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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 球結(jié)膜中生物微特征提取技術(shù)與裝置的研發(fā)
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本項(xiàng)目旨在提出了一種基于機(jī)器視覺(jué)的新的球結(jié)膜中生物微特征提取方法。將顯微與機(jī)器視覺(jué)相結(jié)合，攝取球結(jié)膜微血管的顯微圖像，進(jìn)而運(yùn)用數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)采集的圖像信息進(jìn)行分析處理，采用邊界檢測(cè)技術(shù)來(lái)檢定微血管的邊緣，然后將處理后的結(jié)果轉(zhuǎn)化為人們易懂的模式，最終得到處理后的數(shù)據(jù)結(jié)論。這項(xiàng)技術(shù)在醫(yī)學(xué)診病領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景，并可以結(jié)合心理測(cè)試廣泛的應(yīng)用測(cè)謊技術(shù)的研究中去。
- 詳細(xì)介紹：
- 該次研究提出了一種基于機(jī)器視覺(jué)的球結(jié)膜中生物微特征提取方法。將機(jī)器視覺(jué)技術(shù)和圖像顯微技術(shù)結(jié)合起來(lái)，利用高速攝像鏡頭來(lái)采集球結(jié)膜中微血管及細(xì)胞的顯微圖像，進(jìn)而在DSP高速處理器中處理圖像數(shù)據(jù)，運(yùn)用數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)采集的圖像信息進(jìn)行分析、處理，采用有效的邊界檢測(cè)技術(shù)來(lái)檢定微血管的邊緣位置等信息，然后將處理后的結(jié)果轉(zhuǎn)化為人們易懂的模式，使研究的輸出結(jié)果直觀顯示。這種研究方法減少了人工對(duì)球結(jié)膜進(jìn)行檢測(cè)所花費(fèi)的時(shí)間和精力，為對(duì)于球結(jié)膜的醫(yī)學(xué)研究診斷提供了更為準(zhǔn)確的科學(xué)依據(jù)，有著良好的應(yīng)用前景，并且在測(cè)謊技術(shù)等其他領(lǐng)域提供了一種新的實(shí)現(xiàn)方法。在本次研究中的關(guān)鍵是應(yīng)用到數(shù)字圖像處理技術(shù)，通過(guò)數(shù)字圖像處理技術(shù)及相應(yīng)算法建立基于機(jī)器視覺(jué)的對(duì)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(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本次研究即在于采用機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)人眼中球結(jié)膜上的微血管內(nèi)的血紅細(xì)胞流速的監(jiān)測(cè)，從而得到不同生物特征的測(cè)量參數(shù)。在研究中，通過(guò)攝像頭對(duì)人眼球結(jié)膜的生物特性進(jìn)行觀測(cè)，將采集到的圖像經(jīng)成像技術(shù)轉(zhuǎn)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(shù)，對(duì)采集到的圖像進(jìn)行處理分析，最終得到處理后的數(shù)據(jù)結(jié)論。這項(xiàng)技術(shù)結(jié)合心理測(cè)試，可以廣泛的應(yīng)用到測(cè)謊儀的研究中，從而實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展對(duì)于人眼的研究領(lǐng)域的目的。在本次研究中的關(guān)鍵是應(yīng)用到數(shù)字圖像處理技術(shù)，通過(guò)數(shù)字圖像處理技術(shù)及相應(yīng)算法建立基于機(jī)器視覺(jué)的對(duì)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(shù)指標(biāo)： （1）完成對(duì)球結(jié)膜微血管圖像的采集工作，利用數(shù)字圖像處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)獲取圖像的處理； （2）完成系統(tǒng)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建工作，并設(shè)計(jì)出相關(guān)的軟件程序； （3）實(shí)現(xiàn)對(duì)血紅細(xì)胞的視頻識(shí)別技術(shù)，利用算法實(shí)現(xiàn)對(duì)于血管中血紅細(xì)胞的邊緣檢測(cè)和獲取工作。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 由于人眼中所具有的豐富的信息資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出于人們目前研究的這些方面，隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，它應(yīng)該有著更為廣闊的應(yīng)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(jí)神經(jīng)元，就象大腦皮質(zhì)細(xì)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(dòng)的最直觀反映，并且由于人眼所具有的非接觸性的特點(diǎn)，所以必須利用視頻技術(shù)進(jìn)行研究，也就是應(yīng)用到數(shù)字圖像處理技術(shù)及相應(yīng)算法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于人眼球結(jié)膜的圖像采集、處理、分析，這也就是本次研究不同于其他對(duì)于生物微特征提取技術(shù)的顯著特點(diǎn)，這種技術(shù)對(duì)于被測(cè)生物體沒(méi)有任何損傷。 參考文獻(xiàn)： 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(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 圖片
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本項(xiàng)目研究利用高速顯微攝像頭對(duì)于眼部的信息進(jìn)行捕獲，通過(guò)處理分析實(shí)現(xiàn)以直觀數(shù)據(jù)輸出作為結(jié)果的對(duì)于人眼球結(jié)膜的生物微特征的提取工作。目前來(lái)說(shuō)，由于人眼所含有的豐富生物信息，國(guó)內(nèi)外的研究主要集中在虹膜診病和虹膜識(shí)別上。本次研究旨在擴(kuò)展對(duì)于人眼部研究的新領(lǐng)域，并且考慮到人眼及虹膜所具有的非接觸性特點(diǎn)，采用圖像處理技術(shù)作為設(shè)計(jì)研究平臺(tái)，對(duì)于生物體沒(méi)有任何損傷。 眼球不僅是人觀察世界的器官，同時(shí)眼球的運(yùn)動(dòng)也包含許多反映人內(nèi)心活動(dòng)的信息。因此人的心理變化（特別是說(shuō)謊時(shí)）在一定程度上反映在人眼的運(yùn)動(dòng)中，將研究檢測(cè)到的數(shù)據(jù)結(jié)合心理測(cè)試應(yīng)用到對(duì)于測(cè)謊儀的研究中去，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺(jué)測(cè)謊的功能，完成對(duì)從事國(guó)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(chéng)度的測(cè)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(dòng)的最直觀反映，所以此類測(cè)謊方法即具有大腦皮層造影方法反映心理活動(dòng)直觀的特點(diǎn)，又具有生物信號(hào)記錄方法簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。具有較高的應(yīng)用及推廣價(jià)值。
同類課題研究水平概述
- 球結(jié)膜，作為眼睛的結(jié)構(gòu)之一，它覆蓋眼球前部鞏膜表面，止于角鞏膜緣，球結(jié)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(duì)于眼睛球結(jié)膜的研究，目前主要是在醫(yī)學(xué)上。而常見(jiàn)的結(jié)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(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究球結(jié)膜的概況 隨著技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，通過(guò)球結(jié)膜微循環(huán)活體觀察，以估價(jià)全身微循環(huán)情況，探討疾病的微循環(huán)病理機(jī)制，體現(xiàn)出無(wú)比的優(yōu)越性。有關(guān)這方面的研究已有近百年的歷史，許多學(xué)者對(duì)此做出了不朽的貢獻(xiàn)，在球結(jié)膜微循環(huán)的解剖、病理生理、形態(tài)學(xué)、檢查手段，以及臨床應(yīng)用等諸多方面已形成完整、系統(tǒng)的理論和方法，近幾年來(lái)研究更加活躍。 球結(jié)膜微循環(huán)的研究可追溯到18世紀(jì)末20世紀(jì)初。Bajandi首次描述了退行性血管病患者結(jié)膜微循環(huán)改變，后來(lái)被zelle(1921)，Ruedemann(1933 )，Davis和Landau(1968)許多學(xué)者所確證。之后有諸多學(xué)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(jié)膜病變相聯(lián)系，將球結(jié)膜微循環(huán)的研究向前推進(jìn)了一大步。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，研究手段的提高，近20年來(lái)研究側(cè)重于球結(jié)膜微循環(huán)的綜合評(píng)價(jià)，觀察方法的改進(jìn)，以及球結(jié)膜微循環(huán)與內(nèi)臟微循環(huán)的關(guān)系，從而自微循環(huán)角度探討疾病的病因病理機(jī)制等諸多方面。 在國(guó)內(nèi)，也有許多學(xué)者對(duì)于球結(jié)膜微循環(huán)作了大量的研究工作。宋振英(1982)等報(bào)道動(dòng)脈硬化的結(jié)膜微循環(huán)改變；吳良金等報(bào)道吸煙對(duì)心血管病患者球結(jié)膜微循環(huán)的影響等等各項(xiàng)研究，均有不錯(cuò)的成果。 (2)研究現(xiàn)狀的分析及發(fā)展趨勢(shì) 從上可以看出，專家們把大多數(shù)對(duì)于人眼球結(jié)膜的研究目光聚焦在醫(yī)學(xué)上，并一直側(cè)重于球結(jié)膜微循環(huán)與內(nèi)臟微循環(huán)的關(guān)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(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，對(duì)眼睛的研究應(yīng)該有著更為廣闊的應(yīng)用前景?？紤]到人眼中所含有豐富的信息資源，研究利用機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)人眼球結(jié)膜微血管中的血紅細(xì)胞的細(xì)微變化進(jìn)行觀測(cè)，并且運(yùn)用數(shù)字圖像處理技術(shù)及相關(guān)算法得出詳細(xì)的測(cè)量數(shù)據(jù)，這也就是本次研究的目的所在。觀測(cè)到的結(jié)果可以直觀的反映出球結(jié)膜上微血管及細(xì)胞流速的變化，從而減短了人在觀察球結(jié)膜時(shí)所花費(fèi)的時(shí)間，在測(cè)謊技術(shù)，醫(yī)學(xué)研究等多個(gè)領(lǐng)域中都有著更廣泛的應(yīng)用前景。
