Способ выявления аномалий радужки Советский патент 1993 года по МПК A61B3/10 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к способам диагностики заболеваний по изображениям радужки глаза путем выявления аномалий ее структуры.

Цель изобретения - повышение достоверности обнаружения аномалий радужки.

Сущность предложенного способа заключается в том, что последовательно регистрируются изображения радужки при различных углах падения освещающих ее световых пучков, эти изображения совмещаются по идентичным опорным точкам и определяется разность сигналов в идентичных точках совмещенных изображений. При этом аномалии, характеризующиеся наклоном поверхности радужки, выделяются, поскольку при различных углах

падения освещающих световых пучков они отражают в направлении блока регистрации изображений различное количество света.

На 1-3 представлено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Устройство содержит проекционную систему 1, фиксатор взора 2, осветитель 3, механизм 4 перемещения, блок 5 запуска, приемник б изображения, блок 7 сопряжения, блок 8 коммутации, оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) 9 и 10, блоки 11 и 12 оконтуривания, блок 13 корреляции, счетчики 14 и 15 адреса, блок 16 вычитания, блок 17 фильтрации, пороговые блоки 18, 19, сумматоры 20, 21, буферное ОЗУ 22, экран 23 отображения.

Осветитель 3 через проекционную систему 1 оптически связан со входом приемника б изображения. Фиксатор 2 взора оптически связан с проекционной системой 1. Механизм перемещения 4 механически связан с осветителем 3. Выход приемника 6 изображений /например, телевизионная камера/ соединен через блок 7 сопряжения с входом коммутатор 8 и первыми входами первого и второго оперативных запоминающих устройств 9 и 10, а их выходы через блоки 11 и 12 оконтуривания соединены с блоком 13 вычисления корреляции. Выход коррелятора соединен со вторыми входами счетчиков 14 и 15 адреса. Выходы счетчиков 14 и 15 адреса соединены с управляющими шинами оперативных запоминающих устройств 9 и 10.

Входы блока 16 вычитания соединены с выходами оперативных запоминающих устройств 9 и 10. Выход блока 16 вычитания соединен с входом блока 17 фильтрации, выход которого в свою очередь соединен с входами пороговых блоков 18 и 19. Выходы пороговых блоков 18 и 19 соединены с входами сумматора 20. Вход сумматора 21 соединен через буферное ОЗУ 22 с входом 23.

Устройство работает следующим образом.

Испытуемый устанавливает голову и фиксирует свой взор так, чтобы поверхность радужки была параллельна фоточувствительной площадке приемника 6. Осветитель 3 с помощью механизма перемещения 4 устанавливается так, чтобы световой луч от него падал на радужку под углом 50-60° относительно нормали к радужке и распространялся при этом в плоскости XOZ.

Кнопкой (5) включается приемник 6 и производится оцифровка и регистрация изображения в блоке 7 сопряжения. Затем оцифрованное изображение Si/X,Y/ переносится в оперативную память первого ОЗУ

9 через блок 8 коммутации; X и Y - дискретные координаты элементов,После этого оператор с помощью механизма перемещения 4 устанавливает осветитель 3 в положение, при котором световой луч падает на поверхность радужки под углом - 50-60° относительно нормали к радужке и распространялся при этом в плоскости XOZ. Изображение радужки при

таком положении осветителя S2/X.Y/ регистрируется и оцифровывается в блоке 7 сопряжения, а затем через блок 8 коммутации переносится в оперативную память второго ОЗУ 10. Поскольку регистрация изображений Si/X,Y/ и S2/X.Y/ происходит со значительным интервалом времени, радужка при второй регистрации может быть смещена на 5...7 элементов разрешения. Для сравнительного анализа этих изображений необходимо каждому элементу первого изображения Si/X,Y/ поставить в соответствии точки изображения S2/X.Y/ с теми координатами относительно центра радуж- ки. При изменении угла освещения пространственное распределение уровня сигнала в изображении существенно изменяется, поэтому идентификация точек изображений легко выполняется только для контурных объектов, характеризующихся

большими перепадами яркости - например, для границ радужки и зрачка.

Изображения Si/X,Y/ и S2/X.Y/ оконту- риваются по градиенту сигнала, превышающему порог и бинаризуются в блоках 11 и 12

оконтуривания. При этом формируются массивы Bi/X.Y/и B2/X,Y/,

Bi(X,Y) |2Si(X,Y)-Si(X-1;Y)-Si(X;Y-1) I; B2(X,Y) |2Si(X,(X-1;Y)-S2(X;Y-1) I (1) Взаимная корреляционная функция

массивов Bi/X,Y/ и B2/X.Y/ счисляется в блоке 13, корреляции. Положение корреляционного пика функции корреляции оконтуренных бинаризованных изображений позволяет определить сдвиг изображения

/Si/X,Y/ относительно изображения S2/X.Y/. Обозначают величину сдвига АХ и AY соответственно. Величина сдвига поступает на счетчика 14 и 15 адреса. При выдаче массивов Si/X,Y/ и $2/X,Y/ на входы блока

16 вычитания производится коррекция адресов элементов их изменения на величину ДХ и A Y. С выхода Блока вычитания выдается разностное изобра жение R/X.Y/: R(X,Y)Si(X.Y)-S2(X- AX;Y-AY): (2)

в разностном изображении R/X.Y/ будут присутствовать шумы, связанные с погрешностями совмещения изображений. Эти шумы имеют вид линий, ориентированных перпендикулярно напраплению нескомпенсированного сдвига изображений. Поскольку компенсация сдвига осуществляется с погрешностью не более 1 элемента разрешениялолщины этих линий не превышает одного элемента. Такие шумы подавляются в блоке 17 фильтрации двумя последовательными операциями медианной фильтрации с прямоугольными окнами размером |1х1 I, элементов, причем один раз окно ориентируется вертикально /по столбцу/, а другой раз горизонтально /по строке/. Целесообразно выбирать ...5.

На выходе блока фильтрации формируется изображение T /X.Y/:

T(X,Y)medixL{R(X.Y)} /3/

T (X,Y)med2xi{T(X,Y)} /4/

Вместо операций /3/ и /4/ может выполняться медианная фильтрация по крестообразной апертуре.

В изображении T/X,Y/ будут отсутствовать шумы, вызванные погрешностью совмещения изображений - ложные контуры, толщиной один элемент. В то же время информативные фрагменты изображения - аномалии, имеющие размеры несколько элементов разрешения сохраняются и практически не искажаются.

Изображение т /X.Y/ поступает в блоки 18, 19 пороговой обработки, где сравнивается с порогами h и -h соответственно сигналы с выходом пороговых блоков поступают на входы сумматора 20. Здесь формируется изображение Q/X.Y/:

р,еслиТ (Х,У) h; Q/X.Y/ 10. если |T (X.Y) /5/ 1-1.еслиГ(Х,У)-Ь

В изображении Q/X.Y/ элементы будут различаться по направлению наклона.

На участках радужки, на которых координата Z возрастает с увеличением координаты X, функция Q/X,Y/ будет иметь значение -1, а на участках, где координата Z уменьшается с увеличением координаты X функция Q/X.Y/ будет иметь значение +1.

Изображение Q/X.Y/ выводится на экран. Участки, соответствующие уровням сигнала +1 и -1 имеют на экране различные цвета. На экране 23 оператор наблюдает изображение, на котором участки, имеющие различные углы наклона, имеют различный цвет.

При выборе углов падения освещающих пучков принимается следующее правило. При регистрации изображений с четным порядковым номером угол падения освещающего пучка равен по величине и противопоставлен по знаку углу падения

светового пучка, используемого при регистрации предыдущего изображения с нечетным номером, причем освещающий пучок четного изображения лежит в одной плоскости с освещающим пучком нечетного изображения и нормалью к поверхности радужки.

Первое изображение Si/X,Y/ регистрируется при освещающем пучке, распространяющимся в плоскости XOZ со стороны положительной полуоси X, а второе изображение S2/X.Y/ регистрируется при освещающем пучке, распространяющемся в той же плоскости со стороны отрицательной полуоси. Третье изображение Sa/X,Y/ регистрируется при освещающем пучке, распространяющемся в плоскости YOZ со стороны положительной полуоси Y, а четвертое изображение S4/X.Y/ регистрируется при освещающем пучке, распространяющемся в той же плоскости со стороны отрицательной полуоси.

Формула изобретения

1. Способ выявления аномалий радужки путем освещения радужки, регистрации ее изображения и сравнения уровня сигнала в каждом элементе изображения с порогом, отличающийся тем, что, с целью

повышения достоверности обнаружения аномалий радужки, радужку освещают неоднократно излучением, распространяющимся -под различными углами по отношению к ее поверхности, для каждого

зарегистрированного четного изображения определяют величину его сдвига относительно предыдущего зарегистрированного нечетного, а затем смещают четное изображение так, чтобы обеспечить совпадение

идентичных опорных точек четного и нечетного изображений, после чего определяют разность уровней сигнала соответствующих элементов в нечетном и смещенном четном изображениях, выполняют фильтрацию шумов в изображении, полученном в результате вычитания, каждый полученный в результате фильтрации массив поэлементно сравнивают с пороговым уровнем и опг ределяют фоновые и аномальные элементы, а затем совмещают изображение выделенных аномалий с исходным нечетным изображением.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что величину сдвига четного изображения относительно предыдущего нечетного

определяют путем .вычисления взаимной корреляции функции оконтуренных изображений.

Фиг. 2

Фиг.З

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к способам диагностики заболеваний по изображениям радужки глаза путем выявления аномалий ее структуры. повышение достоверности обнаружения аномалий радужки. Способ выявления аномалий радужки заключается в том, что радужку освещают, регистрируют ее изображение и сравнивают сигнал в каждом элементе изображения с порогом. Новым в способе является то, что фиксируют направление взора испытуемого, радужку освещают неоднократно излучением, распространяющимся под различными углами по отношению к ее поверхности, для каждого зарегистрированного четного изображения определяют величину его сдвига относительно предыдущего зарегистрированного нечетного, а затем смещают четное изображение так. чтобы обеспечить совпадение идентичных опорных точек четного и нечетного изображений, определяют разность уровней сигнала в нечетном и смещенном четном изображениях, выполняют фильтрацию шумов в изображении, полученном в результате вычитания, каждый полученный в результате фильтрации.мас- сив поэлементно сравнивают с пороговым уровнем и определяют фоновые и аномальные элементы, а затем совмещают изображение выделенных аномалий с исходным нечетным изображением. Величина сдвига четного изображения относительно предшествующего нечетного определяется путем оконтуривания обоих изображений и вычисления их взаимной корреляционной функции. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. ел с 00 о о ел 00 ю