基本信息
- 項目名稱：
- 球結膜中生物微特征提取技術與裝置的研發(fā)
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本項目旨在提出了一種基于機器視覺的新的球結膜中生物微特征提取方法。將顯微與機器視覺相結合，攝取球結膜微血管的顯微圖像，進而運用數(shù)字圖像處理技術對采集的圖像信息進行分析處理，采用邊界檢測技術來檢定微血管的邊緣，然后將處理后的結果轉化為人們易懂的模式，最終得到處理后的數(shù)據(jù)結論。這項技術在醫(yī)學診病領域有著良好的應用前景，并可以結合心理測試廣泛的應用測謊技術的研究中去。
- 詳細介紹：
- 該次研究提出了一種基于機器視覺的球結膜中生物微特征提取方法。將機器視覺技術和圖像顯微技術結合起來，利用高速攝像鏡頭來采集球結膜中微血管及細胞的顯微圖像，進而在DSP高速處理器中處理圖像數(shù)據(jù)，運用數(shù)字圖像處理技術對采集的圖像信息進行分析、處理，采用有效的邊界檢測技術來檢定微血管的邊緣位置等信息，然后將處理后的結果轉化為人們易懂的模式，使研究的輸出結果直觀顯示。這種研究方法減少了人工對球結膜進行檢測所花費的時間和精力，為對于球結膜的醫(yī)學研究診斷提供了更為準確的科學依據(jù)，有著良好的應用前景，并且在測謊技術等其他領域提供了一種新的實現(xiàn)方法。在本次研究中的關鍵是應用到數(shù)字圖像處理技術，通過數(shù)字圖像處理技術及相應算法建立基于機器視覺的對于人眼部生物信息采集、分析系統(tǒng)，探索一條眼部生物信息提取的新方法。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 本次研究即在于采用機器視覺系統(tǒng)技術實現(xiàn)對人眼中球結膜上的微血管內(nèi)的血紅細胞流速的監(jiān)測，從而得到不同生物特征的測量參數(shù)。在研究中，通過攝像頭對人眼球結膜的生物特性進行觀測，將采集到的圖像經(jīng)成像技術轉為數(shù)字圖像信息，傳輸?shù)紻SP處理器中，再利用數(shù)字圖像處理技術，對采集到的圖像進行處理分析，最終得到處理后的數(shù)據(jù)結論。這項技術結合心理測試，可以廣泛的應用到測謊儀的研究中，從而實現(xiàn)擴展對于人眼的研究領域的目的。在本次研究中的關鍵是應用到數(shù)字圖像處理技術，通過數(shù)字圖像處理技術及相應算法建立基于機器視覺的對于人眼部生物信息采集、分析系統(tǒng)，探索一條眼部生物信息提取的新方法。 主要技術指標： （1）完成對球結膜微血管圖像的采集工作，利用數(shù)字圖像處理技術實現(xiàn)對獲取圖像的處理； （2）完成系統(tǒng)硬件實驗平臺的搭建工作，并設計出相關的軟件程序； （3）實現(xiàn)對血紅細胞的視頻識別技術，利用算法實現(xiàn)對于血管中血紅細胞的邊緣檢測和獲取工作。
科學性、先進性
- 由于人眼中所具有的豐富的信息資源遠遠超出于人們目前研究的這些方面，隨著信息技術的不斷進步和發(fā)展，它應該有著更為廣闊的應用前景?，F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)：眼睛是大腦在眼眶里的延伸，眼球底部有三級神經(jīng)元，就象大腦皮質(zhì)細胞一樣，具有分析綜合能力，因而眼球上的生物特征變化是大腦活動的最直觀反映，并且由于人眼所具有的非接觸性的特點，所以必須利用視頻技術進行研究，也就是應用到數(shù)字圖像處理技術及相應算法來實現(xiàn)對于人眼球結膜的圖像采集、處理、分析，這也就是本次研究不同于其他對于生物微特征提取技術的顯著特點，這種技術對于被測生物體沒有任何損傷。 參考文獻： 1.Walid S. Kamoun. Liver Microcirculation Analysis by Red Blood Cell Motion Modeling in Intravital Microscopy Images.IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING,2008
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 圖片
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 本項目研究利用高速顯微攝像頭對于眼部的信息進行捕獲，通過處理分析實現(xiàn)以直觀數(shù)據(jù)輸出作為結果的對于人眼球結膜的生物微特征的提取工作。目前來說，由于人眼所含有的豐富生物信息，國內(nèi)外的研究主要集中在虹膜診病和虹膜識別上。本次研究旨在擴展對于人眼部研究的新領域，并且考慮到人眼及虹膜所具有的非接觸性特點，采用圖像處理技術作為設計研究平臺，對于生物體沒有任何損傷。 眼球不僅是人觀察世界的器官，同時眼球的運動也包含許多反映人內(nèi)心活動的信息。因此人的心理變化（特別是說謊時）在一定程度上反映在人眼的運動中，將研究檢測到的數(shù)據(jù)結合心理測試應用到對于測謊儀的研究中去，可實現(xiàn)機器視覺測謊的功能，完成對從事國家安全、涉密等重要崗位的工作人員，或?qū)ζ髽I(yè)員工的忠誠度的測試，并且也可以為刑事案件的偵破、確定嫌疑人等提供有力條件。由于眼球上的生物特征變化是大腦活動的最直觀反映，所以此類測謊方法即具有大腦皮層造影方法反映心理活動直觀的特點，又具有生物信號記錄方法簡單的優(yōu)點。具有較高的應用及推廣價值。
同類課題研究水平概述
- 球結膜，作為眼睛的結構之一，它覆蓋眼球前部鞏膜表面，止于角鞏膜緣，球結膜是一層菲薄的黏膜，表面光滑，質(zhì)地透明，而鞏膜呈乳白色，不透明，故眼球的外觀呈白色。對于眼睛球結膜的研究，目前主要是在醫(yī)學上。而常見的結膜出血，發(fā)炎等病癥多數(shù)只是一些病癥的外在表現(xiàn)。 (1)當前國內(nèi)外研究球結膜的概況 隨著技術的發(fā)展與進步，通過球結膜微循環(huán)活體觀察，以估價全身微循環(huán)情況，探討疾病的微循環(huán)病理機制，體現(xiàn)出無比的優(yōu)越性。有關這方面的研究已有近百年的歷史，許多學者對此做出了不朽的貢獻，在球結膜微循環(huán)的解剖、病理生理、形態(tài)學、檢查手段，以及臨床應用等諸多方面已形成完整、系統(tǒng)的理論和方法，近幾年來研究更加活躍。 球結膜微循環(huán)的研究可追溯到18世紀末20世紀初。Bajandi首次描述了退行性血管病患者結膜微循環(huán)改變，后來被zelle(1921)，Ruedemann(1933 )，Davis和Landau(1968)許多學者所確證。之后有諸多學者和專家做出了大量的研究工作，將人體其他部位的病情欲球結膜病變相聯(lián)系，將球結膜微循環(huán)的研究向前推進了一大步。隨著科學技術的進步，研究手段的提高，近20年來研究側重于球結膜微循環(huán)的綜合評價，觀察方法的改進，以及球結膜微循環(huán)與內(nèi)臟微循環(huán)的關系，從而自微循環(huán)角度探討疾病的病因病理機制等諸多方面。 在國內(nèi)，也有許多學者對于球結膜微循環(huán)作了大量的研究工作。宋振英(1982)等報道動脈硬化的結膜微循環(huán)改變；吳良金等報道吸煙對心血管病患者球結膜微循環(huán)的影響等等各項研究，均有不錯的成果。 (2)研究現(xiàn)狀的分析及發(fā)展趨勢 從上可以看出，專家們把大多數(shù)對于人眼球結膜的研究目光聚焦在醫(yī)學上，并一直側重于球結膜微循環(huán)與內(nèi)臟微循環(huán)的關系上，但是眼睛所含有的豐富信息資源超出于人們目前研究的這些方面，隨著信息技術的不斷進步和發(fā)展，對眼睛的研究應該有著更為廣闊的應用前景?？紤]到人眼中所含有豐富的信息資源，研究利用機器視覺系統(tǒng)對人眼球結膜微血管中的血紅細胞的細微變化進行觀測，并且運用數(shù)字圖像處理技術及相關算法得出詳細的測量數(shù)據(jù)，這也就是本次研究的目的所在。觀測到的結果可以直觀的反映出球結膜上微血管及細胞流速的變化，從而減短了人在觀察球結膜時所花費的時間，在測謊技術，醫(yī)學研究等多個領域中都有著更廣泛的應用前景。
