面向检影验光的图像捕捉设备及处理算法的研究
发布时间：2021-07-21 13:58
眼部疾病是全世界所面临的共同困扰,随着电子信息社会发展,眼部疾病的患病人数日益增加,其中,近视、远视等眼部屈光不正的发病率极高。屈光不正的快速、准确识别及抑制是当下研究的热点。电脑验光仪的出现让屈光不正的识别更加便捷,然而由于其机械结构复杂,对被检测患者的配合度要求较高,导致其诊断结果并不稳定;检影法作为客观验光方法,有着较高可靠性、准确性,临床可信度高。然而由于检影法理论较复杂、验光师要完全掌握所需的培训周期长、检影过程依赖人为判断,使得其推广受到限制。本文根据检影法验光的原理及特点,研发出智能验光设备,消除了人为主观因素,实现了自动化的检影验光,诊断快速、准确,操作简单、易学,有利于其进一步推广。本文以检影法验光所观测到的映光为切入点,完成了以下工作:（1）根据检影法验光环境与所观测的映光特点,根据图像灰度直方图分布特点,采用MATLAB调整函数,实现分别对不同捕捉图像进行自适应参数下的灰度变换,利用Sobel算子与自动阈值分割法将映光从图像中分割出来,并利用坐标拟合法将映光特征参数化。（2）根据检影法验光特点,设计了与之适应的机械结构,对控制系统进行选型,并对图像捕捉模块进行了传...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
眼部屈光不正示意图
吉林大学硕士学位论文2眼部验光是眼视光学中的重要分支，是眼部屈光不正医学诊察的基础与重要手段。验光是指以0屈光度眼（0D），即正视眼的聚散度为参考准则，对被测人眼球所入射光线的聚散度进行检验的方式。验光有多种多样的分类形式，其中最常见的分类形式是将其分成为客观验光和主观验光两类[6]。其中，客观验光一般在眼部验光的初始阶段进行，通过诸如检影法、电脑验光仪等客观验光方法进行初步诊断，如图1.2所示，为客观验光所用医疗设备。随后，医师在客观验光基础上进行主观验光，目前常用的主观验光方法是借助综合验光仪进行验光操作；主观验光后，其得出的结果将会以客观验光的数据为参考，并在此基础上给出较为准确的结论。(a)电脑验光仪(b)检影镜图1.2电脑验光仪与检影镜实物图人工验光方法对医师的临床经验和专业技能依赖程度较高，验光精确性、结果一致性较差。随着数字技术的发展，电脑验光仪被广泛用于临床，以提高诊断效率和诊断准确性，但由于其机械结构相对复杂，系统结构误差及操作误差都会对验光结果的准确性和可靠性产生一定影响。如表1.1所示，相关研究表明，在球镜，即近、远视的屈光度验光结果判断上，电脑验光仪与检影法验光的检验结果会出现较为明显的差异，其显著性p值小于0.05；而检影法验光与主观验光，即综合验光仪之间的屈光度检验结果几乎完全吻合。综上，检影法验光在验光过程中准确性和可靠性在一定程度上要优于电脑验光仪。同时，检影法还具有低成本、便于携带等诸多优点。应用检影法替代电脑验光仪具有很大的临床意义。检影法的精确性和可靠性源自于其精确而又复杂的理论，且对医技人员的专业知识及临床经验要求较高。因此，在学科交融的大背景下，通过学科交叉，探索现代测量技术及图像处理技术与?
吉林大学硕士学位论文6验光师观测诊断结果提供了便捷的条件，然而由于其操作过程过度依赖于验光师的人工操作且其结果判断较为主观，故诊断结果可靠性略低。此外，从检影法的推广研究角度上来看，近年来，随着学科交汇融合的开展，检影验光的研究逐渐侧重于检影法与眼部疾病筛查的结合，如2019年，Al-MahrouqiHaitham等人，就将检影法与圆锥角膜的筛查相结合，利用三维眼前节分析仪相机作为标准进行研究比对，在对包含40余名圆锥角膜患者在内的123名被测人员进行研究测试后，发现检影法对圆锥角膜的筛查起到重要的作用[31-35]。图1.5检影法的估测方法示意图国内对于检影法的研究始于上世纪90年代，第二军医大学第一附属医院眼科的徐上、计尚年等人，提出了将图像处理技术与检影法验光相结合的验光方式，他们用Quantment-720型自动图像分析仪对检影过程中获取的临床照片进行了分析，并将屈光度与照片中的特征相匹配。该方法为后续研究提供了新思路，但它仅仅将眼底反射光团特征作为屈光度评价参考，忽略了反射映光的亮度以及运动速度等其他影响验光诊断的因素，其准确性和可靠性较低。2000年，许陇云等人同样提出将检影法验光与计算机处理相结合，将验光过程中瞳孔部分产生的明暗区域作为屈光不正的评价特征，但同样忽略了其他影响因素的综合作用，无法保证检测结果的准确性。此外，随着科技的发展，尤其是电脑验光仪以及综合验光仪的出现，国内的学者们也更多地将检影法验光与电脑验光仪验光进行比较。2008年，陈玉娜等人将电脑验光、检影法验光以及
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模式识别的生物医学图像处理研究现状[J]. 徐莹莹,沈红斌. 电子与信息学报. 2020(01)
[2]近视的影响因素及防控方法的中西医研究进展[J]. 陈玲玲,何慧琴. 中国中医眼科杂志. 2020(01)
[3]基于霍夫变换的球状TEM图像的识别方法[J]. 王元宝,郝燕. 化学教育(中英文). 2019(22)
[4]客观图像质量评价[J]. 孙翠霞,刘有耀. 计算机与数字工程. 2019(09)
[5]论检影验光中的影动[J]. 钱广来. 中国眼镜科技杂志. 2019(09)
[6]浅析检影镜及其保养使用[J]. 王英丽. 中国眼镜科技杂志. 2019(09)
[7]计算机图像处理与识别技术应用探究[J]. 刘辉. 计算机产品与流通. 2019(08)
[8]基于MATLAB数字图像边缘检测算法的研究[J]. 韩利利,田益民,齐千慧,张天颖. 北京印刷学院学报. 2019(07)
[9]摄像机CCD与CMOS关键技术分析[J]. 李育林. 中国有线电视. 2019(06)
[10]近视控制新突破[J]. 李健. 中国眼镜科技杂志. 2019(06)
博士论文
[1]视网膜图像分割算法研究[D]. 汪维华.中国科学院大学(中国科学院重庆绿色智能技术研究院) 2018
硕士论文
[1]虹膜识别系统图像质量评判快速算法研究[D]. 高书芹.山东大学 2019
[2]基于显著性分析的图像质量评价算法研究[D]. 刘洪旭.吉林大学 2019
[3]虹膜图像特征提取及其医学应用[D]. 赵晨旭.内蒙古大学 2018
[4]图像区域分割算法的研究与应用[D]. 党文静.安徽理工大学 2018
[5]图像识别的形状特征提取算法研究及实现[D]. 张翔.西北大学 2018
[6]基于几何特征的花粉图像识别算法研究[D]. 赵贤国.南京信息工程大学 2018
[7]医学图像处理及评价设计与实现[D]. 周武洁.苏州大学 2016
[8]虹膜图像分割算法研究[D]. 任月庆.兰州大学 2016
[9]虹膜识别系统图像清晰度快速评价算法研究[D]. 陈丽玲.山东大学 2015
本文编号：3295156
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
眼部屈光不正示意图
吉林大学硕士学位论文2眼部验光是眼视光学中的重要分支，是眼部屈光不正医学诊察的基础与重要手段。验光是指以0屈光度眼（0D），即正视眼的聚散度为参考准则，对被测人眼球所入射光线的聚散度进行检验的方式。验光有多种多样的分类形式，其中最常见的分类形式是将其分成为客观验光和主观验光两类[6]。其中，客观验光一般在眼部验光的初始阶段进行，通过诸如检影法、电脑验光仪等客观验光方法进行初步诊断，如图1.2所示，为客观验光所用医疗设备。随后，医师在客观验光基础上进行主观验光，目前常用的主观验光方法是借助综合验光仪进行验光操作；主观验光后，其得出的结果将会以客观验光的数据为参考，并在此基础上给出较为准确的结论。(a)电脑验光仪(b)检影镜图1.2电脑验光仪与检影镜实物图人工验光方法对医师的临床经验和专业技能依赖程度较高，验光精确性、结果一致性较差。随着数字技术的发展，电脑验光仪被广泛用于临床，以提高诊断效率和诊断准确性，但由于其机械结构相对复杂，系统结构误差及操作误差都会对验光结果的准确性和可靠性产生一定影响。如表1.1所示，相关研究表明，在球镜，即近、远视的屈光度验光结果判断上，电脑验光仪与检影法验光的检验结果会出现较为明显的差异，其显著性p值小于0.05；而检影法验光与主观验光，即综合验光仪之间的屈光度检验结果几乎完全吻合。综上，检影法验光在验光过程中准确性和可靠性在一定程度上要优于电脑验光仪。同时，检影法还具有低成本、便于携带等诸多优点。应用检影法替代电脑验光仪具有很大的临床意义。检影法的精确性和可靠性源自于其精确而又复杂的理论，且对医技人员的专业知识及临床经验要求较高。因此，在学科交融的大背景下，通过学科交叉，探索现代测量技术及图像处理技术与?
吉林大学硕士学位论文6验光师观测诊断结果提供了便捷的条件，然而由于其操作过程过度依赖于验光师的人工操作且其结果判断较为主观，故诊断结果可靠性略低。此外，从检影法的推广研究角度上来看，近年来，随着学科交汇融合的开展，检影验光的研究逐渐侧重于检影法与眼部疾病筛查的结合，如2019年，Al-MahrouqiHaitham等人，就将检影法与圆锥角膜的筛查相结合，利用三维眼前节分析仪相机作为标准进行研究比对，在对包含40余名圆锥角膜患者在内的123名被测人员进行研究测试后，发现检影法对圆锥角膜的筛查起到重要的作用[31-35]。图1.5检影法的估测方法示意图国内对于检影法的研究始于上世纪90年代，第二军医大学第一附属医院眼科的徐上、计尚年等人，提出了将图像处理技术与检影法验光相结合的验光方式，他们用Quantment-720型自动图像分析仪对检影过程中获取的临床照片进行了分析，并将屈光度与照片中的特征相匹配。该方法为后续研究提供了新思路，但它仅仅将眼底反射光团特征作为屈光度评价参考，忽略了反射映光的亮度以及运动速度等其他影响验光诊断的因素，其准确性和可靠性较低。2000年，许陇云等人同样提出将检影法验光与计算机处理相结合，将验光过程中瞳孔部分产生的明暗区域作为屈光不正的评价特征，但同样忽略了其他影响因素的综合作用，无法保证检测结果的准确性。此外，随着科技的发展，尤其是电脑验光仪以及综合验光仪的出现，国内的学者们也更多地将检影法验光与电脑验光仪验光进行比较。2008年，陈玉娜等人将电脑验光、检影法验光以及
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模式识别的生物医学图像处理研究现状[J]. 徐莹莹,沈红斌. 电子与信息学报. 2020(01)
[2]近视的影响因素及防控方法的中西医研究进展[J]. 陈玲玲,何慧琴. 中国中医眼科杂志. 2020(01)
[3]基于霍夫变换的球状TEM图像的识别方法[J]. 王元宝,郝燕. 化学教育(中英文). 2019(22)
[4]客观图像质量评价[J]. 孙翠霞,刘有耀. 计算机与数字工程. 2019(09)
[5]论检影验光中的影动[J]. 钱广来. 中国眼镜科技杂志. 2019(09)
[6]浅析检影镜及其保养使用[J]. 王英丽. 中国眼镜科技杂志. 2019(09)
[7]计算机图像处理与识别技术应用探究[J]. 刘辉. 计算机产品与流通. 2019(08)
[8]基于MATLAB数字图像边缘检测算法的研究[J]. 韩利利,田益民,齐千慧,张天颖. 北京印刷学院学报. 2019(07)
[9]摄像机CCD与CMOS关键技术分析[J]. 李育林. 中国有线电视. 2019(06)
[10]近视控制新突破[J]. 李健. 中国眼镜科技杂志. 2019(06)
博士论文
[1]视网膜图像分割算法研究[D]. 汪维华.中国科学院大学(中国科学院重庆绿色智能技术研究院) 2018
硕士论文
[1]虹膜识别系统图像质量评判快速算法研究[D]. 高书芹.山东大学 2019
[2]基于显著性分析的图像质量评价算法研究[D]. 刘洪旭.吉林大学 2019
[3]虹膜图像特征提取及其医学应用[D]. 赵晨旭.内蒙古大学 2018
[4]图像区域分割算法的研究与应用[D]. 党文静.安徽理工大学 2018
[5]图像识别的形状特征提取算法研究及实现[D]. 张翔.西北大学 2018
[6]基于几何特征的花粉图像识别算法研究[D]. 赵贤国.南京信息工程大学 2018
[7]医学图像处理及评价设计与实现[D]. 周武洁.苏州大学 2016
[8]虹膜图像分割算法研究[D]. 任月庆.兰州大学 2016
[9]虹膜识别系统图像清晰度快速评价算法研究[D]. 陈丽玲.山东大学 2015
本文编号：3295156
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