５１０（逆フーリエ変換処理）で後半部分を用いない場合には、Ｚ方向のインデックスｚが１〜Ｎｓ／２の範囲（前半部分）の測定信号のデータのみを処理して、処理による負荷を減らしてもよい。
【０１４２】
また、本実施例に関しては、実施例１に係る信号処理手順に基づいた信号処理手順について説明した。しかしながら、本実施例の信号処理手順はこれに限られず、実施例２のように、複数のＢスキャン画像に対して共通の背景信号を生成する信号処理手順において相関値ρのクリップ処理を行ってもよい。この場合には、図６（ａ）に示す実施例２に係る信号処理手順において、ステップＳ３０５の後にクリップ処理を行い、クリップ処理を施した相関値ρｃに基づいて、ステップＳ３０６において位相ずれ平滑化を行う。
【０１４３】
なお、上記実施例においては、測定信号取得手段４１，７０１が測定光学系２から測定信号や参照光に基づく信号を取得する構成について述べた。しかしながら、測定信号取得手段４１，７０１は、院内ネットワークやインターネットなどのネットワークを介してサーバから測定信号や参照光に基づく信号を取得してもよいし、任意の記憶媒体からそれらを取得してもよい。
【０１４４】
また、上記実施例では、ＯＣＴ装置の干渉光学系としてマッハツェンダー型干渉計の構成を用いているが、干渉光学系の構成はこれに限られない。例えば、ＯＣＴ装置１の干渉光学系はマイケルソン干渉計の構成を有していてもよい。さらに、測定光学系に含まれる構成要素の一部は測定光学系の外部に設けられていてもよい。このため、例えば、ＤＡＱボードは測定光学系に含まれる構成に限られず、情報処理部に含まれていてもよい。
【０１４５】
さらに、上記実施例では、被検体として被検眼１００（人眼）を挙げたが、被検体はこれに限られない。例えば、被検体は皮膚や臓器等でもよい。このとき、本発明は、眼科装置以外に、内視鏡等の医療機器に適用することができる。
【０１４６】
（その他の実施例）  
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【０１４７】
以上、実施例を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。本発明の趣旨に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、上述の各実施例及び変形例は、本発明の趣旨に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１４８】
４０：情報処理部（画像処理装置）、４１：測定信号取得手段、４２：基準信号取得手段、４３：位相ずれ算出手段（算出手段）、４４：位相ずれ平滑化手段（平滑化手段）、４５：位相調整手段（調整手段）、４６：背景信号生成手段（生成手段）、４７：背景信号減算手段（減算手段）、４８：画像形成手段、１００：被検眼（被検体）
【図１】
2018089055.tif 000021
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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