图像边缘识别及其在眼球角膜曲率半径测量中的应用

图像边缘识别及其在眼球角膜曲率半径测量中的应用

颜世田[1]2001年在《图像边缘识别及其在眼球角膜曲率半径测量中的应用》文中认为曲阜师范大学研究生学位论文论文题民图像边缘识别及其在眼球角膜曲率 半径测量中的应用 研 究 生 姓 名:颜世田

张学勇[2]2012年在《眼角膜生物力学性能非破坏性检测技术研究》文中指出精确测量角膜的生物力学性能如应力、应变、应力松弛、弹性模量、迟滞和蠕变性能以及眼壁硬度等在眼科临床对指导近视眼准分子激光角膜屈光手术、青光眼及角膜疾病的诊治等具有广泛的参考和应用价值。现有的一些角膜生物力学特性检测方法如角膜拉伸法、角膜膨胀法、光学干涉法以及整个眼球的灌注测试法等,由于都是对角膜进行离体测量,破坏了角膜固有的生理环境和结构特征,因而这些技术都不能真实反映角膜的在体生物力学性能。眼反应仪虽然可以实现角膜滞后和阻力特性的在体测量,但是由于没有建立与经典角膜力学参量如弹性模量、应力和应变等的定量关系,在眼科临床的实践中也缺乏具体的指导作用。因此,开展在体非破坏性的角膜生物力学性能检测技术与有关理论和应用研究,具有重要现实意义。本论文工作是在安徽省自然科学研究项目“眼角膜生物力学特性在体测量方法及实验研究”(11040606M128)和安徽省教育厅自然科学基金项目“角膜组织生物力学性能在体非破坏性检测技术与应用研究”(KJ2011z060)的支持下进行的,论文对角膜生物力学性能非破坏性检测方法及关键技术进行了深入的研究。(1)介绍了传统的压平和压陷眼压检测及最近发展的新型眼眼压测量技术中有关角膜变形的检测方法。重点研究了压平式眼压计工作原理及其在角膜变形检测中的应用,压平式眼压测量技术对在体角膜变形检测具有非损害、测量速度快和精度高等优点。对角膜组织的几何结构、材料和生物力学性能等参量与眼压的关系进行了全面分析,研究一种可同时动态连续在体测量角膜变形压平面积、角膜压平力和角膜变形压平位移的角膜变形压平眼压式测量新方法。研究角膜压平力测量和角膜变形压平面积或位移测量的关键技术,并构建新型角膜变形压平眼压式实验检测装置,最后与“金标准”Goldmann压平式眼压计进行了眼压对比实验研究。结果表明,两者测量值有很好的一致性,证明角膜变形压平式眼压检测装置在压平式眼压测量时可以实现对角膜变形压平的面积、角膜压平力、眼压与角膜变形压平位移同时动态在体检测。(2)依据压平式眼压测量时眼角膜受力与变形情况分析,采用角膜壳体模型从理论上推导出角膜的弹性模量与角膜变形压平面积、眼压测量值及真正眼内压之间的定量关系,并研究角膜弹性模量压平式检测方法。通过角膜变形压平眼压式测量装置,对角膜材料的弹性模量和蠕变力学行为进行了实验研究。结果表明,角膜弹性模量压平式检测方法可以对角膜的弹性模量及角膜黏弹力学蠕变行为进行有效地非破坏性检测。(3)研究了角膜变形压平位移、压平力和眼壁硬度的关系,以及眼壁硬度在体压平法检测技术。利用角膜变形压平眼压式测量装置对不同眼球在不同眼压下的角膜压平力及角膜变形压平位移进行了实验检测。初步研究结果表明在相同的角膜变形压平面积时,眼球呈现不同的压平力-压平位移曲线,该技术可以实现“个体化”人眼壁硬度在体非破坏性测量。(4)数字图像相关方法是一种非接触全场光学检测方法,具有光路简单、量程局限小、全场测量等优点,非常适合生物软组织力学性能测量。研究基于双目立体视觉的叁维数字图像相关方法(3-D Digital Image Correlation,3-D DIC)测量的一些基本理论与技术实现,利用电子万能试验机,分别以不同速率对软管生理盐水液柱高度进行线性控制,模拟在体眼内压的变化,采用叁维数字图像相关方法对不同眼内压载荷情形下的角膜变形情况进行非接触和非破坏性的全场测量,对角膜变形及角膜的蠕变、滞后和松弛等生物力学行为进行了系统实验研究。结果表明采用3-D DIC方法可以完成角膜生物力学性能非破坏性检测。(5)角膜是黏弹性材料,同一角膜其弹性模量会随荷载的变化而稍显不同,利用拉伸装置对角膜进行拉伸的同时,采用3-D DIC等光学检测方法虽然可以用来进行离体角膜应力检测,但由于拉伸角膜具有破坏性,因而该技术不能真实检测角膜的力学性能,不具有实用性。采用结构力学中的壳体模型对角膜进行假设,基于薄膜理论的应用,给出一个简单的只采用3-D DIC方法即可完成角膜表面应力检测的新方法。通过角膜膨胀实验,研究结果表明,利用3-D DIC采集的角膜变形位移数据能够实现对模拟眼角膜在眼内压作用下的径向和环向应力分布进行非破坏性检测。

于航[3]2007年在《基于OpenGL的叁维重建技术在PACS系统中的应用》文中进行了进一步梳理随着计算机叁维重建技术和医学图像归档与通信系统的发展,研究人员开始考虑将两者有机的结合起来。如何有效地将PACS系统中的二维断层图片进行叁维重构并有效地存储管理,成为目前国内外相关医务工作者、影像设备生产商、系统集成工作者研究的热门课题。本论文主要研究如何将叁维重建技术应用于图像归档与通信系统。在深入研究叁维重建技术的基础上,用面向对象的设计方法在Visual C++环境下实现了OpenGL重建叁维眼前节立体图形,将医学影像设备中的数字图像以叁维的形式展示出来,并结合数据库技术,将影像及相关信息资料进行有效的数字化存储和使用。特别是,在重构叁维眼前节的同时,研究了医学影像存档与传输系统PACS的设计思想,将叁维重建研究的成果转化为实用的眼前节叁维成像PACS系统,取代了传统的眼前节二维图像分析系统。经实践证明,本论文的研究有利于医生在真实的叁维环境中对病人进行诊断,提高对病情诊断的精确性,有助于医生的教学工作与交流。在本论文研究技术的基础上建立的PACS系统,不但可对眼前节进行叁维重建,还可对人体任何部位进行重建,具有广泛的适用性。

李抄[4]2011年在《液晶自适应光学眼底成像仪的实用化研究》文中研究说明眼底检查不仅对眼科疾病、更重要的是对内分泌和其它影响血液成分的全身性疾病如糖尿病、肾病等的诊断具有重要意义。但由于人眼像差的影响,普通眼底检查设备的成像分辨率只有10-15μm,无法满足对早期轻微病变检查的需求。自适应光学技术的应用克服了人眼像差的限制,可以获得接近光学衍射极限的成像质量,在瞳孔直径6mm条件下分辨率可达3μm,可清晰分辨眼底视觉细胞。变形镜作为波前校正器,虽然在众多研究小组中使用,但由于其体积大、价格高、校正范围小,很难实用化。因此本文采用高分辨率的液晶波前校正器,研究了基于液晶自适应光学的眼底高分辨率成像仪的实用化问题。由于眼底组织的反射率很低,只有0.001%~0.1%,同时眼睛又是光敏系统,很容易受到光伤害,对入眼光强限制得很低,因此眼底成像的最大困难是信号弱,易受杂光干扰,对比度低;再者,活体人眼容易下意识转动,成像视场很难固定;自适应成像视场太小,不到200μm,同时照明均匀度较差,使得有效成像视场更小,不利于医生诊断。针对上述问题,本文首先调研了人眼的透过率光谱、反射率光谱、血液的吸收光谱,综合考虑眼底照明的安全性,选定808nm和561nm波长的激光分别作为对视觉细胞层成像和血管成像的照明光源;为提高激光能量利用率和照明均匀度,提出随机位相板代替毛玻璃的方案,并采用多模光纤二次匀光,同时提高了光源的灵活性和稳定性;为消除角膜表面2%的强烈反射干扰光,在光束入眼处设置了环形光阑,其中心遮拦直径2.5mm;实验中发现近视与散光补偿镜也会引入表面后向反射,严重干扰成像,因此优化设计了补偿镜的表面曲率,其最大表面曲率半径小于170mm;针对液晶校正器的偏振光依赖特性,改传统的闭环自适应成像系统为开环系统,在不降低校正精度的前提下,能量利用率提高了1倍。为解决自适应成像中探测需要小视场照明而成像希望宽视场照明的矛盾,提出利用快速可变光阑的方案,既保证了像差探测的精度又扩大了自适应成像视场;经优化设计得到小孔对人眼视场角0.2~0.3度,照明眼底约100μm区域,而大孔直径视场角为1.7度,可实现对眼底500μm视场的照明和成像,充分利用了人眼的最大等晕角1.5度;统计检测了人眼对强光的应激反应时间,得出55ms内人眼像差变化小于1/14λ,因此设计可变光阑在25ms内完成照明视场的大、小切换,55ms内完成眼底的自适应像差校正成像,获得了500μm视场的高分辨率成像结果。在实现了对眼底高分辨率成像的主要功能的前提下,设计并集成了12度大视场的直接成像系统,用于大范围观察,并锁定需要自适应校正成像的疑病区;根据人眼凝视状态下无意识的快速颤动特点,颤动周期在10~20ms,颤动幅度最大为35μm,设计了“动态”十字线视标,有助于提高定位精度和人眼盯视稳定性;研究了自适应光学系统孔径共轭误差对波前探测和校正的影响,瞳孔轴向对准误差小于±3mm即可忽略孔径共轭误差影响;最后优化了成像仪光学系统的装调方案。在以上研究的基础上,研制了以眼底视觉细胞为主要观察对象的液晶自适应光学眼底成像仪的原理样机,为自适应光学应用于活体人眼高分辨率成像迈出了实践性的第一步。

佚名[5]2004年在《青光眼专题》文中指出S1-01青光眼基本问题的研究现状及展望葛坚中山大学眼科中心青光眼主要表现为病理性眼压升高以及特征性视神经损害和视野缺损,尽管近来重提青光眼的中枢神经病变与自体免疫变化。数十年来,青光眼的研究始终围绕着五个“基本问题”,即“硬核问题”:1.青光眼的发病机制;2.青光眼的早期诊

沈丽丽[6]2010年在《立体视觉信息客观质量评价算法研究》文中指出立体技术因其广泛的应用前景,现已成为视觉与信息处理领域的国际研究热点。而立体图像及视频处理业务在设计、制造、传输和消费市场的前沿应用中,不可避免的要涉及到图像质量问题。如何评价立体图像质量已成为立体成像研究领域中一个富有挑战的创新性课题。本文主要围绕人类视觉系统的形成机理、处理机制、立体视觉特性对图像质量的影响等关键问题展开,提出了叁种适合于立体图像的客观质量评价方法(目前国内外未见相关报道)。首先,基于生理学、医学等对人类视觉特性、机理的实验研究成果和现有的视觉理论,剖析了人眼视觉系统(HVS:Human Visual System)特性及其图像信息的处理机理。通过大量实验,分析了图像色度、亮度和对比度等参数变化对立体显示效果的影响。然后,深入探讨了叁维图像有别于二维图像的视觉特性,通过实验验证了在图像质量评价中引入人类视觉特性的必要性,提出了采用对比度敏感度、掩盖特性、多通道分解特性的立体图像质量评价模型,并给出了与原始立体图像相对比的失真度偏离度指标。实验结果表明:用该模型对压缩失真立体图像质量进行评价,与主观评测结果有较好的一致性。再者,由于基于人类视觉特性的模型复杂度较高,准确模拟较困难。本文还提出了一种峰值信噪比联合结构相似性的质量评价模型。该模型深入研究了双目视差异在立体成像中的作用,提取了两类与立体图像质量密切相关的特征信息——绝对差值和视差,用该模型对各类图像失真进行评价,能获得较好的结果。实验还表明使用的峰值信噪比和结构相似性度量法则实现建模,方法简单、易行。最后,本文将心理立体视觉的物理线索考虑进来,提出了联合心理、生理立体视觉的立体图像质量评价方案,并且给出了两种不同复杂度的实现方法。这些方法快捷有效,能很好地用在立体图像的质量评价中,且评价结果与主观评价结果相关性很强。

王燕平[7]2001年在《基于红外电视法眼动仪新方案的设计与实现》文中提出本文对基于红外电视法的眼动仪原理及实现做了详细的研究,在学习总结前人理论及实践经验的基础上结合导师提出的新的理论思想,研究实现了一套眼动实时测量系统的新方案。本文详细讨论了瞳孔中心位置的提取方法、自动门限控制的算法及数据的同步串行收发的设计并通过电路设计加以实现,提出了一套切实可行的系统设计方案。数字检测部分利用TI公司推出的TMS320C54X定点DSP芯片加以实现,数据的发送上采用了DSP本身提供的BSP(buffered serial port)同步串口进行数据发送,接受上采用在计算机上加插一块AT总线插卡的方式,利用插卡上的FPGA芯片进行高速同步数据接收。最后对眼动仪的系统性能进行了分析,对今后眼动仪的改进提出了一些建议以及对眼动仪的应用前景做了一些初步的展望。

佚名[8]2003年在《光电子技术》文中指出TNZ 2003020146在热压缩态下介观电容抿合电路中的t子涨落/赵林,梁麦林(天津大学)11上海交大学报一2 002。36(9)一1280一1283利用热场动力学(T FD)方法研究了有限温度下介观电路中的噪声或涨落压缩问题.分析了对信息交换起重要

参考文献:

[1]. 图像边缘识别及其在眼球角膜曲率半径测量中的应用[D]. 颜世田. 曲阜师范大学. 2001

[2]. 眼角膜生物力学性能非破坏性检测技术研究[D]. 张学勇. 合肥工业大学. 2012

[3]. 基于OpenGL的叁维重建技术在PACS系统中的应用[D]. 于航. 哈尔滨工程大学. 2007

[4]. 液晶自适应光学眼底成像仪的实用化研究[D]. 李抄. 中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所). 2011

[5]. 青光眼专题[C]. 佚名. 中华医学会第九届全国眼科学术大会论文汇编. 2004

[6]. 立体视觉信息客观质量评价算法研究[D]. 沈丽丽. 天津大学. 2010

[7]. 基于红外电视法眼动仪新方案的设计与实现[D]. 王燕平. 西安电子科技大学. 2001

[8]. 光电子技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2003

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图像边缘识别及其在眼球角膜曲率半径测量中的应用
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