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专利号: 2014102156476
申请人: 重庆理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种角膜内皮细胞分析仪,其特征在于:包括定位采集摄像头(1)、红外距离传感器(2)、第一、第二、第三步进电机(3、4、5)、分析仪主机(6)、打印机(7)、触摸式液晶显示器(8)、键盘(9)和鼠标(10);所述键盘(9)、鼠标(10)都与分析仪主机(6)连接,进行基本信息输入和手动操作;所述定位采集摄像头(1)与分析仪主机(6)连接,接受分析仪主机的控制并将采集到的眼球定位图像和角膜内皮细胞图像送入分析仪主机内处理;所述红外距离传感器(2)与分析仪主机(6)连接,将检测的眼球到定位采集摄像头的距离送入分析仪主机内处理;所述分析仪主机(6)通过驱动电路(11)与第一、第二、第三步进电机(3、4、5)连接,根据处理后得到的眼球位置坐标控制第一、第二、第三步进电机转动,带动定位采集摄像头对准眼球并抓拍角膜内皮细胞图像;所述触摸式液晶显示器(8)与分析仪主机(6)连接,用于进行手动操作和显示处理分析后的角膜内皮细胞特征参数;所述打印机(7)与分析仪主机(6)连接,打印处理分析后的角膜内皮细胞特征参数。

2.采用如权利要求1所述的角膜内皮细胞分析仪对角膜内皮细胞进行分析的方法,包括:

步骤一、自动定位眼球位置坐标;步骤二、定位采集摄像头采集角膜内皮细胞图像,并将其送入分析仪主机;步骤三、分析仪主机对角膜内皮细胞图像进行处理分析;步骤四、触摸式液晶显示器显示处理分析后的角膜内皮细胞特征参数,打印机打印处理分析后的角膜内皮细胞特征参数;

其特征在于,所述步骤一中,自动定位眼球位置坐标的方法为:

1)红外距离传感器(2)检测眼球到定位采集摄像头的距离,并将其送入分析仪主机(6),延时t秒,等待图像光照平衡后,分析仪主机(6)控制定位采集摄像头(1)采集眼球定位图像,并获取该眼球定位图像,将空间按X、Y、Z三轴分为三个方向,以此时的定位采集摄像头的位置为原点;

2)对眼球定位图像进行变阈值二值化处理:先将眼球图像白平衡,再灰度化,再根据外界光照动态选取二值化阈值进行二值化,再去噪,得到理想的二值化图像;

3)将该二值化图像分割成像素点后,存入一个二维数组,数组号对应每个像素点的x、y坐标;

4)对二维数组内的像素点进行逐个扫描,当任意数组元素数据变化时,判定此点为眼球边缘,正向扫描得到眼球的上边缘(x1,y1),反向扫描得到眼球的下边缘(x2,y2),计算得到眼球在Y轴上的对应位置;

5)从二维数组的第Y行开始,正向扫描得到眼球的左边缘(x3,y3),反向扫描得到眼球的右边缘(x4,y4),计算 得到眼球在X轴上的对应位置;

6)对红外距离传感器采集到的数字量进行加权平均,除去随机噪声,根据该数字量与距离成线性关系的线性表达式u表示红外距离传感器输出的电压,z表示眼

球到定位采集摄像头的距离,计算眼球在Z轴上的对应位置;

7)分析仪主机根据眼球在X、Y、Z轴上的对应位置,控制第一、第二、第三步进电机转动,带动定位采集摄像头对准眼球,完成自动定位。

3.根据权利要求2所述的角膜内皮细胞分析方法,其特征在于,所述步骤三中,分析仪主机对角膜内皮细胞图像进行处理分析的方法为:

1)选取一幅RGB格式的角膜内皮细胞图像,将其转换成灰度图像;

2)通过直方图确认该灰度图像的灰度级的主要分布,得到灰度级分布曲线,然后对灰度图像做均衡化处理,均衡化处理之后再与原直方图进行匹配,得到与原直方图的灰度级分布曲线大致相同且在过渡段均匀分布的新直方图;

3)采用高斯滤波法去除新直方图中的高斯噪声;

4)采用均值滤波法去除新直方图中的椒盐噪声;

5)对新直方图进行二值化处理,创建一个与均值滤波后的图像大小相同的零矩阵,然后对高斯滤波后的图像与均值滤波后的图像的对应像素点的灰度值做比较,用Gi表示高斯滤波后的图像各点的灰度值,用Mj表示均值滤波后的图像各点的灰度值,当Gi>Mj时,将零矩阵中对应的像素点赋值为1,当Gi≤Mj时,零矩阵中对应的像素点的值不变,得到一幅二进制图像;

6)细胞孔洞填充,选定1为前景色,0为背景色,在封闭区域中将背景色填充为前景色;

7)对图像做形态学处理,建立形态学结构元素: 然后再对二值化矩阵做开运

算、腐蚀,得到边缘光滑且没有毛刺的图像;

8)对经形态学处理后的图像做细化处理,分别轮换使用上、下、左、右、左上、右上、左下、右下,这八个方向的模板削去一层像素,直到图像不再变化为止,得到清楚的图像轮廓;

9)将细化后的图像中值等于1的点的位置映射到原RGB格式的角膜内皮细胞图像中的R通道,将这些位置上的值都赋为255,将G、B两个通道的值与细化后的图像值对应进行点乘,得到边缘着色的图像;

10)先统计细化后且边缘着色的图像的细胞面积与细胞边数,然后对不同面积范围与不同多边形进行上色,对于区别不同多边形,采用交叉点的个数进行判断,统计一个3×3领域内0,1交替出现的个数p,当p等于阈值threshold时,以该领域的中心像素点为交叉点。