JP6361065B2 - Cataract inspection device and cataract determination program - Google Patents

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Description

本発明は、白内障診断を簡易に行うための白内障検査装置および白内障判定プログラムに関するものである。   The present invention relates to a cataract inspection apparatus and a cataract determination program for easily performing a cataract diagnosis.

従来、白内障診断を行うための機器としては、下記の特許文献1や特許文献2に開示されているものが知られているが、いずれも白内障の進行度合いを正確に診断するために分光光学系や光感知検知器などの特別な機器を必要としていた。そのため、特に発展途上国で使用する場合には、機器導入コストや機器を扱う熟練した医師の不足などが問題となっている。
また、分光光学系や光感知検知器などの特別な機器を必要とせず、簡便な機材を用いる構成で、誰でもどこでも簡便に白内障の検査が行える白内障検査装置が知られている(特許文献3)。
Conventionally, as a device for performing a cataract diagnosis, those disclosed in the following Patent Document 1 and Patent Document 2 are known, and both are spectroscopic optical systems for accurately diagnosing the degree of progression of cataract. And special equipment such as light-sensitive detectors. For this reason, particularly when used in developing countries, there are problems such as equipment introduction costs and a lack of skilled doctors handling the equipment.
Further, there is known a cataract inspection apparatus that does not require a special device such as a spectroscopic optical system or a light detection detector, and that allows simple inspection of cataracts by anyone with a configuration using simple equipment (Patent Document 3). ).

特開2002−224041号公報JP 2002-224041 A 特表2004−535880号公報Special table 2004-535880 gazette 特許第5305409号公報Japanese Patent No. 5305409

上述した特許文献3に開示された白内障検査装置では、点形状の光源を使用して被験者の眼の画像を撮影し、画像解析によって白内障発病の有無を判定している。そのため、瞳孔領域の特定が困難であり、瞳孔領域画像を解析して白内障の重症度の判定を行うのは困難であった。
かかる状況に鑑みて、本発明は、簡便な機材を用いる構成で、瞳孔領域を容易に特定でき、特定した瞳孔領域を用いて白内障レベルを判別できる白内障検査装置および白内障判定プログラムを提供することを目的とする。
In the cataract inspection device disclosed in Patent Document 3 described above, an image of a subject's eye is captured using a point-shaped light source, and the presence or absence of cataract disease is determined by image analysis. For this reason, it is difficult to specify the pupil region, and it is difficult to determine the severity of the cataract by analyzing the pupil region image.
In view of such a situation, the present invention provides a cataract inspection apparatus and a cataract determination program capable of easily specifying a pupil region and determining a cataract level using the specified pupil region with a configuration using simple equipment. Objective.

本発明者らは、白内障の簡易検査(スクリーニング)を行うための装置および方法を鋭意検討した結果、本発明を完成した。
本発明の白内障検査装置は、下記1)〜5)の手段を備える。
1)リング状投射光として眼球の瞳孔領域に略正面から投射する投光手段、
2)リング状投射光の眼球のリング状反射光を、撮影時の位置合わせで瞳孔中心から同心円状に虹彩領域の内側に位置調整し撮像し画像情報とする撮像手段
3)リング状反射光を検出する反射光検出手段
4)リング状反射光のうち最大径かつ最大輝度の反射光の内輪郭の内側を瞳孔領域の色特徴に特定し解析する色特徴解析手段、
5)特定した瞳孔領域の色特徴から核白内障あるいは後嚢下白内障を判定する白内障判定手段
The inventors of the present invention have completed the present invention as a result of intensive studies on an apparatus and a method for performing a simple test (screening) of cataract.
The cataract inspection device of the present invention includes the following means 1) to 5).
1) a light projecting means for projecting from the front substantially onto the pupil region of the eyeball as ring-shaped projection light;
2) An imaging unit that adjusts the position of the ring-shaped reflected light of the eyeball of the ring-shaped projection light from the center of the pupil to the inner side of the iris region in the alignment at the time of imaging , and uses it as image information .
3) Reflected light detection means for detecting ring-shaped reflected light ,
4) Color feature analysis means for specifying and analyzing the inner side of the inner contour of the reflected light having the maximum diameter and the maximum brightness among the ring-shaped reflected light,
5) Cataract determining means for determining nuclear cataract or posterior subcapsular cataract from the color characteristics of the specified pupil region .

本発明の白内障検査装置では、光源からの光をリング状投射光とするのが特徴である。光源からの光をリング状投射光とすることにより、眼球を撮影した画像の中で瞳孔領域を容易に特定することができ、瞳孔領域の解析による白内障の簡易検査(スクリーニング)を行える。リング状反射光を用いて白内障の症状を判定することにより、リング状反射光を用いない場合に比べて、白内障の判定精度を向上することができる。   The cataract inspection device of the present invention is characterized in that light from the light source is ring-shaped projection light. By using the light from the light source as ring-shaped projection light, the pupil region can be easily specified in the image obtained by photographing the eyeball, and a simple examination (screening) of cataract by analyzing the pupil region can be performed. By determining the symptoms of cataract using the ring-shaped reflected light, the accuracy of determining the cataract can be improved as compared with the case where no ring-shaped reflected light is used.

ここで、リング状投射光により、なぜ瞳孔領域を容易に特定することができるのかという点について説明する。一般的に、眼球の撮影画像において、虹彩の内輪郭を判別すれば瞳孔領域を特定することが可能である。しかし、白内障眼の場合、虹彩の内輪郭に濁りがあると、虹彩の内輪郭が不明確になる。特に、皮質白内障の患者の場合、水晶体の周りから瞳の中に向かってまだらに濁る症状であり、虹彩の内輪郭が不明確になる。このため、リング状投射光を眼球の正面より投射して、瞳孔中心に同心円状の反射光を得る。角膜表面はほぼ半球形をしていることから、正面から投射されるリング状投射光は、角膜表面から強く反射されてリング状反射光となり、円状の画像が得られる。   Here, the reason why the pupil region can be easily specified by the ring-shaped projection light will be described. Generally, it is possible to specify a pupil region by determining an inner contour of an iris in a photographed image of an eyeball. However, in the case of cataract eyes, if the inner contour of the iris is cloudy, the inner contour of the iris becomes unclear. In particular, in the case of a cortical cataract patient, it is a symptom of cloudiness from around the lens into the pupil, and the inner contour of the iris becomes unclear. For this reason, ring-shaped projection light is projected from the front of the eyeball to obtain concentric reflection light at the center of the pupil. Since the corneal surface is substantially hemispherical, the ring-shaped projection light projected from the front is strongly reflected from the corneal surface to become ring-shaped reflected light, and a circular image is obtained.

リング状反射光は、画像処理上では真白に色が飽和した領域、すなわち、RGB値が限りなく255に近い領域となるため、リング状反射光の内輪郭を抽出するのは容易となる。
また、リング状反射光は、瞳孔中心から同心円状に観測されるのが本来の形であり、瞳孔中心から反射光がずれている場合、それは撮影時の位置合わせの問題に起因する。正常眼において、リング状反射光は4つの境界面(角膜前面、角膜後面、水晶体前面、水晶体後面)のそれぞれで観測されることから、撮影画像には4つのリング状反射光が存在することになるが、水晶体前面は非常に反射率が低いことから、水晶体前面によるリング状反射光は観測が困難である。従って、正常眼におけるリング状反射光は、主に角膜前面による反射光が最も強く観測され、後は、角膜後面と水晶体後面による反射光の3つのリング状反射光が観測できることになる。一方、白内障眼、特に中心性の核白内障の場合は、角膜前面と角膜後面による反射光の2つのリング状反射光しか観測されない。このように撮影した画像にあるリング状の反射光個数を測定することにより、簡易的に正常眼と白内障眼を分けることができる。
上記の判別精度を向上するには、瞳孔を真正面から中心を合わせて撮影する。瞳孔を真正面から中心を合わせて撮影することにより、リング状反射光が同心円状に並ぶため、リング状反射光の識別および反射光の個数の識別が容易となる。
Since the ring-shaped reflected light is a region where the color is saturated in white on the image processing, that is, a region where the RGB value is as close as possible to 255, it is easy to extract the inner contour of the ring-shaped reflected light.
In addition, the ring-shaped reflected light is originally observed concentrically from the center of the pupil, and when the reflected light deviates from the center of the pupil, it is caused by a problem of alignment at the time of photographing. In normal eyes, the ring-shaped reflected light is observed on each of the four boundary surfaces (frontal cornea, rear surface of cornea, front surface of lens, and rear surface of lens), so that there are four ring-shaped reflected light in the photographed image. However, since the reflectance of the lens front surface is very low, it is difficult to observe the ring-shaped reflected light from the lens front surface. Accordingly, the ring-shaped reflected light in the normal eye is mainly observed with the strongest reflected light from the front surface of the cornea, and thereafter, three ring-shaped reflected lights of the reflected light from the rear surface of the cornea and the rear surface of the crystalline lens can be observed. On the other hand, in the case of a cataract eye, particularly a central nuclear cataract, only two ring-like reflected lights of the reflected light from the anterior cornea and the posterior cornea are observed. By measuring the number of ring-shaped reflected lights in the photographed image in this way, normal eyes and cataract eyes can be easily separated.
In order to improve the above-described discrimination accuracy, the pupil is photographed with the center from the front. By photographing the pupil with the center from the front, the ring-shaped reflected light is arranged concentrically, so that it is easy to identify the ring-shaped reflected light and the number of reflected lights.

投光手段は、撮像手段と連動するカメラフラッシュであることが好ましい。撮像手段として汎用的なデジタルカメラを使用し、カメラに内蔵された若しくは外付けのフラッシュで、白内障の検査(スクリーニング)を行うことができる。   It is preferable that the light projecting unit is a camera flash interlocked with the image capturing unit. A general-purpose digital camera can be used as an imaging means, and cataract inspection (screening) can be performed with a built-in or external flash.

本発明の白内障検査装置は白内障判定手段において、瞳孔領域の色特徴から核白内障あるいは後嚢下白内障を判定する。
核白内障とは、核と呼ばれる水晶体の真ん中(中心)が濁る状態であり、瞳孔領域の周辺部と中心部の色特徴の違いが明瞭であることから判定することができる。一方、白内障のうち、最も多いのが、皮質白内障であり、水晶体の周りから瞳の中に向かってまだらに濁る状態である。また、後嚢下白内障は、水晶体の裏側に近いところで真ん中からスリガラスのように濁る状態である。
In the cataract inspection device of the present invention , the cataract determination means determines nuclear cataract or posterior subcapsular cataract from the color characteristics of the pupil region.
Nuclear cataract is a state in which the middle (center) of the crystalline lens called the nucleus is cloudy, and can be determined from the clear difference in color characteristics between the peripheral part and the central part of the pupil region. On the other hand, of the cataract, the most common is a cortical cataract is a condition turbid plaques toward the circumference of the lens in the pupil. In addition, posterior subcapsular cataract is a condition in which cloudy as frosted glass from the middle at close on the back side of the lens.

また、本発明の白内障検査装置は、瞳孔領域からまつげを判別して、まつげを除いて模様が存在している領域面積および色から混濁度合いを解析する混濁解析手段を更に備え、白内障判定手段において、瞳孔領域の混濁度合いから皮質白内障を判定する。皮質白内障は、水晶体の周りから瞳の中に向かってまだらに濁る症状であり、混濁の領域が広範囲であり、混濁エリアも水晶体の周りに多く分布する傾向があり、それらの特徴から皮質白内障を判別する。   Further, the cataract inspection device of the present invention further comprises opacity analysis means for discriminating eyelashes from the pupil region and analyzing the degree of turbidity from the area and color where the pattern is present except for the eyelashes. Cortical cataract is determined from the degree of opacity of the pupil region. Cortical cataract is a symptom of cloudiness from around the lens into the pupil, and the area of turbidity is widespread, and the turbid area tends to be distributed around the lens. Determine.

また、まつげは特徴的な形をしていることから、その形状の特徴を用いて、まつげの画像の取り除き、まつげの画像を皮質白内障の混濁と峻別することにより、虹彩の内輪郭付近の瞳孔領域の混濁から、まつげによる混濁を排除し、皮質白内障の判定精度を向上する。
ここで、模様とは色ムラのことであり、混濁度合いにより色ムラが生じることから、それらを模様として捉えている。
In addition, since the eyelashes have a characteristic shape, the pupils near the inner contour of the iris are removed by removing the eyelash image and distinguishing the eyelash image from the opacity of the cortical cataract. It eliminates the opacity caused by eyelashes from the opacity of the area and improves the accuracy of cortical cataract determination.
Here, the pattern refers to color unevenness, and color unevenness occurs depending on the degree of turbidity.

また、本発明の白内障検査装置は、下記a)〜d)の手段を更に備え、白内障判定手段が、色特徴のパラメータおよび混濁度合いのパラメータから成る特徴ベクトルを、機械学習による識別器を用いて、核白内障、皮質白内障、その他の白内障の有無と程度を判定することが好ましい
a)瞳孔領域におけるRGB画像をHSV画像に変換する手段
b)RGB画像を二値化画像に変換する手段
c)HSV画像におけるH成分,S成分,V成分と各成分の最大値,平均値,中央値の色特徴のパラメータを算出する色特徴量算出手段
d)二値化画像における中心部からの距離に応じてN等分(Nは2以上)して分けた領域毎に混濁の疑義がある部分の画素数を算出して混濁度合いのパラメータを算定する混濁度合い算定手段
The cataract inspection device of the present invention further includes the following means a) to d), and the cataract determination means uses a classifier by machine learning to obtain a feature vector composed of a color feature parameter and a opacity parameter. It is preferable to determine the presence and extent of nuclear cataract, cortical cataract, and other cataracts .
a) means for converting an RGB image in the pupil region into an HSV image ;
b) means for converting an RGB image into a binarized image ;
c) Color feature amount calculating means for calculating H, S, V and maximum, average, and median color feature parameters of the HSV image ;
d) Calculate the number of pixels of the part that is suspected of turbidity for each area divided into N equal parts (N is 2 or more) according to the distance from the center in the binarized image, and calculate the turbidity degree parameter Means for calculating turbidity .

また、本発明の白内障検査装置の白内障判定手段において、眼内の各透光体の境界面で反射される、リング状反射光の個数により、白内障と判定することができる。
上述の如く、リング状反射光は、瞳孔中心から同心円状に観測され、正常眼の場合、リング状反射光は、主に角膜前面による反射光と角膜後面と水晶体後面による反射光の3つのリング状反射光が観測されるのに対して、白内障眼、特に中心性の核白内障の場合は、角膜前面と角膜後面による反射光の2つのリング状反射光しか観測されない。従って、リング状反射光の個数を測定することにより、正常眼と白内障眼を判別できる。なお、眼内の各透光体の境界面で反射される反射光より、角膜前面で反射されるリング状反射光を用いて瞳孔領域を特定し、その中の反射光の個数により白内障の有無を判定すると共に、上述のa)〜c)の手段を用いて、核白内障、皮質白内障、その他の白内障の有無と程度を判定することもできる。
なお、下記表1に、角膜前面(角膜表皮)、角膜後面(角膜内皮)、水晶体前面および水晶体後面のそれぞれの反射面の反射像輝度比を示す。水晶体前面の反射像の輝度が、他の反射面よりも一桁以上、輝度が小さく、反射が少ないことがわかる。
Further, in the cataract determining means of the cataract inspection device of the present invention, it is possible to determine a cataract by the number of ring-shaped reflected light reflected at the boundary surface of each translucent body in the eye.
As described above, the ring-shaped reflected light is observed concentrically from the center of the pupil, and in the case of a normal eye, the ring-shaped reflected light is mainly composed of three rings of light reflected by the front surface of the cornea, light reflected by the back surface of the cornea, and light reflected by the back surface of the crystalline lens. On the other hand, in the case of a cataract eye, particularly a central nuclear cataract, only two ring-like reflected light reflected by the anterior and corneal surfaces are observed. Therefore, normal eyes and cataractous eyes can be distinguished by measuring the number of ring-shaped reflected lights. The pupil region is identified using the ring-shaped reflected light reflected from the front surface of the cornea from the reflected light reflected from the boundary surface of each translucent body in the eye, and the presence or absence of cataract is determined by the number of reflected lights in the pupil region. And the presence and extent of nuclear cataract, cortical cataract, and other cataracts can also be determined using the above-mentioned means a) to c).
Table 1 below shows the reflected image luminance ratios of the respective reflecting surfaces of the anterior corneal surface (corneal epidermis), the posterior corneal surface (corneal endothelium), the front surface of the crystalline lens, and the rear surface of the crystalline lens. It can be seen that the brightness of the reflected image on the front surface of the crystalline lens is one digit or more lower than the other reflecting surfaces, the brightness is low, and the reflection is low.

また、本発明の白内障検査装置は、撮像手段および投光手段を一端に備えるハウジングであって、該ハウジングは、他端が開放され被験者の眼球の周囲に覆い被せた場合に、光源からの投射光以外の入射を遮るよう構成され、被験者が光源方向を見るようにする位置調整指標が設けられ、ハウジングの端部は、被験者のまぶたを開くようにまぶたの上下方向に変形する機構を備えたことが好ましい。
リング状反射光内に虹彩が映り込んでしまうと、それが濁りと判定されるので、これを回避すべく、リング状反射光は必ず虹彩の領域の内側になるよう位置調整することが必要である。そのため瞳孔が大きく開いている状態にすべく、ハウジングにより暗所をつくり瞳孔が開いている状態で撮影する。
The cataract inspection device of the present invention is a housing including an imaging unit and a light projecting unit at one end, and the housing projects from the light source when the other end is opened and covered around the eyeball of the subject. It is configured to block incidents other than light, and is provided with a position adjustment index that allows the subject to see the light source direction, and the end of the housing has a mechanism that deforms in the vertical direction of the eyelid so as to open the subject's eyelid It is preferable.
If an iris is reflected in the ring-shaped reflected light, it is determined to be cloudy. To avoid this, it is necessary to adjust the position of the ring-shaped reflected light so that it is inside the iris area. is there. Therefore, in order to make the pupil wide open, a dark place is created by the housing, and imaging is performed with the pupil open.

ハウジングを用いることで、検査の際に、周囲を暗くしなくてもハウジングの筐体で外部光の入射を遮断し、暗室状態にできる。ここで、ハウジングの形状は、例えば、双眼鏡の形状や、筒状、箱状のものでもよい。なお、ハウジングを暗箱状態にして、所定秒数以上経過後に、撮像手段と投光手段を動作することがより好ましい。瞳孔を大きく開かせるためである。所定秒数とは、例えば3〜5秒、或は、5秒以上の時間経過などである。
また、リング状投射光は眼球の正面より投射して、瞳孔中心に同心円状のリング状反射光を得ることが好ましく、そのため、被験者が光源方向を見るようにする位置調整指標を設ける。ここで、位置調整指標とは、例えば、眼球の正面でなければ見えないLED点滅マーカーなどである。
By using the housing, it is possible to block the incident of external light at the housing of the housing and make a dark room state without making the surroundings dark at the time of inspection. Here, the shape of the housing may be, for example, a binocular shape, a cylindrical shape, or a box shape. More preferably, the imaging means and the light projecting means are operated after a predetermined number of seconds have elapsed with the housing in a dark box state. This is to make the pupil open greatly. The predetermined number of seconds is, for example, the passage of time of 3 to 5 seconds or 5 seconds or more.
Moreover, it is preferable to project the ring-shaped projection light from the front of the eyeball to obtain concentric ring-shaped reflected light at the center of the pupil. Therefore, a position adjustment index is provided so that the subject looks at the light source direction. Here, the position adjustment index is, for example, an LED blinking marker that cannot be seen unless it is in front of the eyeball.

さらに、ハウジングの端部は、被験者のまぶたを開くようにまぶたの上下方向に変形する機構を備える。まぶたの開きが小さいと、まぶたによって瞳孔領域が隠され、また、まつげの影響を受けやすくなる。そのため、被験者のまぶたを強制的に開くように、まぶたの上下の皮膚と接して持ち上げ/持ち下げる機構によって、まぶたが開くようにする。   Furthermore, the end of the housing is provided with a mechanism that deforms the eyelid in the vertical direction so as to open the subject's eyelid. If the opening of the eyelid is small, the pupil region is hidden by the eyelid, and more easily affected by eyelashes. Therefore, in order to forcefully open the subject's eyelid, the eyelid is opened by a mechanism for lifting / lowering in contact with the upper and lower skin of the eyelid.

次に、本発明の白内障判定プログラムについて説明する。
本発明の白内障判定プログラムは、コンピュータを下記(1)〜(4)の手段として機能させ、眼球の白内障を判定するプログラムである。
(1)リング状投射光として眼球の瞳孔領域に略正面から投射したときの眼球の角膜および水晶体でのリング状反射光を、撮影時の位置合わせで瞳孔中心から同心円状に虹彩領域の内側に位置調整し画像情報を取得する画像情報取得手段、
(2)リング状反射光を検出する反射光検出手段、
(3)リング状反射光のうち最大径かつ最大輝度の反射光の内輪郭の内側を瞳孔領域に特定し色特徴を解析する色特徴解析手段、
)特定した瞳孔領域の色特徴から核白内障あるいは後嚢下白内障を判定する白内障判定手段
Next, the cataract determination program of the present invention will be described.
The cataract determination program of the present invention is a program for determining a cataract of an eyeball by causing a computer to function as the following means (1) to (4).
(1) The ring-shaped reflected light from the cornea and the lens of the eyeball when projected onto the pupillary area of the eyeball from the front as ring-shaped projection light is concentrically circled from the pupil center to the inside of the iris area at the time of imaging. Image information acquisition means for adjusting the position and acquiring image information;
(2) Reflected light detection means for detecting ring-shaped reflected light,
(3) Color feature analysis means for analyzing the color feature by identifying the inner side of the inner contour of the reflected light having the maximum diameter and the maximum luminance among the ring-shaped reflected light,
( 4 ) Cataract determining means for determining nuclear cataract or posterior subcapsular cataract from the color characteristics of the specified pupil region .

本発明の白内障判定プログラムにおいて白内障判定手段、瞳孔領域の色特徴から核白内障あるいは後嚢下白内障を判定することが好ましい。 In cataract determination program of the present invention, cataracts determining means preferably determine the nuclear cataracts or posterior subcapsular cataract from the color characteristics of the pupil region.

本発明の白内障判定プログラムにおいて、コンピュータを、更に、瞳孔領域からまつげを判別するまつげ判別手段と、まつげを除いて模様が存在している領域面積および色から混濁度合いを解析する混濁度合い解析手段として機能させ、白内障判定手段において、瞳孔領域の混濁度合いから皮質白内障を判定することが好ましい。   In the cataract determination program of the present invention, the computer further includes eyelash determination means for determining eyelashes from the pupil region, and opacity degree analysis means for analyzing the degree of turbidity from the area area and color where the pattern exists except for the eyelashes. It is preferred that the cataract determination means determine cortical cataract from the degree of opacity of the pupil region.

本発明の白内障判定プログラムにおける白内障判定手段において、コンピュータを、下記(a)〜(e)の手段として機能させることが好ましい
(a)瞳孔領域におけるRGB画像をHSV画像に変換する手段
(b)RGB画像を二値化画像に変換する手段
(c)HSV画像におけるH成分,S成分,V成分と各成分の最大値,平均値,中央値の色特徴のパラメータを算出する色特徴量算出手段
(d)二値化画像における中心部からの距離に応じてN等分(Nは2以上)して分けた領域毎に混濁の疑義がある部分の画素数を算出して混濁度合いのパラメータを算定する混濁度合い算定手段
(e)色特徴のパラメータおよび混濁度合いのパラメータから成る特徴ベクトルを、機械学習による識別器を用いて、核白内障、皮質白内障、その他の白内障の有無と程度を判定する手段
In the cataract determination means in the cataract determination program of the present invention, it is preferable that the computer functions as the following means (a) to (e) .
(A) means for converting an RGB image in the pupil region into an HSV image ;
(B) means for converting an RGB image into a binarized image ;
(C) Color feature amount calculating means for calculating H, S, V, and maximum, average, and median color feature parameters in the HSV image ;
(D) Calculate the number of pixels of a portion suspected of being cloudy for each region divided into N equal parts (N is 2 or more) according to the distance from the center of the binarized image, and set the parameter of the cloudiness degree. Turbidity degree calculation means to calculate ,
(E) Means for determining the presence and extent of nuclear cataracts, cortical cataracts, and other cataracts using a feature vector composed of color feature parameters and opacity parameters using a machine learning classifier .

本発明の白内障判定プログラムにおける白内障判定手段において、コンピュータを、眼内の各透光体の境界面で反射される、リング状反射光の個数により、白内障と判定する手段として機能させることが好ましい。コンピュータの画像処理で画像中のリング状反射光の個数を測定して、正常眼と白内障眼を判別する。
すなわち、本発明の白内障判定プログラムにおける白内障判定手段においては、眼内の各透光体の境界面で反射される反射光より、角膜前面で反射されるリング状反射光を用いて瞳孔領域を特定し、その中の反射光の個数により白内障の有無を判定すると共に、前述の(a)〜(d)の手段を用いて、核白内障、皮質白内障、その他の白内障の有無と程度を判定する。
In the cataract determination means in the cataract determination program of the present invention, it is preferable that the computer functions as a means for determining a cataract based on the number of ring-shaped reflected lights reflected from the boundary surface of each translucent body in the eye. The number of ring-shaped reflected lights in the image is measured by computer image processing to discriminate between normal eyes and cataract eyes.
That is, in the cataract determination means in the cataract determination program of the present invention, the pupil region is specified using the ring-shaped reflected light reflected from the front surface of the cornea from the reflected light reflected from the boundary surface of each translucent body in the eye. Then, the presence / absence of cataract is determined based on the number of reflected light, and the presence / absence and degree of nuclear cataract, cortical cataract, and other cataracts are determined using the means (a) to (d) described above.

本発明の白内障検査装置および白内障判定プログラムによれば、リング状の光を用いることにより瞳孔領域を容易に特定でき、瞳孔領域の色特徴および混濁度合いを用いて白内障のレベルを判別できるといった効果がある。
発展途上国など眼科医の不足するところで、診断装置設備が不足する場所においても、白内障発病患者に対して、デジタルカメラとコンピュータの組み合わせといった簡便な機器を用いて、白内障の種類まで自動的に推定することができるようになる。
According to the cataract inspection apparatus and the cataract determination program of the present invention, it is possible to easily specify the pupil region by using the ring-shaped light, and to determine the level of the cataract using the color characteristics and the degree of opacity of the pupil region. is there.
Even in places where there is a shortage of ophthalmologists in developing countries and where there is a shortage of diagnostic equipment, it is possible to automatically estimate the type of cataract for patients with cataracts using a simple device such as a combination of a digital camera and a computer. Will be able to.

実施例1の白内障検査装置の概念図Conceptual diagram of the cataract inspection device of Example 1 実施例1の白内障検査装置の構成断面図Cross-sectional view of the configuration of the cataract inspection device of Example 1 角膜および水晶体前面のリング状反射光の観測画像の説明図Explanatory drawing of observation image of ring-shaped reflected light in front of cornea and lens 実施例1の白内障検査装置の処理フロー図Process flow diagram of the cataract inspection device of Example 1 色特徴の解析処理フロー図Color feature analysis processing flow chart 瞳孔領域画像と極座標展開画像の説明図Illustration of pupil region image and polar coordinate development image 瞳孔領域画像のRGB画像とHSV色空間の説明図Explanatory diagram of RGB image and HSV color space of pupil region image 極座標展開画像の3つの特徴量の説明図Explanatory drawing of the three feature values of the polar coordinate development image 極座標展開画像の説明図Illustration of polar coordinate development image 極座標展開画像の一例An example of polar coordinate image まつげと混濁の識別についての説明図Explanatory diagram about discrimination between eyelashes and opacity 混濁の解析の説明図Illustration of turbidity analysis 特徴ベクトルの説明図Illustration of feature vector 識別器を用いた判定の概念図Conceptual diagram of determination using classifier 10分割交差検定による評価方法の説明図Explanatory drawing of evaluation method by 10-fold cross validation 決定木による識別フローを可視化した図(1)Visualization of decision flow by decision tree (1) 決定木による識別フローを可視化した図(1)Visualization of decision flow by decision tree (1)

以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The scope of the present invention is not limited to the following examples and illustrated examples, and many changes and modifications can be made.

図1は実施例1の白内障検査装置の概念図を示している。また、図2は白内障検査装置の構成断面図を示している。図1,2に示すように、実施例1の白内障検査装置は、光源からの光をリング状投射光20として眼球1に投射する投光手段であるリング状フラッシュ22と、リング状フラッシュ22の光の眼球1の水晶体2及び角膜6でのリング状反射光を撮像して画像情報とする撮像手段であるカメラ21と、コンピュータ23から構成される。コンピュータ23は、画像情報を取得する画像情報取得手段23aと、リング状反射光10を検出するリング状反射光検出手段23bと、リング状反射光のうち最大径かつ最大輝度の反射光の内輪郭の内側の瞳孔領域の色特徴を解析する色特徴解析手段23cと、瞳孔領域の混濁度合いを解析する混濁解析手段23dと、リング状反射光10の個数を解析するリング状反射光個数解析手段23eと、リング状反射光10を用いて、白内障を判定する白内障判定手段23fから構成される。カメラ21とリング状フラッシュ22と被験者の眼球1はハウジング7で覆われている。ハウジング7は、暗箱や黒幕など外光を遮断するものである。   FIG. 1 shows a conceptual diagram of the cataract inspection apparatus of the first embodiment. FIG. 2 is a sectional view showing the structure of the cataract inspection device. As shown in FIGS. 1 and 2, the cataract inspection device of Example 1 includes a ring-shaped flash 22 that is a light projecting unit that projects light from a light source onto the eyeball 1 as ring-shaped projection light 20, and a ring-shaped flash 22. It is composed of a camera 21 that is an image pickup means for picking up ring-shaped reflected light from the crystalline lens 2 and cornea 6 of the light eyeball 1 and using it as image information, and a computer 23. The computer 23 includes an image information acquisition unit 23a for acquiring image information, a ring-shaped reflected light detection unit 23b for detecting the ring-shaped reflected light 10, and an inner contour of the reflected light having the maximum diameter and the maximum luminance among the ring-shaped reflected light. Color feature analyzing means 23c for analyzing the color characteristics of the inner pupil region, turbidity analyzing means 23d for analyzing the degree of opacity of the pupil region, and ring-like reflected light number analyzing means 23e for analyzing the number of ring-like reflected lights 10 And the cataract determining means 23f for determining the cataract using the ring-shaped reflected light 10. The camera 21, the ring-shaped flash 22, and the eyeball 1 of the subject are covered with the housing 7. The housing 7 blocks outside light such as a dark box or a black curtain.

図1,2に示すように、リング状フラッシュ22は、リング状の開孔を有するリング状スリット22aと遮蔽板22bと発光部22d及び発光部をマウントするマウント部22cで構成される。リング状フラッシュ22の発光部22dを覆うように遮光板22b及びマウント部22cがあり、その遮光板22bとフラッシュ本体の隙間がリング状スリット22aになっている。そして、カメラレンズ21aの光学的中心とリング光フラッシュ22の幾何学的中心が同一線上に配置されるようにする。すなわち、カメラレンズの光学的中心とリング光投射光の光学的中心が同一線上になるようにする。これにより、眼球の略正面からリング状投射光20を投射でき、角膜および水晶体の正面反射を得られるようにする。なお、発光部22dの電力は、バッテリーユニット25から電源ケーブル26を介して供給している。   As shown in FIGS. 1 and 2, the ring-shaped flash 22 includes a ring-shaped slit 22 a having a ring-shaped opening, a shielding plate 22 b, a light emitting unit 22 d, and a mount unit 22 c for mounting the light emitting unit. There are a light shielding plate 22b and a mount portion 22c so as to cover the light emitting portion 22d of the ring-shaped flash 22, and a gap between the light shielding plate 22b and the flash body is a ring-shaped slit 22a. The optical center of the camera lens 21a and the geometric center of the ring light flash 22 are arranged on the same line. That is, the optical center of the camera lens and the optical center of the ring light projection light are set on the same line. Thereby, the ring-shaped projection light 20 can be projected from substantially the front of the eyeball, and the frontal reflection of the cornea and the crystalline lens can be obtained. The power of the light emitting unit 22d is supplied from the battery unit 25 via the power cable 26.

カメラ21は、汎用のデジタルカメラを使用できる。また、リング状フラッシュ22はカメラ21の外付けのフラッシュを用いてもよく、光ファイバーケーブルによりリング状フラッシュ22に導光してもよい。そして、カメラ21のシャッターと連動してリング状フラッシュ22の光源からリング状投射光を投射する。
コンピュータ23は、カメラ21から画像情報データを取り込めるよう、USB(Universal Serial Bus)ケーブル(データ通信インタフェース24)を介してカメラ21と接続されている。
The camera 21 can be a general-purpose digital camera. The ring flash 22 may be a flash external to the camera 21 or may be guided to the ring flash 22 by an optical fiber cable. Then, ring-shaped projection light is projected from the light source of the ring-shaped flash 22 in conjunction with the shutter of the camera 21.
The computer 23 is connected to the camera 21 via a USB (Universal Serial Bus) cable (data communication interface 24) so that image information data can be captured from the camera 21.

カメラ21で、リング状反射光を観測した場合、例えば、図3(1)あるいは図3(2)に示すような観測画像が得られる。
最大径かつ最大輝度の反射光であるリング状反射光10は、眼球1の角膜6の前面6aの反射光である。正常眼では図2に示すように、リング状反射光は4つの境界面(角膜前面6a、角膜後面6b、水晶体前面2a、水晶体後面2b)のそれぞれで観測され、撮影画像には4つのリング状反射光が存在する。しかし、水晶体前面2aは非常に反射率が低いことから、水晶体前面2aによるリング状反射光は観測が一般的に困難であり、図2および図3(2)に示すように、3つの境界面(角膜前面6a、角膜後面6b、水晶体後面2b)の3つのリング状反射光(角膜前面6aのリング状反射光10、角膜後面6bのリング状反射光11、水晶体後面2bのリング状反射光12)が観測できる。一方、白内障眼、特に中心性の核白内障の場合は、2つの境界面(角膜前面6a、角膜後面6b)の2つのリング状反射光(角膜前面6aのリング状反射光10、角膜後面6bのリング状反射光11)しか観測されない。
本実施例では、図3(1)に示すように、最大径かつ最大輝度の角膜前面6aの反射光であるリング状反射光10だけを捉え、その内輪郭の内側の瞳孔領域の色特徴や混濁度合いで白内障を判別する。
When the ring-shaped reflected light is observed with the camera 21, for example, an observation image as shown in FIG. 3 (1) or FIG. 3 (2) is obtained.
The ring-shaped reflected light 10 that is the reflected light having the maximum diameter and the maximum luminance is reflected light from the front surface 6 a of the cornea 6 of the eyeball 1. In the normal eye, as shown in FIG. 2, the ring-shaped reflected light is observed at each of four boundary surfaces (frontal cornea 6a, rear cornea 6b, front lens surface 2a, rear lens surface 2b), and the captured image has four ring shapes. There is reflected light. However, since the lens front surface 2a has a very low reflectance, it is generally difficult to observe the ring-shaped reflected light from the lens front surface 2a. As shown in FIG. 2 and FIG. Three ring-shaped reflected lights (the corneal front surface 6a, the corneal rear surface 6b, the lens rear surface 2b) (the ring-shaped reflected light 10 of the cornea front surface 6a, the ring-shaped reflected light 11 of the corneal rear surface 6b, and the ring-shaped reflected light 12 of the lens rear surface 2b). ) Can be observed. On the other hand, in the case of a cataract eye, particularly a central nuclear cataract, two ring-like reflected lights (ring-like reflected light 10 on the anterior corneal face 6a, posterior cornea 6b) on two boundary surfaces (the corneal front face 6a and the posterior corneal face 6b). Only the ring-shaped reflected light 11) is observed.
In this embodiment, as shown in FIG. 3 (1), only the ring-shaped reflected light 10 that is the reflected light of the corneal front surface 6a having the maximum diameter and the maximum luminance is captured, and the color characteristics of the pupil region inside the inner contour are Cataract is determined by the degree of opacity.

図4は、実施例1の白内障検査装置の処理フロー図を示している。
先ず、リング状フラッシュを点灯させて、リング状投射光を眼球に投射し、眼球を撮影する(ステップS01)。次に、角膜前面でのリング状反射光の撮影画像から瞳孔領域を検出する(ステップS02)。そして、角膜前面でのリング状反射光を用いて、その内輪郭の内側の領域を瞳孔領域画像として切り出す(ステップS03)。
具体的には、瞳孔領域の検出は、撮影画像を白黒濃淡画像に変換して2値化し、細線化してHough変換によりリング状反射光の円形を検出する。
FIG. 4 shows a process flow diagram of the cataract inspection apparatus of the first embodiment.
First, the ring-shaped flash is turned on, the ring-shaped projection light is projected onto the eyeball, and the eyeball is photographed (step S01). Next, the pupil region is detected from the captured image of the ring-shaped reflected light on the front surface of the cornea (step S02). Then, using the ring-shaped reflected light on the front surface of the cornea, a region inside the inner contour is cut out as a pupil region image (step S03).
Specifically, the pupil region is detected by converting a captured image into a black and white image, binarizing, thinning, and detecting a circular shape of the ring-shaped reflected light by Hough conversion.

そして、リング状反射光の個数を解析し(ステップS04)、或は、色特徴を解析し(ステップS05)、或は、混濁度合いを解析する(ステップS06)。リング反射光の個数だけを解析して(ステップS04)、リング反射光の個数を検出するだけでも、簡易的に白内障発病の有無を判定することができる。しかし、画像処理による自動判定を精度よく行うために、色特徴の解析(ステップS05)や混濁度合いの解析(ステップS06)もあわせて利用する。
色特徴の解析(ステップS05)や混濁度合いの解析(ステップS06)の結果と、予め学習データから抽出していた判定基準とを照らし合せて、白内障発病(白内障眼)の判定を行う(ステップS07)。判定の結果、白内障発病(白内障眼)または健常眼を判定する(ステップS08,09)。
Then, the number of ring-shaped reflected light is analyzed (step S04), the color feature is analyzed (step S05), or the turbidity is analyzed (step S06). By analyzing only the number of ring reflected lights (step S04) and detecting only the number of ring reflected lights, the presence or absence of cataract disease can be determined easily. However, in order to accurately perform automatic determination by image processing, color feature analysis (step S05) and turbidity analysis (step S06) are also used.
The result of the color feature analysis (step S05) or the turbidity degree analysis (step S06) is compared with the determination criteria previously extracted from the learning data to determine the occurrence of cataract (cataract eye) (step S07). ). As a result of the determination, a cataract onset (cataract eye) or a healthy eye is determined (step S08, 09).

なお、本実施例では、白内障発症の有無のみを識別して、発症している場合は眼科医への受診を促すようなシステムを想定している。すなわち、被験者の眼の撮影画像から、白内障の発症の有無を推定し、医療機関に対して、眼球の画像情報と推定結果情報を統合された情報として、被験者の識別子(ID)と共に医療機関(医師の下)に送信し、被検者の受診を促して、白内障の治療が行われるようにするシステムを想定している。   In the present embodiment, a system is assumed in which only the presence or absence of the occurrence of cataract is identified, and in the case of the onset, a medical examination is encouraged to an ophthalmologist. That is, the presence / absence of cataract is estimated from the photographed image of the eye of the subject, and the medical institution (with the subject's identifier (ID) is integrated into the medical institution as information obtained by integrating the image information of the eyeball and the estimation result information. This system is assumed to be transmitted to (under the doctor) and encourage the patient to see the cataract.

次に、色特徴の解析処理フローについて図5を参照して説明する。
切り出した瞳孔領域画像から、RGB画像を取得し(ステップS21)、それをHSV画像に変換してHSV画像を取得する(ステップS22)。そして、HSV画像のそれぞれの平均値、最大値、中央値を測定する(ステップS23)。測定した平均値、最大値、中央値を用いて、分類して色特徴を解析する(ステップS24)。
Next, a color feature analysis processing flow will be described with reference to FIG.
An RGB image is acquired from the cut out pupil region image (step S21), converted into an HSV image, and an HSV image is acquired (step S22). Then, the average value, maximum value, and median value of each HSV image are measured (step S23). The measured average value, maximum value, and median are used to classify and analyze the color features (step S24).

次に、図6〜9を参照して、切り出した瞳孔領域画像の解析について説明する。
図6(1)は、眼球の撮影画像においてリング状反射光の形状・位置に基づいて、瞳孔領域を検出している様子を示している。
図6(2)は、切り出した瞳孔領域画像を示している。この瞳孔領域画像から色特徴を解析する。また、図6(3)は、切り出した瞳孔領域画像(円形状)を極座標展開した極座標展開画像を示している。極座標展開画像からリング状反射光のリング状フラッシュ模様を解析する。
なお、瞳孔領域画像において、健常者であればリング状反射光は円形状を示す。一方、白内障の患者であれば、リング状反射光は輝度が著しく低下するか、一部が欠落した形状を示す。
Next, with reference to FIGS. 6 to 9, analysis of the cut out pupil region image will be described.
FIG. 6A shows a state in which the pupil region is detected based on the shape and position of the ring-shaped reflected light in the captured image of the eyeball.
FIG. 6 (2) shows a cut out pupil region image. Color features are analyzed from this pupil region image. FIG. 6 (3) shows a polar coordinate developed image obtained by developing a clipped pupil region image (circular shape) in polar coordinates. The ring-like flash pattern of the ring-like reflected light is analyzed from the polar coordinate developed image.
In the pupil region image, the ring-shaped reflected light has a circular shape for a healthy person. On the other hand, in the case of a patient with cataract, the ring-shaped reflected light has a remarkably reduced brightness or a partially missing shape.

先ず、色特徴の検出方法について説明する。
図7(1)は、切り出した瞳孔領域画像(RGB画像)を示す。上述の如く、RGB画像から、それをHSV画像に変換してHSV画像を取得して、HSV色空間で色特徴を解析する。
HSV色空間は、色相(H),彩度(S)および明度(V)の3つの成分からなる色空間であり、円錐を用いて視覚化できる。円錐を用いた視覚表現では、色相(H)は色環の三次元円錐状の構造に描かれ、彩度(S)はその円錐の中心からの距離、明度(V)は円錐の頂点からの距離で表される。瞳孔領域画像(RGB画像)におけるR,G,Bは、それぞれ0.0から1.0の範囲にある。(R,G,B)で定義された色が与えられたとすると、それに相当する(H,S,V)のカラーは数式により導出できる。一方、色相(H)は0.0から360.0まで変化し、色相(H)が示された色環に沿った角度で表現される。彩度(S)および明度(V)は0.0から1.0までの範囲で変化する。
First, a color feature detection method will be described.
FIG. 7 (1) shows a cut out pupil region image (RGB image). As described above, an RGB image is converted into an HSV image to obtain an HSV image, and color features are analyzed in the HSV color space.
The HSV color space is a color space including three components of hue (H), saturation (S), and lightness (V), and can be visualized using a cone. In the visual representation using a cone, the hue (H) is drawn in a three-dimensional conical structure of the color wheel, the saturation (S) is the distance from the center of the cone, and the lightness (V) is from the vertex of the cone. Expressed in distance. R, G, and B in the pupil region image (RGB image) are in the range of 0.0 to 1.0, respectively. If a color defined by (R, G, B) is given, the corresponding color of (H, S, V) can be derived by a mathematical formula. On the other hand, the hue (H) changes from 0.0 to 360.0, and the hue (H) is expressed by an angle along the color circle indicated. Saturation (S) and brightness (V) vary from 0.0 to 1.0.

RGB画像(RGB色空間)では、明るさと色味が混ざって表現されているので、例えば照明の微妙な変化によって明るさが変化した場合、RGBすべてに影響が及ぶことになる。これに対して、HSB色空間では、色相(H),彩度(S)および明度(V)に分解されているので、瞳孔の色みの変化を正しく検出することが可能である。
色特徴を検出し、水晶体全体が白くなっているか否かを判定することにより、核白内障や後嚢下白内障を判別する。また、色特徴から模様を検出し、水晶体内部の混濁度合いを定量化することにより、皮質白内障を判別する。なお、模様の検出の際、後述するように、まつげ除去を行ってノイズ除去を図る。
In the RGB image (RGB color space), since brightness and color are expressed in a mixed manner, for example, when the brightness changes due to a subtle change in illumination, all RGB are affected. On the other hand, in the HSB color space, since it is decomposed into hue (H), saturation (S), and brightness (V), it is possible to correctly detect a change in pupil color.
By detecting color features and determining whether or not the entire lens is white, nuclear cataracts and posterior subcapsular cataracts are determined. Also, cortical cataract is discriminated by detecting a pattern from color features and quantifying the degree of turbidity inside the lens. When detecting a pattern, as will be described later, eyelash removal is performed to remove noise.

極座標展開画像の解析は、図8に示すように、3つの特徴量に着目して解析する。図8において、横方向のラインの特徴であるv、縦方向のラインの特徴であるh、そしてv−hの特徴を3つの特徴量として解析する。
ここで、特徴量v、hを導出するために、図8に示す横方向および縦方向の画像フィルタを用いる。極座標展開画像において、ある点を中心に画像フィルタを適用して、画像フィルタで白画素になっている画素の明度の平均値 mと黒画素になっている画素の明度平均値 m を計算して、最後に、m−m を計算して特徴量v,h とする。
As shown in FIG. 8, the polar coordinate developed image is analyzed by paying attention to three feature amounts. In FIG. 8, the feature v of the horizontal line, the feature h of the vertical line, and the feature vh are analyzed as three feature quantities.
Here, in order to derive the feature quantities v and h, the horizontal and vertical image filters shown in FIG. 8 are used. In a polar coordinate developed image, an image filter is applied around a certain point to calculate the average brightness value m 1 of pixels that are white pixels and the average brightness value m 2 of pixels that are black pixels. Finally, m 1 −m 2 is calculated as feature quantities v and h.

図8の左の極座標展開画像において、四角枠で囲んでいる部分の場合、横方向の縞模様が多く検出できるため、特徴量vは大きな値をとり、反対に、縦方向の縞模様はあまり検出されないため、特徴量hは特徴量vほど大きな値にはならないと期待される。
このように、特徴量vの大きさと特徴量v−hを用いて、候補点を算出する。
そして、候補点に算出された画素の画素数、すなわち、リング状反射光と判定された画素の画素数と、それぞれの画素に対して横方向の画像フィルタで計算した結果の平均値を用いて、反射光の明瞭度合いを数値化し、これをリング状反射光の強さを示す特徴量とする。
In the polar coordinate development image on the left in FIG. 8, in the portion surrounded by the square frame, a large number of horizontal stripe patterns can be detected, so the feature value v takes a large value. Since it is not detected, the feature amount h is expected not to be as large as the feature amount v.
In this way, candidate points are calculated using the size of the feature quantity v and the feature quantity vh.
Then, using the number of pixels calculated as candidate points, that is, the number of pixels determined to be ring-shaped reflected light, and the average value of the results calculated by the image filter in the horizontal direction for each pixel The degree of clarity of reflected light is digitized, and this is used as a feature amount indicating the intensity of ring-shaped reflected light.

次に、リング状反射光の検出方法について説明する。
リング状反射光は、瞳孔の中心と同心円状に現れる。そのため、瞳孔領域画像を極座標展開画像に展開し、横方向の縞模様としてリング状反射光を検出する。すなわち、図9に示すように、極座標展開画像から、それぞれの点が円を構成しているか否かを検証し、各候補点に対応する円の中心を「投票」し、矛盾の無いものを検出する。
具体的には、以下の(処理1)〜(処理4)を行う。
Next, a method for detecting ring-shaped reflected light will be described.
The ring-shaped reflected light appears concentrically with the center of the pupil. Therefore, the pupil region image is developed into a polar coordinate developed image, and the ring-shaped reflected light is detected as a horizontal stripe pattern. That is, as shown in FIG. 9, it is verified whether or not each point constitutes a circle from the polar coordinate development image, and the center of the circle corresponding to each candidate point is “voted”. To detect.
Specifically, the following (Process 1) to (Process 4) are performed.

(処理1)先ず、円の中心位置と半径を投票するための投票空間 M(x,y,r)を準備し、M(x,y,r)=0 に初期化する。Mの値がスコアとなり、スコアが大きいほど、そこにリング状反射光が存在することになる。 (Process 1) First, a voting space M (x, y, r) for voting the center position and radius of a circle is prepared and initialized to M (x, y, r) = 0. The value of M becomes a score, and the larger the score is, the more ring-like reflected light is present there.

(処理2)予め検出された候補点(図9における曲線)について、下記の(処理2−1)および(処理2−2)を実行する。
(処理2−1) 極座標 P(r, θ) を平面座標 I(x, y) に変換する。
(処理2−2) 予め決めておいた範囲 [r1,r2] で半径 r を変化させて、(処理2−2−1)および(処理2−2−2)を実行する。
(処理2−2−1) Iから距離rにある点を算出する。
(処理2−2−2) その点においてスコア M(x,y,r)に1を加算する。
(Process 2) The following (Process 2-1) and (Process 2-2) are executed for candidate points (curve in FIG. 9) detected in advance.
(Processing 2-1) The polar coordinates P (r, θ) are converted into the plane coordinates I (x, y).
(Process 2-2) (Process 2-2-1) and (Process 2-2-2) are executed by changing the radius r within a predetermined range [r1, r2].
(Process 2-2-1) A point at a distance r from I is calculated.
(Processing 2-2-2) At that point, 1 is added to the score M (x, y, r).

(処理3)以上の処理を繰り返した後、M(x,y,r)が最大になる(x,y,r)=(xm, ym, rm) を算出する。
(処理4) (xm, ym, rm) に投票した候補点を「矛盾のないもの」とする。
(Process 3) After the above process is repeated, (x, y, r) = (xm, ym, rm) where M (x, y, r) is maximized is calculated.
(Process 4) The candidate points voted for (xm, ym, rm) are assumed to be “consistent”.

図10(a)〜(f)は、様々な極座標展開画像の例を示している。図10(a),(c),(e),(f)は、縦方向に細い線が多数見られるが、これは「まつげ」の反射像が写りこんでいるからである。
この「まつげ」の反射像は、瞳孔領域の混濁を検出する際のノイズになるため、解析では、これを画像から除外する。
FIGS. 10A to 10F show examples of various polar coordinate development images. In FIGS. 10A, 10C, 10E, and 10F, many thin lines are seen in the vertical direction because the reflected image of “eyelashes” is reflected.
Since the reflected image of the “eyelash” becomes noise when detecting the opacity of the pupil region, it is excluded from the image in the analysis.

図11を参照して、まつげと混濁の識別について説明する。図11(1)は、「まつげ」の反射像が写りこんでいる瞳孔領域画像の極座標展開画像の一例を示している。瞳孔領域画像のブロック単位で、高速フーリエ変換(FFT)を用いて、模様が存在している領域を検出する。ここでは、64×64の画像ブロックに分割し、横方向成分と縦方向成分に分けて高速フーリエ変換(FFT)を行う。その際、直流成分は平均値(平均明度)に相当するので無視することにし、また、極座標系に展開したときの横方向の高周波成分は、まつげの写り込みの影響を強く受けるので無視することにする。そして、残りの成分の平均値が閾値より大きければ混濁が存在する候補領域とする。
図11(2)では、上記の処理で混濁が存在する候補になったブロック部分を示している。そして、混濁が存在する候補になったブロック部分それぞれに対して二値化処理を施す。
With reference to FIG. 11, the identification of eyelashes and turbidity will be described. FIG. 11A shows an example of a polar coordinate development image of a pupil region image in which a reflection image of “eyelashes” is reflected. A region where a pattern is present is detected using fast Fourier transform (FFT) for each block of the pupil region image. Here, the image is divided into 64 × 64 image blocks, and the fast Fourier transform (FFT) is performed by dividing the image block into a horizontal component and a vertical component. In this case, the DC component is equivalent to the average value (average brightness), so it should be ignored, and the horizontal high-frequency component when expanded in the polar coordinate system is strongly affected by the reflection of the eyelashes, so it should be ignored. To. Then, if the average value of the remaining components is larger than the threshold value, it is determined as a candidate area where turbidity exists.
FIG. 11 (2) shows a block portion that is a candidate for turbidity in the above processing. Then, binarization processing is performed on each block portion that is a candidate for turbidity.

まつげの誤検出を回避すべく、さらに以下の処理を行って、まつげの除去を行う。
1)画像の中でまつげが存在しうる領域を予め設定しておき、二値化結果を抽出する。
2)まつげは点在しているものではなく、連続していることから、連結領域を導出する。
3)連結領域で、「同じモーメントをもつ楕円の偏心率(a)」と「その楕円の角度(b)」を求める。
4)a> a、かつ、b>bであれば、まつげとして除去する。ここで、a,bはまつげの形状の判定閾値である。
このように、瞳孔領域画像のブロック単位で高速フーリエ変換(FFT)を用いて、模様が存在している領域を検出し、二値化結果の形状特徴から「まつげ」と「混濁」を識別する。
In order to avoid false detection of eyelashes, the following processing is further performed to remove eyelashes.
1) A region where eyelashes may exist in an image is set in advance, and a binarization result is extracted.
2) Since the eyelashes are not scattered but continuous, a connected region is derived.
3) “Eccentricity (a) of ellipse having the same moment” and “angle (b) of the ellipse” are obtained in the connected region.
4) If a> a 0 and b> b 0 , remove as eyelashes. Here, a 0 and b 0 are eyelash shape determination thresholds.
In this way, the area where the pattern exists is detected using Fast Fourier Transform (FFT) for each block of the pupil area image, and “eyelash” and “turbidity” are identified from the shape characteristics of the binarization result. .

「混濁」に関しては、瞳孔領域のどの部分に混濁が現れているかによって白内障の疑いの有無や白内障の程度が異なるため、瞳孔領域の中心からの距離に応じて混濁度合いを調べることにする。例えば、図12(1)に示す瞳孔領域のような模様に関して、図12(2)のように瞳孔領域の中心からの距離に応じてドーナツ状に5等分(P〜P)に分けて、「混濁度合い」を評価する。 Regarding “turbidity”, since the presence or absence of cataract and the degree of cataract differ depending on which part of the pupil region is clouded, the degree of turbidity is examined according to the distance from the center of the pupil region. For example, the pattern like the pupil region shown in FIG. 12A is divided into five donuts (P 1 to P 5 ) according to the distance from the center of the pupil region as shown in FIG. To evaluate the “degree of turbidity”.

そして、色特徴のパラメータを、H,S,Vのそれぞれの平均値、最大値、中央値、すなわち、3×3の9個のパラメータ(f〜f)とする。また、混濁度合いのパラメータを、瞳孔領域の中心からの距離に応じてドーナツ状に5等分(P〜P)した5個のパラメータ(f10〜f14)とする。リング状反射光の画素数(r_1)とフィルタ応答値とこれらの色特徴のパラメータおよび混濁度合いのパラメータを一つの特徴ベクトルv=(f,f,f,・・・,f16)とする(図13を参照)。 Then, the color feature parameters are the average value, maximum value, and median value of H, S, and V, that is, 3 × 3 nine parameters (f 1 to f 9 ). Further, the parameters of the opacity are set to five parameters (f 10 to f 14 ) divided into five donuts (P 1 to P 5 ) according to the distance from the center of the pupil region. The number of pixels of the ring-shaped reflected light (r_1), the filter response value, the parameters of the color features, and the parameters of the turbidity are set as one feature vector v = (f 1 , f 2 , f 3 ,..., F 16 ). (See FIG. 13).

そして、上記の特徴ベクトルv=(f,f,f,・・・,f)と眼科専門医による画像診断の結果を組にして、学習データとしてデータベース化していき、サーポートベクターマシン(SVM)などの機械学習手法を用いて判定規則を学習し、白内障眼と健常眼を判別する。 Then, the above feature vector v = (f 1 , f 2 , f 3 ,..., F N ) and the result of image diagnosis by an ophthalmologist are combined into a database as learning data, and a support vector machine ( A determination rule is learned using a machine learning method such as SVM) to discriminate between a cataract eye and a healthy eye.

交差検定による評価方法は、機械学習における識別器のモデルを評価する手法の一つであり、与えられたデータを分割し、その一部をまず学習データとして利用して、残る部分でその識別器のテストを行い、学習の妥当性の検証・確認を行うもので、分類器(識別器)がどれだけ本当に母集団に対処できるかを良い近似で検証・確認を行う。
交差検定による評価方法のうち、K−分割交差検定では、標本群をK個に分割し、そのうちの1つをテスト事例とし、残る K−1個を学習事例とし、組み合わせを変更してK回評価を繰り返す。図15は、10分割交差検定による評価を示している。
Cross-validation is a method for evaluating a classifier model in machine learning. The given data is divided and used as learning data. This test verifies and verifies the validity of learning, and verifies and confirms how well the classifier (classifier) can cope with the population with a good approximation.
Among the evaluation methods based on cross-validation, in K-division cross-validation, the sample group is divided into K pieces, one of which is taken as a test case, the remaining K-1 pieces are taken as learning cases, and the combination is changed K times. Repeat the evaluation. FIG. 15 shows evaluation by 10-fold cross validation.

下記表2〜4は、実施例1の白内障検査装置を用いて、健常者と白内障患者について判定・評価した結果を示す。ここで表では、白内障の眼のうち正しく判定できた枚数(True−Positive)、白内障の眼を健常な眼と誤判定した枚数(False−Positive)を示している。ここで、白内障と判定したものには、核白内障と皮質白内障の双方を含んでいる。また、健常な眼のうち正しく判定できた枚数(True−Negative)、健常眼を白内障眼と誤判定した枚数(False−Negative)を示している。   Tables 2 to 4 below show the results of determination / evaluation on healthy subjects and cataract patients using the cataract inspection apparatus of Example 1. The table shows the number of correctly determined cataract eyes (True-Positive) and the number of falsely determined cataract eyes as healthy eyes (False-Positive). Here, what was determined to be cataract includes both nuclear cataract and cortical cataract. In addition, the number of correctly determined healthy eyes (True-Negative) and the number of falsely determined healthy eyes as cataract eyes (False-Negative) are shown.

下表2〜4において、「Recall」は再現率であり、実際に正であるもののうち、正であると予測されたものの割合を意味し、見つけなければいけないものをどれだけ見つけたかを数値化したものであり、最小値が0で、1あるいは1に近いほど優れている。また、「Precision」は白内障と判定したものの正確さを表す指標であり、TP/(TP+FP)から算術する。「Precision」も、最小値が0で、1に近いほど優れている。また、「F値(F−number)」は、機械学習における予測結果の評価尺度の一つであり、精度と再現率の調和平均を示している。具体的には、F値(F−number)は、Recallの値を“A”、Precisionの値を“B”とすると、2×B×A/(A+B)から算術する。「F値(F−number)」も、最小値が0で、1に近いほど優れている。   In Tables 2 to 4 below, “Recall” is the recall, which means the proportion of what is actually positive, predicted to be positive, and quantifies how much was found The minimum value is 0, and the closer to 1 or 1, the better. “Precision” is an index representing the accuracy of what is determined to be cataract, and is calculated from TP / (TP + FP). “Precision” is also better as the minimum value is 0 and closer to 1. The “F value (F-number)” is one of evaluation scales of prediction results in machine learning, and indicates a harmonic average of accuracy and recall. Specifically, the F value (F-number) is calculated from 2 × B × A / (A + B) where the value of Recall is “A” and the value of Precision is “B”. The “F value (F-number)” is also better as the minimum value is 0 and closer to 1.

表2は、サポートベクターマシーン(SVM)を用いて、色特徴と混濁の解析を行った結果(リング状フラッシュの反射像を特徴量に含めない場合)を示している。一方、表3は、リング状反射光を観測して、サポートベクターマシーン(SVM)を用いて、色特徴と混濁の解析を行った結果を示している。また、表4は、リング状フラッシュを使用しない場合とリング状フラッシュを使用した場合の「Recall」,「Precision」および「F値(F−number)」を比較したものである。   Table 2 shows the result of the analysis of color characteristics and turbidity using a support vector machine (SVM) (when the reflection image of the ring flash is not included in the feature amount). On the other hand, Table 3 shows the results of analyzing color characteristics and turbidity using a support vector machine (SVM) by observing ring-shaped reflected light. Table 4 compares “Recall”, “Precision”, and “F value (F-number)” when the ring flash is not used and when the ring flash is used.

ここで、表2〜表4の左列に示しているNO閾値およびC閾値は学習における教師データを与える際に用いた白内障発症の有無を判断する境界である。先ず、評価に用いた画像すべてについて、白内障分類に熟練した視能訓練士によって、LOCSIII(The Lens Opacities Classification System III)白内障分類に沿って、NOおよびCの判定を行った。NOは水晶体の濁りの程度を示す指標であり、Cは皮質白内障の程度を示す指標である。それぞれ値が大きい方ほど、程度が高いことを表す。
これらの指標は主観的なものであり、特定の閾値より大きければ白内障とするという統一的な基準はないため、概ね妥当と判断できる範囲、例えば、NOについては2から3、Cについて2から2.4に変化させて、それぞれの値を境界値として学習データを作成しテストを行った。
Here, the NO threshold value and the C threshold value shown in the left column of Tables 2 to 4 are boundaries for determining the presence or absence of the occurrence of cataract used when providing teacher data in learning. First, for all the images used for the evaluation, NO and C were determined according to LOCSIII (The Lens Opacities Classification System III) cataract classification by an eyesight trainer skilled in cataract classification. NO is an index indicating the degree of turbidity of the lens, and C is an index indicating the degree of cortical cataract. The larger the value, the higher the degree.
Since these indices are subjective and there is no uniform standard for cataract if they are larger than a certain threshold, ranges that can be judged to be generally appropriate, for example, 2 to 3 for NO and 2 to 2 for C .4, learning data was created and tested using each value as a boundary value.

また、サポートベクターマシン(SVM)の学習について説明する。サポートベクターマシンは非常に精度が高い識別器として知られているが、十分な性能を得るためにはパラメータを慎重に設定する必要がある。ここでは広く用いられているラジアル基底関数(RBF;radial basis function)カーネルを使用し、そのパラメータを様々に設定して最良の結果となるものを示した。   Moreover, learning of a support vector machine (SVM) will be described. Support vector machines are known as very accurate classifiers, but parameters need to be set carefully to achieve sufficient performance. Here, a widely used radial basis function (RBF) kernel is used, and various parameters are set to obtain the best result.

表4から、全ての閾値について、リング状フラッシュを用いると「Recall」,「Precision」および「F値(F−number)」の結果が向上していることが確認できた。すなわち、リング状フラッシュを使用し、リング状反射光を観測することにより、白内障の判定精度が向上することが示された。   From Table 4, it was confirmed that the results of “Recall”, “Precision”, and “F value (F-number)” were improved when ring flash was used for all threshold values. That is, it was shown that the accuracy of cataract determination was improved by using a ring flash and observing the ring-shaped reflected light.

下記表5,6に、決定木を使用した識別を行った結果を示す。決定木を用いることにより、色模様,混濁またはリング状フラッシュの内、どの特徴がどのように効いているかがわかる。表5,6から、リング状フラッシュを使った方がほぼすべての場合で、F値(F−number) が向上していることがわかった。
また、表5,6において、最良のケース(グレーで示した行)を決定木で可視化した。図16,図17に示すように、決定木を可視化したところ、色特徴を使った識別が主に動作し、その他の情報を用いた識別がそれを補う働きをしていることがわかった。
Tables 5 and 6 below show the results of identification using decision trees. By using a decision tree, it is possible to know which feature works in a color pattern, turbidity or ring flash. From Tables 5 and 6, it was found that the F value (F-number) was improved in almost all cases using the ring flash.
In Tables 5 and 6, the best case (the row shown in gray) was visualized with a decision tree. As shown in FIGS. 16 and 17, when the decision tree was visualized, it was found that the identification using the color feature mainly works, and the identification using other information works to compensate for it.

なお、可視化の際には交差検定は用いずにすべてのデータを使って学習している。また、図16,17において、決定木の節点(ノード)は丸枠が対応し、決定木の葉(識別結果)には四角枠が対応している。入力データは最上部に位置する節点(根ノード)に入力され、それぞれの節点での判定条件にしたがってどの子節点に進むかが決定される。丸枠の模様がどの特徴量を使って判定しているかを示している。   In the visualization, learning is performed using all data without using cross-validation. In FIGS. 16 and 17, the nodes (nodes) of the decision tree correspond to the round frame, and the leaves (identification result) of the decision tree correspond to the square frame. The input data is input to the node (root node) located at the top, and it is determined which child node to proceed according to the determination condition at each node. The feature of the round frame pattern indicates which feature is used for determination.

上述した実施例1の白内障検査装置では、カメラ21とリング状フラッシュ22とコンピュータ23で簡単に構成できるものであったが、カメラ21とリング状フラッシュ22とコンピュータ23のハードウェアが既に存在する場合に、白内障判定プログラムが提供されることにより、カメラとリング状フラッシュとコンピュータのハードウェアが白内障検査装置として作動可能となる。   In the above-described cataract inspection apparatus according to the first embodiment, the camera 21, the ring flash 22, and the computer 23 can be easily configured. However, the hardware of the camera 21, the ring flash 22, and the computer 23 already exists. In addition, by providing the cataract determination program, the camera, the ring flash, and the computer hardware can operate as a cataract inspection device.

白内障判定プログラムは、図1に示すように、画像情報取得手段23aと反射光検出手段23bと色特徴解析手段23cと混濁解析手段23dとリング状反射光個数解析手段23eと白内障判定手段23fから構成される。画像情報取得手段31は、カメラ21で撮影した画像を取り込むものである。例えば、汎用のデジタルカメラはコンピュータと接続可能なようにUSBなどのデータ通信インタフェース24を有している。画像情報取得手段23aは、カメラとデータ通信を行い、カメラ内の画像情報を取り込み、画像情報をコンピュータ内で解析できるようにするものである。   As shown in FIG. 1, the cataract determination program comprises image information acquisition means 23a, reflected light detection means 23b, color feature analysis means 23c, turbidity analysis means 23d, ring-shaped reflected light number analysis means 23e, and cataract determination means 23f. Is done. The image information acquisition unit 31 captures an image captured by the camera 21. For example, a general-purpose digital camera has a data communication interface 24 such as a USB so that it can be connected to a computer. The image information acquisition means 23a performs data communication with the camera, takes in the image information in the camera, and allows the image information to be analyzed in the computer.

本発明は、眼球の医療診断・検査(スクリーニング)装置として有用である。   The present invention is useful as a medical diagnosis / inspection (screening) device for an eyeball.

1 眼球
2 水晶体
3 虹彩
4 網膜
5 瞳孔
6 角膜
7 ハウジング
10〜12 リング状反射光
20 リング状投射光
21 カメラ
21a カメラレンズ
21b レンズ本体
21c CCDイメージセンサ
22 リング状フラッシュ
22a リング状スリット
22b 遮蔽板
22c マウント部
22d 発光部
23 コンピュータ
24 データ通信インタフェース
25 バッテリーユニット
26 電源ケーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Eyeball 2 Crystal 3 Iris 4 Retina 5 Pupil 6 Cornea 7 Housing 10-12 Ring-shaped reflected light 20 Ring-shaped projection light 21 Camera 21a Camera lens 21b Lens main body 21c CCD image sensor 22 Ring-shaped flash 22a Ring-shaped slit 22b Shielding plate 22c Mount portion 22d Light emitting portion 23 Computer 24 Data communication interface 25 Battery unit 26 Power cable

Claims (9)

リング状投射光として眼球の瞳孔領域に略正面から投射する投光手段と、
前記リング状投射光の眼球のリング状反射光を、撮影時の位置合わせで瞳孔中心から同心円状に虹彩領域の内側に位置調整し撮像して画像情報とする撮像手段と、
前記リング状反射光を検出する反射光検出手段と、
前記リング状反射光のうち最大径かつ最大輝度の反射光の内輪郭の内側を前記瞳孔領域に特定し色特徴を解析する色特徴解析手段と、
特定した前記瞳孔領域の色特徴から核白内障あるいは後嚢下白内障を判定する白内障判定手段と、
を備えることを特徴とする白内障検査装置。
A light projecting means for projecting from the substantially front to the pupil region of the eyeball as ring-shaped projection light;
An imaging means for adjusting the position of the ring-shaped reflected light of the eyeball of the ring-shaped projection light from the center of the pupil to the inner side of the iris region in the alignment at the time of imaging and imaging it as image information;
Reflected light detecting means for detecting the ring-shaped reflected light;
Color feature analysis means for identifying the inner side of the inner contour of the reflected light having the maximum diameter and the maximum luminance among the ring-shaped reflected light and analyzing the color feature,
Cataract determination means for determining nuclear cataract or posterior subcapsular cataract from the color characteristics of the identified pupil region;
A cataract inspection device comprising:
前記瞳孔領域からまつげを判別して、まつげを除いて模様が存在している領域面積および色から混濁度合いを解析する混濁解析手段を更に備え、
前記白内障判定手段において、前記瞳孔領域の混濁度合いから皮質白内障を判定することを特徴とする請求項に記載の白内障検査装置。
Further comprising turbidity analysis means for discriminating eyelashes from the pupil region and analyzing the degree of turbidity from the area and color of the region where the pattern is present except for the eyelashes,
The cataract inspection device according to claim 1 , wherein the cataract determination means determines cortical cataract from the degree of opacity of the pupil region.
前記瞳孔領域におけるRGB画像をHSV画像に変換する手段と、
前記RGB画像を二値化画像に変換する手段と、
前記HSV画像におけるH成分,S成分,V成分と各成分の最大値,平均値,中央値の色特徴のパラメータを算出する色特徴量算出手段と、
前記二値化画像における中心部からの距離に応じてN等分(Nは2以上)して分けた領域毎に混濁の疑義がある部分の画素数を算出して混濁度合いのパラメータを算定する混濁度合い算定手段と、
を更に備え、
前記白内障判定手段が、前記色特徴のパラメータおよび前記混濁度合いのパラメータから成る特徴ベクトルを、機械学習による識別器を用いて、核白内障、皮質白内障、その他の白内障の有無と程度を判定することを特徴とする請求項に記載の白内障検査装置。
Means for converting an RGB image in the pupil region into an HSV image;
Means for converting the RGB image into a binarized image;
Color feature amount calculating means for calculating H, S, V, and maximum, average, and median color feature parameters of the HSV image;
Calculate the number of pixels of the part suspected of being turbid for each region divided into N equal parts (N is 2 or more) according to the distance from the center in the binarized image, and calculate the opacity parameter. Turbidity calculation means,
Further comprising
The cataract determining means determines whether or not there is a nuclear cataract, cortical cataract, or other cataract using a classifier based on a machine learning based on a feature vector composed of the color feature parameter and the opacity parameter. The cataract inspection device according to claim 2 , wherein
前記白内障判定手段において、眼内の各透光体の境界面で反射される、前記リング状反射光の個数により、白内障と判定することを特徴とする請求項1〜の何れかに記載の白内障検査装置。 In the cataract determining means, is reflected at the boundary surface of each transparent body in the eye, the number of the ring-shaped reflected light, according to any one of claims 1 to 3, wherein determining that cataracts Cataract inspection device. 前記撮像手段および前記投光手段を一端に備えるハウジングであって、該ハウジングは、他端が開放され被験者の眼球の周囲に覆い被せた場合に、前記光源からの投射光以外の入射を遮るよう構成され、
被験者が前記光源方向を見るようにする位置調整指標が設けられ、
前記ハウジングの端部は、被験者のまぶたを開くようにまぶたの上下方向に変形する機構を備えたことを特徴とする請求項1〜の何れかに記載の白内障検査装置。
A housing including the imaging unit and the light projecting unit at one end, wherein the housing is configured to block incident light other than the projection light from the light source when the other end is opened and covered around the eyeball of the subject. Configured,
A position adjustment index is provided to allow the subject to see the light source direction,
The cataract inspection device according to any one of claims 1 to 4 , wherein an end portion of the housing includes a mechanism that deforms the eyelid vertically so as to open the eyelid of the subject.
コンピュータを用いて眼球の白内障を判定する白内障判定プログラムであって、
前記コンピュータを、
リング状投射光として眼球の瞳孔領域に略正面から投射したときの前記眼球の角膜および水晶体でのリング状反射光を、撮影時の位置合わせで瞳孔中心から同心円状に虹彩領域の内側に位置調整し画像情報を取得する画像情報取得手段、
前記リング状反射光を検出する反射光検出手段、
前記リング状反射光のうち最大径かつ最大輝度の反射光の内輪郭の内側を前記瞳孔領域に特定し色特徴を解析する色特徴解析手段、
特定した前記瞳孔領域の色特徴から核白内障あるいは後嚢下白内障を判定する白内障判定手段、
として機能させる白内障判定プログラム。
A cataract determination program for determining a cataract of an eyeball using a computer,
The computer,
The ring-shaped reflected light from the cornea and crystalline lens of the eyeball when projected onto the pupillary area of the eyeball from the front as ring-shaped projection light is positioned inside the iris area concentrically from the pupil center at the time of imaging. Image information acquisition means for acquiring image information;
Reflected light detecting means for detecting the ring-shaped reflected light;
Color feature analysis means for identifying the inner side of the inner contour of the reflected light having the maximum diameter and the maximum luminance among the ring-shaped reflected light and analyzing the color feature,
Cataract determining means for determining nuclear cataract or posterior subcapsular cataract from the color characteristics of the identified pupil region,
Cataract determination program to function as.
前記コンピュータを、更に、
前記瞳孔領域からまつげを判別するまつげ判別手段、
まつげを除いて模様が存在している領域面積および色から混濁度合いを解析する混濁度合い解析手段、として機能させ、
前記白内障判定手段において、前記瞳孔領域の混濁度合いから皮質白内障を判定することを特徴とする請求項に記載の白内障判定プログラム。
Said computer further
Eyelash discriminating means for discriminating eyelashes from the pupil region,
It functions as a turbidity analysis means for analyzing the turbidity from the area and color of the area where the pattern exists except for the eyelashes,
The cataract determination program according to claim 6 , wherein the cataract determination means determines cortical cataract from the degree of opacity of the pupil region.
前記白内障判定手段において、
前記コンピュータを、
前記瞳孔領域におけるRGB画像をHSV画像に変換する手段、
前記RGB画像を二値化画像に変換する手段、
前記HSV画像におけるH成分,S成分,V成分と各成分の最大値,平均値,中央値の色特徴のパラメータを算出する色特徴量算出手段、
前記二値化画像における中心部からの距離に応じてN等分(Nは2以上)して分けた領域毎に混濁の疑義がある部分の画素数を算出して混濁度合いのパラメータを算定する混濁度合い算定手段、
前記色特徴のパラメータおよび前記混濁度合いのパラメータから成る特徴ベクトルを、機械学習による識別器を用いて、核白内障、皮質白内障、その他の白内障の有無と程度を判定する手段、として機能させることを特徴とする請求項に記載の白内障判定プログラム。
In the cataract determining means,
The computer,
Means for converting an RGB image in the pupil region into an HSV image;
Means for converting the RGB image into a binarized image;
Color feature amount calculating means for calculating H, S, V, and maximum, average, and median color feature parameters in the HSV image;
Calculate the number of pixels of the part suspected of being turbid for each region divided into N equal parts (N is 2 or more) according to the distance from the center in the binarized image, and calculate the opacity parameter. Turbidity calculation means,
A feature vector comprising the color feature parameter and the opacity parameter is made to function as a means for determining the presence and extent of nuclear cataract, cortical cataract, and other cataracts using a machine learning classifier. The cataract determination program according to claim 7 .
前記白内障判定手段において、眼内の各透光体の境界面で反射される、前記リング状反射光の個数により、白内障と判定することを特徴とする請求項6〜8の何れかに記載の白内障検査プログラム。 9. The cataract determination unit according to claim 6 , wherein the cataract determination unit determines a cataract based on the number of the ring-shaped reflected lights that are reflected at a boundary surface of each translucent body in the eye. Cataract inspection program.
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