面向檢影驗(yàn)光的圖像捕捉設(shè)備及處理算法的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-21 13:58
眼部疾病是全世界所面臨的共同困擾,隨著電子信息社會(huì)發(fā)展,眼部疾病的患病人數(shù)日益增加,其中,近視、遠(yuǎn)視等眼部屈光不正的發(fā)病率極高。屈光不正的快速、準(zhǔn)確識(shí)別及抑制是當(dāng)下研究的熱點(diǎn)。電腦驗(yàn)光儀的出現(xiàn)讓屈光不正的識(shí)別更加便捷,然而由于其機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對(duì)被檢測(cè)患者的配合度要求較高,導(dǎo)致其診斷結(jié)果并不穩(wěn)定;檢影法作為客觀驗(yàn)光方法,有著較高可靠性、準(zhǔn)確性,臨床可信度高。然而由于檢影法理論較復(fù)雜、驗(yàn)光師要完全掌握所需的培訓(xùn)周期長、檢影過程依賴人為判斷,使得其推廣受到限制。本文根據(jù)檢影法驗(yàn)光的原理及特點(diǎn),研發(fā)出智能驗(yàn)光設(shè)備,消除了人為主觀因素,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的檢影驗(yàn)光,診斷快速、準(zhǔn)確,操作簡單、易學(xué),有利于其進(jìn)一步推廣。本文以檢影法驗(yàn)光所觀測(cè)到的映光為切入點(diǎn),完成了以下工作:(1)根據(jù)檢影法驗(yàn)光環(huán)境與所觀測(cè)的映光特點(diǎn),根據(jù)圖像灰度直方圖分布特點(diǎn),采用MATLAB調(diào)整函數(shù),實(shí)現(xiàn)分別對(duì)不同捕捉圖像進(jìn)行自適應(yīng)參數(shù)下的灰度變換,利用Sobel算子與自動(dòng)閾值分割法將映光從圖像中分割出來,并利用坐標(biāo)擬合法將映光特征參數(shù)化。(2)根據(jù)檢影法驗(yàn)光特點(diǎn),設(shè)計(jì)了與之適應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu),對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行選型,并對(duì)圖像捕捉模塊進(jìn)行了傳...
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:125 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
眼部屈光不正示意圖
吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文2眼部驗(yàn)光是眼視光學(xué)中的重要分支,是眼部屈光不正醫(yī)學(xué)診察的基礎(chǔ)與重要手段。驗(yàn)光是指以0屈光度眼(0D),即正視眼的聚散度為參考準(zhǔn)則,對(duì)被測(cè)人眼球所入射光線的聚散度進(jìn)行檢驗(yàn)的方式。驗(yàn)光有多種多樣的分類形式,其中最常見的分類形式是將其分成為客觀驗(yàn)光和主觀驗(yàn)光兩類[6]。其中,客觀驗(yàn)光一般在眼部驗(yàn)光的初始階段進(jìn)行,通過諸如檢影法、電腦驗(yàn)光儀等客觀驗(yàn)光方法進(jìn)行初步診斷,如圖1.2所示,為客觀驗(yàn)光所用醫(yī)療設(shè)備。隨后,醫(yī)師在客觀驗(yàn)光基礎(chǔ)上進(jìn)行主觀驗(yàn)光,目前常用的主觀驗(yàn)光方法是借助綜合驗(yàn)光儀進(jìn)行驗(yàn)光操作;主觀驗(yàn)光后,其得出的結(jié)果將會(huì)以客觀驗(yàn)光的數(shù)據(jù)為參考,并在此基礎(chǔ)上給出較為準(zhǔn)確的結(jié)論。(a)電腦驗(yàn)光儀(b)檢影鏡圖1.2電腦驗(yàn)光儀與檢影鏡實(shí)物圖人工驗(yàn)光方法對(duì)醫(yī)師的臨床經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)技能依賴程度較高,驗(yàn)光精確性、結(jié)果一致性較差。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,電腦驗(yàn)光儀被廣泛用于臨床,以提高診斷效率和診斷準(zhǔn)確性,但由于其機(jī)械結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)誤差及操作誤差都會(huì)對(duì)驗(yàn)光結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性產(chǎn)生一定影響。如表1.1所示,相關(guān)研究表明,在球鏡,即近、遠(yuǎn)視的屈光度驗(yàn)光結(jié)果判斷上,電腦驗(yàn)光儀與檢影法驗(yàn)光的檢驗(yàn)結(jié)果會(huì)出現(xiàn)較為明顯的差異,其顯著性p值小于0.05;而檢影法驗(yàn)光與主觀驗(yàn)光,即綜合驗(yàn)光儀之間的屈光度檢驗(yàn)結(jié)果幾乎完全吻合。綜上,檢影法驗(yàn)光在驗(yàn)光過程中準(zhǔn)確性和可靠性在一定程度上要優(yōu)于電腦驗(yàn)光儀。同時(shí),檢影法還具有低成本、便于攜帶等諸多優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用檢影法替代電腦驗(yàn)光儀具有很大的臨床意義。檢影法的精確性和可靠性源自于其精確而又復(fù)雜的理論,且對(duì)醫(yī)技人員的專業(yè)知識(shí)及臨床經(jīng)驗(yàn)要求較高。因此,在學(xué)科交融的大背景下,通過學(xué)科交叉,探索現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)及圖像處理技術(shù)與?
吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文6驗(yàn)光師觀測(cè)診斷結(jié)果提供了便捷的條件,然而由于其操作過程過度依賴于驗(yàn)光師的人工操作且其結(jié)果判斷較為主觀,故診斷結(jié)果可靠性略低。此外,從檢影法的推廣研究角度上來看,近年來,隨著學(xué)科交匯融合的開展,檢影驗(yàn)光的研究逐漸側(cè)重于檢影法與眼部疾病篩查的結(jié)合,如2019年,Al-MahrouqiHaitham等人,就將檢影法與圓錐角膜的篩查相結(jié)合,利用三維眼前節(jié)分析儀相機(jī)作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究比對(duì),在對(duì)包含40余名圓錐角膜患者在內(nèi)的123名被測(cè)人員進(jìn)行研究測(cè)試后,發(fā)現(xiàn)檢影法對(duì)圓錐角膜的篩查起到重要的作用[31-35]。圖1.5檢影法的估測(cè)方法示意圖國內(nèi)對(duì)于檢影法的研究始于上世紀(jì)90年代,第二軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院眼科的徐上、計(jì)尚年等人,提出了將圖像處理技術(shù)與檢影法驗(yàn)光相結(jié)合的驗(yàn)光方式,他們用Quantment-720型自動(dòng)圖像分析儀對(duì)檢影過程中獲取的臨床照片進(jìn)行了分析,并將屈光度與照片中的特征相匹配。該方法為后續(xù)研究提供了新思路,但它僅僅將眼底反射光團(tuán)特征作為屈光度評(píng)價(jià)參考,忽略了反射映光的亮度以及運(yùn)動(dòng)速度等其他影響驗(yàn)光診斷的因素,其準(zhǔn)確性和可靠性較低。2000年,許隴云等人同樣提出將檢影法驗(yàn)光與計(jì)算機(jī)處理相結(jié)合,將驗(yàn)光過程中瞳孔部分產(chǎn)生的明暗區(qū)域作為屈光不正的評(píng)價(jià)特征,但同樣忽略了其他影響因素的綜合作用,無法保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外,隨著科技的發(fā)展,尤其是電腦驗(yàn)光儀以及綜合驗(yàn)光儀的出現(xiàn),國內(nèi)的學(xué)者們也更多地將檢影法驗(yàn)光與電腦驗(yàn)光儀驗(yàn)光進(jìn)行比較。2008年,陳玉娜等人將電腦驗(yàn)光、檢影法驗(yàn)光以及
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于模式識(shí)別的生物醫(yī)學(xué)圖像處理研究現(xiàn)狀[J]. 徐瑩瑩,沈紅斌. 電子與信息學(xué)報(bào). 2020(01)
[2]近視的影響因素及防控方法的中西醫(yī)研究進(jìn)展[J]. 陳玲玲,何慧琴. 中國中醫(yī)眼科雜志. 2020(01)
[3]基于霍夫變換的球狀TEM圖像的識(shí)別方法[J]. 王元寶,郝燕. 化學(xué)教育(中英文). 2019(22)
[4]客觀圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)[J]. 孫翠霞,劉有耀. 計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程. 2019(09)
[5]論檢影驗(yàn)光中的影動(dòng)[J]. 錢廣來. 中國眼鏡科技雜志. 2019(09)
[6]淺析檢影鏡及其保養(yǎng)使用[J]. 王英麗. 中國眼鏡科技雜志. 2019(09)
[7]計(jì)算機(jī)圖像處理與識(shí)別技術(shù)應(yīng)用探究[J]. 劉輝. 計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通. 2019(08)
[8]基于MATLAB數(shù)字圖像邊緣檢測(cè)算法的研究[J]. 韓利利,田益民,齊千慧,張?zhí)旆f. 北京印刷學(xué)院學(xué)報(bào). 2019(07)
[9]攝像機(jī)CCD與CMOS關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 李育林. 中國有線電視. 2019(06)
[10]近視控制新突破[J]. 李健. 中國眼鏡科技雜志. 2019(06)
博士論文
[1]視網(wǎng)膜圖像分割算法研究[D]. 汪維華.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院) 2018
碩士論文
[1]虹膜識(shí)別系統(tǒng)圖像質(zhì)量評(píng)判快速算法研究[D]. 高書芹.山東大學(xué) 2019
[2]基于顯著性分析的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)算法研究[D]. 劉洪旭.吉林大學(xué) 2019
[3]虹膜圖像特征提取及其醫(yī)學(xué)應(yīng)用[D]. 趙晨旭.內(nèi)蒙古大學(xué) 2018
[4]圖像區(qū)域分割算法的研究與應(yīng)用[D]. 黨文靜.安徽理工大學(xué) 2018
[5]圖像識(shí)別的形狀特征提取算法研究及實(shí)現(xiàn)[D]. 張翔.西北大學(xué) 2018
[6]基于幾何特征的花粉圖像識(shí)別算法研究[D]. 趙賢國.南京信息工程大學(xué) 2018
[7]醫(yī)學(xué)圖像處理及評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 周武潔.蘇州大學(xué) 2016
[8]虹膜圖像分割算法研究[D]. 任月慶.蘭州大學(xué) 2016
[9]虹膜識(shí)別系統(tǒng)圖像清晰度快速評(píng)價(jià)算法研究[D]. 陳麗玲.山東大學(xué) 2015
本文編號(hào):3295156
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:125 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
眼部屈光不正示意圖
吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文2眼部驗(yàn)光是眼視光學(xué)中的重要分支,是眼部屈光不正醫(yī)學(xué)診察的基礎(chǔ)與重要手段。驗(yàn)光是指以0屈光度眼(0D),即正視眼的聚散度為參考準(zhǔn)則,對(duì)被測(cè)人眼球所入射光線的聚散度進(jìn)行檢驗(yàn)的方式。驗(yàn)光有多種多樣的分類形式,其中最常見的分類形式是將其分成為客觀驗(yàn)光和主觀驗(yàn)光兩類[6]。其中,客觀驗(yàn)光一般在眼部驗(yàn)光的初始階段進(jìn)行,通過諸如檢影法、電腦驗(yàn)光儀等客觀驗(yàn)光方法進(jìn)行初步診斷,如圖1.2所示,為客觀驗(yàn)光所用醫(yī)療設(shè)備。隨后,醫(yī)師在客觀驗(yàn)光基礎(chǔ)上進(jìn)行主觀驗(yàn)光,目前常用的主觀驗(yàn)光方法是借助綜合驗(yàn)光儀進(jìn)行驗(yàn)光操作;主觀驗(yàn)光后,其得出的結(jié)果將會(huì)以客觀驗(yàn)光的數(shù)據(jù)為參考,并在此基礎(chǔ)上給出較為準(zhǔn)確的結(jié)論。(a)電腦驗(yàn)光儀(b)檢影鏡圖1.2電腦驗(yàn)光儀與檢影鏡實(shí)物圖人工驗(yàn)光方法對(duì)醫(yī)師的臨床經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)技能依賴程度較高,驗(yàn)光精確性、結(jié)果一致性較差。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,電腦驗(yàn)光儀被廣泛用于臨床,以提高診斷效率和診斷準(zhǔn)確性,但由于其機(jī)械結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)誤差及操作誤差都會(huì)對(duì)驗(yàn)光結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性產(chǎn)生一定影響。如表1.1所示,相關(guān)研究表明,在球鏡,即近、遠(yuǎn)視的屈光度驗(yàn)光結(jié)果判斷上,電腦驗(yàn)光儀與檢影法驗(yàn)光的檢驗(yàn)結(jié)果會(huì)出現(xiàn)較為明顯的差異,其顯著性p值小于0.05;而檢影法驗(yàn)光與主觀驗(yàn)光,即綜合驗(yàn)光儀之間的屈光度檢驗(yàn)結(jié)果幾乎完全吻合。綜上,檢影法驗(yàn)光在驗(yàn)光過程中準(zhǔn)確性和可靠性在一定程度上要優(yōu)于電腦驗(yàn)光儀。同時(shí),檢影法還具有低成本、便于攜帶等諸多優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用檢影法替代電腦驗(yàn)光儀具有很大的臨床意義。檢影法的精確性和可靠性源自于其精確而又復(fù)雜的理論,且對(duì)醫(yī)技人員的專業(yè)知識(shí)及臨床經(jīng)驗(yàn)要求較高。因此,在學(xué)科交融的大背景下,通過學(xué)科交叉,探索現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)及圖像處理技術(shù)與?
吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文6驗(yàn)光師觀測(cè)診斷結(jié)果提供了便捷的條件,然而由于其操作過程過度依賴于驗(yàn)光師的人工操作且其結(jié)果判斷較為主觀,故診斷結(jié)果可靠性略低。此外,從檢影法的推廣研究角度上來看,近年來,隨著學(xué)科交匯融合的開展,檢影驗(yàn)光的研究逐漸側(cè)重于檢影法與眼部疾病篩查的結(jié)合,如2019年,Al-MahrouqiHaitham等人,就將檢影法與圓錐角膜的篩查相結(jié)合,利用三維眼前節(jié)分析儀相機(jī)作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究比對(duì),在對(duì)包含40余名圓錐角膜患者在內(nèi)的123名被測(cè)人員進(jìn)行研究測(cè)試后,發(fā)現(xiàn)檢影法對(duì)圓錐角膜的篩查起到重要的作用[31-35]。圖1.5檢影法的估測(cè)方法示意圖國內(nèi)對(duì)于檢影法的研究始于上世紀(jì)90年代,第二軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院眼科的徐上、計(jì)尚年等人,提出了將圖像處理技術(shù)與檢影法驗(yàn)光相結(jié)合的驗(yàn)光方式,他們用Quantment-720型自動(dòng)圖像分析儀對(duì)檢影過程中獲取的臨床照片進(jìn)行了分析,并將屈光度與照片中的特征相匹配。該方法為后續(xù)研究提供了新思路,但它僅僅將眼底反射光團(tuán)特征作為屈光度評(píng)價(jià)參考,忽略了反射映光的亮度以及運(yùn)動(dòng)速度等其他影響驗(yàn)光診斷的因素,其準(zhǔn)確性和可靠性較低。2000年,許隴云等人同樣提出將檢影法驗(yàn)光與計(jì)算機(jī)處理相結(jié)合,將驗(yàn)光過程中瞳孔部分產(chǎn)生的明暗區(qū)域作為屈光不正的評(píng)價(jià)特征,但同樣忽略了其他影響因素的綜合作用,無法保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外,隨著科技的發(fā)展,尤其是電腦驗(yàn)光儀以及綜合驗(yàn)光儀的出現(xiàn),國內(nèi)的學(xué)者們也更多地將檢影法驗(yàn)光與電腦驗(yàn)光儀驗(yàn)光進(jìn)行比較。2008年,陳玉娜等人將電腦驗(yàn)光、檢影法驗(yàn)光以及
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于模式識(shí)別的生物醫(yī)學(xué)圖像處理研究現(xiàn)狀[J]. 徐瑩瑩,沈紅斌. 電子與信息學(xué)報(bào). 2020(01)
[2]近視的影響因素及防控方法的中西醫(yī)研究進(jìn)展[J]. 陳玲玲,何慧琴. 中國中醫(yī)眼科雜志. 2020(01)
[3]基于霍夫變換的球狀TEM圖像的識(shí)別方法[J]. 王元寶,郝燕. 化學(xué)教育(中英文). 2019(22)
[4]客觀圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)[J]. 孫翠霞,劉有耀. 計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程. 2019(09)
[5]論檢影驗(yàn)光中的影動(dòng)[J]. 錢廣來. 中國眼鏡科技雜志. 2019(09)
[6]淺析檢影鏡及其保養(yǎng)使用[J]. 王英麗. 中國眼鏡科技雜志. 2019(09)
[7]計(jì)算機(jī)圖像處理與識(shí)別技術(shù)應(yīng)用探究[J]. 劉輝. 計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通. 2019(08)
[8]基于MATLAB數(shù)字圖像邊緣檢測(cè)算法的研究[J]. 韓利利,田益民,齊千慧,張?zhí)旆f. 北京印刷學(xué)院學(xué)報(bào). 2019(07)
[9]攝像機(jī)CCD與CMOS關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 李育林. 中國有線電視. 2019(06)
[10]近視控制新突破[J]. 李健. 中國眼鏡科技雜志. 2019(06)
博士論文
[1]視網(wǎng)膜圖像分割算法研究[D]. 汪維華.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院) 2018
碩士論文
[1]虹膜識(shí)別系統(tǒng)圖像質(zhì)量評(píng)判快速算法研究[D]. 高書芹.山東大學(xué) 2019
[2]基于顯著性分析的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)算法研究[D]. 劉洪旭.吉林大學(xué) 2019
[3]虹膜圖像特征提取及其醫(yī)學(xué)應(yīng)用[D]. 趙晨旭.內(nèi)蒙古大學(xué) 2018
[4]圖像區(qū)域分割算法的研究與應(yīng)用[D]. 黨文靜.安徽理工大學(xué) 2018
[5]圖像識(shí)別的形狀特征提取算法研究及實(shí)現(xiàn)[D]. 張翔.西北大學(xué) 2018
[6]基于幾何特征的花粉圖像識(shí)別算法研究[D]. 趙賢國.南京信息工程大學(xué) 2018
[7]醫(yī)學(xué)圖像處理及評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 周武潔.蘇州大學(xué) 2016
[8]虹膜圖像分割算法研究[D]. 任月慶.蘭州大學(xué) 2016
[9]虹膜識(shí)別系統(tǒng)圖像清晰度快速評(píng)價(jià)算法研究[D]. 陳麗玲.山東大學(xué) 2015
本文編號(hào):3295156
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