Способ выявления аномалий радужки

(5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ельев М,ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Вельховер Е.С., Шульпина Н.Б., Ал3;А. и Ромашов Ф.Н. ИридодиагностикМедицина, 1988,(54) СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ АНОМАЛИЙ РАДУЖКИ(57) Изобретение относится к медицинской . технике, в частности к способам диагностики заболеваний по изображениям радужки глаза путем выявления аномалий ее структуры, Цель - повышение достоверности обнаружения аномалийрадужки. 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 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 региосвещают неоднократно излучением, распространяющимся под различными угламипо 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 массив поэлементно сравнивают с пороговым уровнем и определяют фоновые и аномаль- Я ные 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-лц, 3 ил,СО стрируются 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 углахпадения освещающих световых пучков ониотражают в направлении блока регистрацииизображений 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 6 иэображения, блок 7 сопряжения, блок 8 коммутации, оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) 9 и 10, блоки 11и 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 6 изображения, Фиксатор 2 взораоптически связан с проекционной системой1, Механизм перемещения 4 механическисвязан с осветителем 3. Выход приемника 6изображений /например, телевизионнаякамера/ соединен через блок 7 сопряженияс входом коммутатор 8 и первыми входамипервого и второго оперативных. запоминающих устройств 9 и 10, а их выходы черезблоки 11 и 12 оконтуривания соединены сблоком 13 вычисления корреляции, Выходкоррелятора соединен со вторыми входамисчетчиков 14 и 15 адреса, Выходы счетчиков14 и 15 адреса соединены с управляющимишинами оперативных запоминающих устройств 9 и 10.Входы блока 16 вычитания соединены срыходами оперативных запоминающих устройств 9 и 10, Выход блока 16 вычитаниясоединен с входом блока 17 фильтрации,выход которого в свою очередь соединен свходами пороговых блоков 18 и 19, Выходыпороговых 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 ификсирует свой взор так, чтобы поверхность. радужки была параллельна фоточувствительной площадке приемника 6. Осветитель3 с помощью механизма перемещения 4 устанавливается так, чтобы световой луч отнего падал на радужку под углом 50-60относительно нормали к радужке и распространялся при этом в плоскости ХО 2,Кнопкой (5) включается приемник 6 ипроизводится оцифровка и регистрацияизображения в блоке 7 сопряжения. Затемоцифрованное изображение 31/Х,У/ переносится в оперативную память первого ОЗУ10 15 20 9 через блок 8 коммутации; Х и У - дискретные координаты элементов;После этого оператор с помощью механизма перемещения 4 устанавливает осветитель 3 в положение, при котором световойлуч падает на поверхность радужки под уг-лом - 50-60 относительно нормали к радужке и распространялся при этом вплоскости ХО 2. Изображение радужки при таком положении осветителя Яг/Х,У/ регистрируется и оцифровывается в блоке 7 сопряжения, а затем через бло 1 8 коммутации переносится в оперативную память второго ОЗУ 10, Поскольку регистрация изображений 31/Х,У/ и 32/Х,У/ происходит со значительным интервалом времени, радужка привторой регистрации может быть смещена на 57 элементов разрешения, Для сравнительного анализа этих изображений необходимо каждому элементу первого изображения 31/ХУ/ поставить в соответствии точки изображения Яг/ХУ/ с темикоординатами относительно центра радужки. При изменении угла освещения про 25 странственное распределение уровнясигнала в изображении существенно изменяется, поэтому идентификация точек изображений легко выполняется только дляконтурных объектов, характеризующихся30 большими перепадами яркости - например,для границ радужки и зрачка,Иэображения 31/ХУ/и 32/Х,У/ оконтуриваются по градиенту сигнала, превышающему порог и бинаризуются в блоках 11 и 1235 оконтуривания, При этом формируются массивы В 1/Х,У/ и В 2/Х,У/,В 1,23(Х,У)-31(Х; У)-31(Х;У) 1;В 2(Х,У)= 123(Х,У) 32(Х,У)-52(ХУ)(1)Взаимная корреляционная функция40 массивов В 1/Х,У/ и Вг/ХУ/ счисляется вблоке 13 корреляции. Положение корреляционного пика функции корреляции оконтуренных бинаризованных изображенийпозволяет определить сдвиг изображения45 /31/Х,У/ относительно изображения32/Х,У/. Обозначают величину сдвига ЛХ иЛУ соответственно. Величина сдвига поступает на счетчика 14 и 15 адреса, При выдачемассивов Я 1/Х,У/ и Я 2/Х,У/ на входы блока50 16 вычитания производится коррекция адресов элементов их изменения нэ величинуЬХ и ЛУ, С выхода блока вычитания выдается разностное изображение В/Х,У/:В(ХУ)=31(Х,У)-32(Х- Л Х;У- ЛУ); (2)В разностном изображении В/ХУ/ будут присутствовать шумы, связанные с погрешностями совмещения изобрэжений.Эти шумы имеют вид линий, ориентированных перпендикулярно напрэвдению не10 15 20 25 скомпенсированного сдвига изображений, Поскольку компенсация сдвига осуществляется с погрешностью не более 1 элемента разрешения, толщины этих линий не превышает одного элемента. Такие шумы подавляются в блоке 17 фильтрации двумя последовательными операциями медианной фильтрации с прямоугольными окнами размером1 х , элементов, причем один раз окно ориентируется вертикально /по столбцу/, а другой раэ горизонтально /по строке/. Целесообразно выбирать а =3.5,На выходе блока фильтрации формируется изображение Т /ХУ/:Т(Х,У)=пеб ы.(В(ХУ /3/Т(ХУ)=гпеб 2 а(Т(ХУ /4/Вместо операций /3/ и /4/ может выполняться медианная фильтрация по крестообразной апертуре.В изображении Т /ХУ/ 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 сохраняютсяи практически не искажаются.Изображение Т /Х,У/ поступает в блоки 18, 19 пороговой обработки, где сравнивается с порогами и и -и соответственно сигналы с выходом пороговых блоков поступают на входы сумматора 20, Здесь формируется изображение О/Х,У/:1, если Т(Х,У) Ь;О/Х,У/= О. еслиТ(Х,У) К /5/-1, если Т (Х,У)-ЬВ изображении О/ХУ/ элементы будут различаться по направлению наклона.На участках радужки, на которых координата 2 возрастает с увеличением координаты Х, функция О/Х,У/ будет иметь значение "-1", а на участках, где координата 2 уменьшается с увеличением координаты Х функция О/Х,У/ будет иметь значение "+1". Изображение О/Х,У/ 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 30 35 40 45 50 55 светового пучка, используемого при регистрации предыдущего изображения с нечетным номером, причем освещающий пучок четного изображения лежит в одной плоскости с освещающим пучком нечетного изо брэжения и нормалью к поверхности радужки.Первое изображение 51/Х,У/ регистрируется при освещающем пучке, рэспространяющимся в плоскости Х 02 со стороны положительной полуоси Х, а второе изобра-. жение 52/Х,У/ регистрируется при освещающем пучке, распространяющемся в той же плоскости со стороны отрицательной полуоси. Третье изображение Яз/ХУ/ регистрируется при освещающем пучке, распространяющемся в плоскости У 02 со стороны положительной полуоси У, а четвертое изображение Я 4/ХУ/ регистрируется приосвещающем пучке, распространяющемся в той же плоскости со стороны отрицательной полуоси. Формула изобретения1. Способ выявления аномалий радужки путем освещения радужки, регистрации ее изображения и сравнения уровня сигнала в каждом элементе изображения с порогом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности обнаружения аномалий радужки, радужку освещают неоднократно излучением, распространяю- щимся -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 тек, чтобы обеспечить совпадение идентичных опОрных точек четного и нечетного иэображений, после чего определяют разность уровней сигнала соответствующих элементов в нечетном и смещенном четном изображениях, выполняют фильтрацию шумов в иэображении, полученном в результате вычитания, каждый полученный в результате фильтрации массив поэлементно сравнивают с пороговым уровнем и оп; 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 й с я тем, что величину сдвига четного изображения относительно предыдущего нечетного определяют путем, вычисления взаимной корреляции функции оконтуренных изображений,1806589 г. Составитель И.КарамышеваТехред М.МоргенталФ РРектоР Н,Милюков Редактор С.Кулако изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина Заказ 1336 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5