KR20200051289A - Apparatus and method for diagnosing disease based on iris image - Google Patents
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Abstract
Description
본 문서에서 개시되는 실시 예들은 홍채 이미지를 이용하여 질병을 진단하는 기술과 관련된다.Embodiments disclosed in this document relate to a technique for diagnosing a disease using an iris image.
홍채 분석은 신체의 내부, 예를 들어, 소화기, 신경계, 근골격계 및 심혈관계 등의 상태를 예측할 수 있어 현재 다양한 국가에서 건강 진단을 위한 방법으로 이용되고 있다. 홍채는 수많은 신경 말단과 모세 혈관 및 근섬유 조직을 가지고 있고, 뇌와 신경계를 통해 모든 장기와 조직에 연결되어 있다. 특히, 홍채에는 뇌의 신경 말단이 집중적으로 분포되어 있어, 신체 내의 각 조직 및 장기에서 일어나는 화학적, 물리적 변화에 따른 질병적 상황이 홍채의 형태, 균열, 색깔, 고리 및/또는 주름 등으로 나타날 수 있다. 따라서, 홍채학(iridology)은 홍채의 패턴에 대한 분석을 통해 전신 건강에 대한 진단 지표로서의 역할을 할 수 있다.Iris analysis can predict the condition of the body's interior, for example, the digestive system, nervous system, musculoskeletal system, and cardiovascular system, and is currently used as a method for medical examination in various countries. The iris has numerous nerve endings, capillaries, and muscle fiber tissue, and is connected to all organs and tissues through the brain and nervous system. In particular, since the nerve endings of the brain are intensively distributed in the iris, the diseased situation due to chemical and physical changes occurring in each tissue and organ in the body may appear in the form of iris, cracks, color, rings, and / or wrinkles. have. Therefore, iridology may serve as a diagnostic indicator for systemic health through analysis of the iris pattern.
홍채에 나타나는 표식(marking)들은 다른 진단 장비에 의해 발견이 어려운 초기 단계의 질병 상황까지 반영할 수 있으므로, 홍채 진단은 질병의 조기 발견 및 예방 의학적 측면에서 활용도가 높아지고 있다. 그러나, 상술한 장점에도 불구하고 홍채 진단은 의사 개개인의 숙련도, 홍채를 촬영하는 각도, 그리고 빛의 조사 여부 등에 따라 그 정확도가 달라질 수 있다.Markings appearing on the iris can reflect even the early stages of the disease state, which are difficult to detect by other diagnostic equipment, and thus iris diagnosis is increasingly used in terms of early detection and preventive medicine. However, in spite of the above-mentioned advantages, the accuracy of the iris diagnosis may vary depending on the individual skill of the doctor, the angle at which the iris is photographed, and whether light is irradiated.
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 전술한 문제 및 본 문서에서 제기되는 과제들을 해결하기 위해, 홍채 이미지를 분석하여 질병을 정확히 진단할 수 있는 질병 진단 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above-mentioned problems and the problems raised in this document, the embodiments disclosed in this document aim to provide a disease diagnosis apparatus capable of accurately diagnosing a disease by analyzing an iris image.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시 예에 따른 질병의 진단 장치는 사용자의 눈을 촬영하도록 구성된 카메라, 디스플레이 및 카메라 및 디스플레이와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 프로세서는 카메라를 이용하여 사용자의 홍채 이미지를 획득하고, 홍채 이미지를 분석함으로써 홍채 이미지에서 질병과 연관된 패턴을 감지하고, 디스플레이를 이용하여 감지된 패턴에 대응하는 질병 정보를 출력할 수 있다.The apparatus for diagnosing a disease according to an embodiment of the present invention includes a camera configured to photograph a user's eye, a processor electrically connected to the camera and the display, and the processor acquires an iris image of the user using the camera, By analyzing the iris image, a pattern associated with the disease may be detected in the iris image, and disease information corresponding to the detected pattern may be output using a display.
일 실시 예에 따르면, 장치는 카메라와 연결되고, 카메라의 위치를 조절하도록 구성된 위치 조절부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the device may further include a position adjuster connected to the camera and configured to adjust the position of the camera.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 홍채 이미지에서 사용자의 눈의 동공을 중심으로 홍채 영역을 식별할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the processor may identify the iris region centering on the pupil of the user's eye in the iris image.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는 카메라를 이용하여 촬영된 이미지에서 노이즈를 제거함으로써 홍채 이미지를 획득할 수 있다.According to one embodiment, the processor may acquire an iris image by removing noise from an image photographed using a camera.
일 실시 예에 따르면, 장치는 카메라의 촬영을 위해 광을 방출하도록 구성된 조명을 더 포함하고, 프로세서는 카메라의 촬영 시 조명의 방향 또는 밝기 중 적어도 일부를 제어할 수 있다.According to an embodiment, the device further includes illumination configured to emit light for photographing the camera, and the processor may control at least some of the direction or brightness of the illumination when photographing the camera.
일 실시 예에 따르면, 장치는 근접 센서를 더 포함하고, 프로세서는 카메라의 촬영 시 근접 센서를 이용하여 카메라에 대한 사용자의 근접을 인식할 수 있다.According to one embodiment, the device further includes a proximity sensor, and the processor may recognize the user's proximity to the camera using the proximity sensor when the camera is photographed.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 카메라를 이용하여 복수의 이미지를 획득하고, 복수의 이미지를 합성함으로써 홍채 이미지를 획득할 수 있다.According to one embodiment, the processor may acquire a plurality of images by using a camera, and acquire an iris image by synthesizing the plurality of images.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 홍채 이미지를 깊이 값을 포함하는 3차원 이미지로 변환하고, 변환된 3차원 이미지를 분석함으로써 질병과 연관된 패턴을 감지할 수 있다.According to an embodiment, the processor may detect a pattern associated with a disease by converting an iris image into a 3D image including a depth value and analyzing the converted 3D image.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 홍채 이미지 중 질병과 관련된 영역을 마스킹하고, 마스킹된 영역을 3차원 이미지로 변환할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the processor may mask a region related to a disease in an iris image, and convert the masked region into a 3D image.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 3차원 이미지를 홍채 이미지의 분석 모델을 위한 강화 학습 입력 값으로 이용할 수 있다.According to an embodiment, the processor may use a 3D image as an reinforcement learning input value for an analysis model of an iris image.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 홍채 이미지의 분석 모델을 이용하여 홍채 이미지를 분석할 수 있다.According to an embodiment, the processor may analyze the iris image using an analysis model of the iris image.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 홍채 이미지에서 암 또는 치매 중 적어도 일부와 연관된 패턴을 감지할 수 있다.According to an embodiment, the processor may detect a pattern associated with at least some of cancer or dementia in the iris image.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 홍채 이미지에서 포피린 색소 반점(porphyrin pigment), 열공(giant lacuna) 또는 결손(defect) 패턴 중 적어도 일부를 감지할 수 있다.According to an embodiment, the processor may detect at least a portion of a porphyrin pigment, a giant lacuna, or a defect pattern in an iris image.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 홍채 이미지에서 베타아밀로이드 침전물 또는 독성 단백질 패턴 중 적어도 일부를 감지할 수 있다.According to one embodiment, the processor may detect at least some of the beta amyloid precipitate or the toxic protein pattern in the iris image.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 홍채 이미지에서 홍채에 포함된 색상을 감지할 수 있다.According to an embodiment, the processor may detect a color included in the iris in the iris image.
일 실시 예에 따르면, 질병 정보는 질병에 대한 소견, 질병의 진행 상황 또는 사용자의 유전적 성질 중 적어도 일부와 연관된 정보를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the disease information may include information associated with at least some of the findings of the disease, the progress of the disease, or the genetic properties of the user.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 디스플레이를 이용하여 질병 정보와 함께 홍채 이미지를 출력할 수 있다.According to an embodiment, the processor may output an iris image together with disease information using a display.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 디스플레이를 이용하여 질병과 연관된 패턴이 감지된 영역을 식별하기 위한 표지를 포함하는 홍채 이미지를 출력할 수 있다.According to an embodiment, the processor may output an iris image including a marker for identifying an area in which a pattern associated with a disease is detected using a display.
일 실시 예에 따르면, 장치는 서버와 통신하도록 구성된 통신 회로를 더 포함하고, 프로세서는 통신 회로를 이용하여 홍채 이미지를 서버로 전송할 수 있다.According to one embodiment, the device further includes a communication circuit configured to communicate with the server, and the processor may transmit the iris image to the server using the communication circuit.
일 실시 예에 따르면, 서버와 통신하도록 구성된 통신 회로를 더 포함하고, 프로세서는 통신 회로를 이용하여 서버로부터 홍채 이미지의 분석 모델을 획득할 수 있다.According to an embodiment, the communication circuit further includes a communication circuit configured to communicate with the server, and the processor may acquire an analysis model of the iris image from the server using the communication circuit.
본 발명의 일 실시 예에 따른 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 방법은 카메라를 이용하여 사용자의 홍채 이미지를 획득하는 단계, 홍채 이미지를 분석함으로써 홍채 이미지에서 질병과 연관된 패턴을 감지하는 단계 및 감지된 패턴에 대응하는 질병 정보를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.A method of diagnosing a disease based on an iris image according to an embodiment of the present invention includes obtaining a iris image of a user using a camera, detecting a pattern associated with a disease in an iris image by analyzing the iris image, and detected patterns It may include the step of outputting the disease information corresponding to.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 홍채 이미지를 분석하여 질병과 연관된 패턴을 검출함으로써, 신체에 발생되는 질병을 신체에 무해한 방식으로 간편한 방법을 통해 조기에 진단할 수 있다.According to the embodiments disclosed in the present document, by analyzing an iris image and detecting a pattern associated with a disease, a disease occurring in the body may be diagnosed early in a harmless manner through a simple method.
또한, 홍채 이미지의 촬영 시 카메라의 위치, 조명의 밝기 및 방향 등을 제어함으로써, 진단에 적합한 홍채 이미지를 획득할 수 있다.In addition, the iris image suitable for diagnosis may be obtained by controlling the position of the camera, the brightness and direction of the lighting, etc. when photographing the iris image.
또한, 기계 학습을 이용하여 질병에 대한 정보를 제공하고, 진단 모델을 지속적으로 업데이트 함으로써, 정확하고 신속하게 질병을 진단할 수 있다.In addition, by using machine learning to provide information about the disease, and by continuously updating the diagnostic model, it is possible to accurately and quickly diagnose the disease.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.In addition, various effects that can be directly or indirectly identified through this document may be provided.
도 1은 일 실시 예에 따른 질병 진단 장치의 외관을 도시한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 질병 진단 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 질병 진단 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 질병 진단 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 질병 진단 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 질병 진단 장치에서 사용되는 학습 모델을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 질병 진단 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 질병 진단 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 질병 진단 장치에서 사용되는 학습 모델을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 내지 도 14는 일 실시 예에 따른 질병 진단 장치에 의해 촬영된 예시적인 이미지를 도시한다.
도 15는 일 실시 예에 따른 질병 진단 장치에서 사용된 강화 학습 모델의 ROC(receiver operating characteristic) 곡선을 나타낸다.
도 16은 일 실시 예에 따른 질병 진단 장치에서 출력되는 예시적인 질병 정보를 나타낸다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.Figure 1 shows the appearance of the disease diagnosis apparatus according to an embodiment.
2 is a block diagram showing the configuration of a disease diagnosis apparatus according to an embodiment.
3 is a flowchart illustrating a disease diagnosis method according to an embodiment.
4 is a flowchart illustrating a disease diagnosis method according to an embodiment.
5 is a flowchart illustrating a disease diagnosis method according to an embodiment.
6 is a diagram for explaining a learning model used in a disease diagnosis apparatus according to an embodiment.
7 is a block diagram showing the configuration of a disease diagnosis apparatus according to an embodiment.
8 is a flowchart illustrating a disease diagnosis method according to an embodiment.
9 is a diagram for explaining a learning model used in a disease diagnosis apparatus according to an embodiment.
10 to 14 illustrate exemplary images photographed by a disease diagnosis apparatus according to an embodiment.
15 is a diagram showing a receiver operating characteristic (ROC) curve of a reinforcement learning model used in a disease diagnosis apparatus according to an embodiment.
16 shows exemplary disease information output from the disease diagnosis apparatus according to an embodiment.
In connection with the description of the drawings, the same or similar reference numerals may be used for the same or similar components.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood as including various modifications, equivalents, and / or alternatives of embodiments of the present invention.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다. 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.It should be understood that various embodiments of the document and terms used therein are not intended to limit the technology described in this document to specific embodiments, and include various modifications, equivalents, and / or replacements of the embodiments. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this document, expressions such as "A or B", "at least one of A and / or B", "A, B or C" or "at least one of A, B and / or C", etc. are all of the items listed together. Possible combinations may be included. Expressions such as "first," "second," "first," or "second," can modify the components, regardless of order or importance, to distinguish one component from another component It is used but does not limit the components. When it is said that one (eg, first) component is “connected (functionally or communicatively)” to another (eg, second) component or is “connected,” the component is the other It may be directly connected to the component, or may be connected through another component (eg, the third component). The size and thickness of each component shown in the drawings are illustrated for convenience of description, and the present invention is not necessarily limited to the size and thickness of the illustrated component.
이하, 첨부 도면을 참조하여 다양한 실시 예들에 따른 질병 진단 장치가 설명된다.Hereinafter, a disease diagnosis apparatus according to various embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일 실시 예에 따른 질병 진단 장치의 외관을 도시한다.Figure 1 shows the appearance of the disease diagnosis apparatus according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 질병 진단 장치(100)는 본체부(100), 입력부(120), 디스플레이(130), 카메라(140), 근접 센서(150) 및 위치 조절부(160)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
본체부(100)는 컴퓨팅 장치에서 채용되는 다양한 하드웨어 구성(예: 프로세서, 통신 회로 및 메모리 등)을 포함할 수 있다. 본체부(100)는, 예를 들어, 기계 학습(예: 강화 학습) 모듈을 포함할 수 있고, 기계 학습 모듈은 상술한 하드웨어 구성에 실장될 수도 있고, 별도의 하드웨어로 구성될 수도 있다. 본체부(100)는 진단을 위해 이미지를 획득하고, 분석할 수 있으며, 진단 결과를 디스플레이(130) 및/또는 외부 서버로 제공할 수 있다. 본체부(100)는 프린터 등과 같은 외부 출력 장치와 연결될 수도 있다.The
입력부(120)는 사용자(예: 의사)로부터 입력을 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 입력부(120)는 방향을 입력하는 레버(예: 조이스틱), 키 및/또는 버튼 등을 포함할 수 있다. 입력부(120)에 대한 입력에 의해, 카메라(140)의 위치, 조명의 방향 및 밝기 등이 제어될 수 있다.The
디스플레이(130)는 카메라(140)에 의해 촬영된 이미지 및 진단 결과 정보 등을 출력하도록 구성될 수 있다. 디스플레이(130)는 LCD 또는 LED 등과 같은 다양한 방식으로 구성될 수 있고, 터치 센서를 포함할 수도 있다. The
카메라(140)는 사용자(예: 환자)의 안구를 촬영하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 2개의 카메라(140)는 좌안 및 우안을 각각 동시에 촬영할 수 있는 위치에 배치될 수 있다.The
근접 센서(150)는 촬영 시 사용자의 접근을 감지하도록 구성될 수 있다. 근접 센서(150)는 사용자가 카메라(140)에 근접하는 경우 근접을 감지할 수 있도록 카메라(140)에 인접한 위치에 배치될 수 있다.The
위치 조절부(160)는 카메라(140)의 위치를 조절하도록 구성될 수 있다. 위치 조절부(160)는 카메라(140)가 장착된 부분과 연결될 수 있고, 입력부(120)에 대한 입력에 따라 상하 방향으로 이동하여 카메라(140)의 위치를 조절할 수 있다. 위치 조절부(160)는 상하 방향뿐만 아니라 다양한 방향으로 움직이도록 구성될 수도 있다.The
도 2는 일 실시 예에 따른 질병 진단 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram showing the configuration of a disease diagnosis apparatus according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 질병 진단 장치(200)는 카메라(210), 근접 센서(220), 조명(230), 위치 조절부(240), 디스플레이(250), 통신 회로(260) 및 프로세서(270)를 포함할 수 있다. 도 2의 질병 진단 장치(200)는 도 1의 장치(100)와 동일한 장치일 수 있다.Referring to FIG. 2, the
카메라(210)는 사용자의 눈을 촬영하도록 구성될 수 있다. 카메라(210)는 사용자의 좌안 및 우안을 동시에 촬영하도록 구성될 수 있다.The
근접 센서(220)는 카메라(210)를 이용한 촬영 시 사용자의 접근을 감지하도록 구성될 수 있다. 근접 센서(220)는 카메라(210)와 인접한 위치에 배치될 수 있다.The
조명(230)은 카메라(210)의 촬영을 위해 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 조명(230)의 밝기 및 방향 등은 진단에 적합한 이미지의 획득을 위해 다양하게 조절될 수 있다.The lighting 230 may be configured to emit light for imaging the
위치 조절부(240)는 카메라(210)의 위치를 조절하도록 구성될 수 있다. 위치 조절부(240)는 카메라(210)가 배치된 부분과 물리적으로 연결될 수 있다. 위치 조절부(240)의 움직임에 의해 카메라(210)가 이동할 수 있고, 사용자의 눈을 촬영하기에 적합한 위치로 카메라(210)의 위치가 조절될 수 있다.The position adjusting unit 240 may be configured to adjust the position of the
디스플레이(250)는 사용자(예: 의사 및/또는 환자 등)에게 시각적 정보를 출력하도록 구성될 수 있다. 디스플레이(250)는 카메라(210)에 의해 획득된 이미지, 프로세서(270)에 의해 처리된 이미지 및 진단 결과 등을 출력할 수 있다.The
통신 회로(260)는 외부 서버와 통신하도록 구성될 수 있다. 통신 회로(260)는 다양한 유선 또는 무선 통신 방식을 통해 외부 서버와 데이터를 송수신할 수 있다.The
프로세서(270)는 카메라(210), 근접 센서(220), 조명(230), 위치 조절부(240), 디스플레이(250) 및 통신 회로(260)와 전기적으로 연결될 수 있다. 프로세서(270)는 카메라(210), 근접 센서(220), 조명(230), 위치 조절부(240), 디스플레이(250) 및 통신 회로(260)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(270)는 메모리(미도시)에 저장된 명령어를 실행하거나, 저장된 데이터 및 학습 모델 등을 이용하여 이하의 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(270)는 하나의 통합된 형태로 구현될 수도 있고, 2 이상의 분리된 구성으로 구현될 수도 있다.The
일 실시 예에 따르면, 프로세서(270)는 카메라(210)를 이용하여 사용자의 홍채 이미지를 획득할 수 있다. 프로세서(270)는 카메라(210)의 촬영 시 근접 센서(220)를 이용하여 카메라(210)에 대한 사용자의 근접을 인식할 수 있다. 사용자가 근접하지 않은 경우, 프로세서(270)는 위치 조절부(240)를 이용하여 카메라(210)가 사용자의 눈에 근접하도록 카메라(210)의 위치를 조절할 수 있다. 프로세서(270)는 분석에 적합한 이미지를 획득하기 위해 카메라(210)의 촬영 시 조명(230)의 방향 또는 밝기 중 적어도 일부를 제어할 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 프로세서(270)는 촬영된 이미지에서 사용자의 눈의 동공을 중심으로 홍채 영역을 식별할 수 있다. 홍채 영역이 식별되면, 프로세서(270)는 촬영된 이미지에서 노이즈(예: 홍채를 제외한 나머지 영역)를 제거함으로써 홍채 이미지를 획득할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the
일 실시 예에 따르면, 프로세서(270)는 카메라(210)를 이용하여 복수의 이미지를 획득하고, 복수의 이미지를 합성함으로써 홍채 이미지를 획득할 수 있다. 경우에 따라 1회의 촬영으로 홍채의 전체 영역을 촬영하기 어려울 수 있다. 이 경우, 복수의 촬영을 수행한 후, 프로세서(270)는 획득된 이미지 등을 합성하여 홍채의 전체 영역을 포함하는 이미지를 획득할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the
일 실시 예에 따르면, 프로세서(270)는 홍채 이미지를 깊이 값을 포함하는 3차원 이미지로 변환하고, 변환된 3차원 이미지를 분석함으로써 질병과 연관된 패턴을 감지할 수 있다. 프로세서(270)는 더 정확한 분석 결과를 도출하기 위해 2차원 이미지를 분석하여 3차원 이미지로 변환한 후, 3차원 이미지를 분석할 수 있다. 프로세서(270)는 3차원 변환을 위한 연산량을 감소시키기 위해, 홍채 이미지 중 질병과 관련된 영역을 마스킹하고, 마스킹된 영역을 3차원 이미지로 변환할 수 있다. 프로세서(270)는 3차원 이미지를 홍채 이미지의 분석 모델을 위한 강화 학습 입력 값으로 이용할 수 있다. 전처리된 이미지를 학습을 위한 입력 값으로 활용함으로써, 모델을 이용한 분석의 정확도가 향상될 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 프로세서(270)는 홍채 이미지를 분석함으로써 홍채 이미지에서 질병과 연관된 패턴을 감지할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(270)는 홍채 이미지의 분석 모델을 이용하여 홍채 이미지를 분석할 수 있다. 프로세서(270)는 홍채 이미지에 포함된 패턴과 미리 저장된 패턴(예: 학습된 패턴)을 비교하고, 홍채 이미지에 포함된 패턴이 미리 저장된 패턴에 대응하면, 해당 패턴을 질병과 연관된 패턴으로 감지할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 프로세서(270)는 홍채 이미지에서 암 또는 치매 중 적어도 일부와 연관된 패턴을 감지할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(270)는 홍채 이미지에서 포피린 색소 반점(porphyrin pigment), 열공(giant lacuna) 또는 결손(defect) 패턴 중 적어도 일부를 감지할 수 있다. 다른 예를 들면, 프로세서(270)는 홍채 이미지에서 베타아밀로이드 침전물 또는 독성 단백질 패턴 중 적어도 일부를 감지할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 프로세서(270)는 홍채 이미지에서 홍채에 포함된 색상을 감지할 수 있다. 상술한 패턴 및 색상 등에 기초하여, 프로세서(270)는 사용자의 질병(예: 암 또는 치매 등)을 감지할 수 있다. 홍채를 촬영한 이미지만으로 질병을 감지할 수 있으므로, 간편한 진단이 가능하고, 초기 단계의 질병이 감지될 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 프로세서(270)는 디스플레이(250)를 이용하여 감지된 패턴에 대응하는 질병 정보를 출력할 수 있다. 질병 정보는, 예를 들어, 질병에 대한 소견, 질병의 진행 상황 또는 사용자의 유전적 성질 중 적어도 일부와 연관된 정보를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(270)는 디스플레이(250)를 이용하여 질병 정보와 함께 홍채 이미지를 출력할 수 있다. 프로세서(270)는 사용자의 편의성을 위해 질병과 연관된 패턴이 감지된 영역을 식별하기 위한 표지를 포함하는 홍채 이미지를 출력할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 프로세서(270)는 통신 회로(260)를 이용하여 홍채 이미지를 서버로 전송할 수 있다. 서버로 제공된 홍채 이미지는 홍채 이미지의 분석 모델을 위한 학습 데이터로 활용될 수 있다. 프로세서(270)는 통신 회로(260)를 이용하여 서버로부터 홍채 이미지의 분석 모델을 획득할 수 있다. 분석 모델을 위한 학습 데이터를 제공하고, 분석 모델을 업데이트 함으로써 장치에 의한 진단의 정확성이 향상될 수 있다.According to one embodiment, the
도 3은 일 실시 예에 따른 질병 진단 방법을 설명하기 위한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a disease diagnosis method according to an embodiment.
이하에서는 도 2의 질병 진단 장치(200)가 순서도에 도시된 프로세스를 수행하는 것을 가정한다. 또한, 순서도와 연관된 설명에서, 질병 진단 장치에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 질병 진단 장치(200)의 프로세서(270)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다.Hereinafter, it is assumed that the
도 3을 참조하면, 단계 310에서, 질병 진단 장치는 카메라를 이용하여 사용자의 홍채 이미지를 획득할 수 있다. 예를 들어, 질병 진단 장치는 사용자의 눈을 촬영하고, 촬영된 이미지를 전처리함으로써 홍채 이미지를 획득할 수 있다.Referring to FIG. 3, in
단계 320에서, 질병 진단 장치는 홍채 이미지를 분석함으로써 홍채 이미지에서 질병과 연관된 패턴을 감지할 수 있다. 예를 들어, 질병 진단 장치는 강화 학습을 이용하는 분석 모델을 이용하여 홍채 이미지를 분석하고, 홍채 이미지에서 사용자의 신체에 질병이 발생된 경우 나타나는 패턴을 검출할 수 있다.In
단계 330에서, 질병 진단 장치는 감지된 패턴에 대응하는 질병 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 질병 진단 장치는 홍채에 질병이 발생된 경우 나타나는 패턴이 포함된 경우 해당 질병에 대한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.In
도 4는 일 실시 예에 따른 질병 진단 방법을 설명하기 위한 순서도로서, 카메라 및 조명을 이용한 이미지 획득 단계에 대해 상세히 설명한다.4 is a flow chart for explaining a disease diagnosis method according to an embodiment, and describes in detail an image acquisition step using a camera and illumination.
일 실시 예에 따르면, 질병 진단 장치는 카메라의 위치, 조명의 밝기 및 방향 등을 조절하여 분석에 적합한 이미지를 획득할 수 있고, 획득된 이미지에서 노이즈를 제거할 수 있다.According to one embodiment, the apparatus for diagnosing a disease may obtain an image suitable for analysis by adjusting the position of the camera, the brightness and direction of illumination, and may remove noise from the acquired image.
도 4를 참조하면, 단계 410에서, 질병 진단 장치는 카메라를 이용하여 이미지를 획득할 수 있다. 예를 들어, 질병 진단 장치는 사용자의 눈을 촬영하여 이미지를 획득할 수 있다. Referring to FIG. 4, in
단계 420에서, 질병 진단 장치는 홍채의 전체 영역이 감지되는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 질병 진단 장치는 이미지에 포함된 홍채의 형태를 인식하여 이미지에 홍채의 전체 영역이 포함되었는지 여부를 확인할 수 있다.In
홍채의 전체 영역이 감지되지 않는 경우, 단계 430에서, 질병 진단 장치는 카메라의 위치를 재조정할 수 있다. 예를 들어, 질병 진단 장치는 입력 장치에 의한 입력에 따라 카메라의 높낮이를 조정할 수 있다.If the entire area of the iris is not detected, in
홍채의 전체 영역이 감지되는 경우, 단계 450에서, 질병 진단 장치는 동공을 포함하여 홍채를 촬영할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 홍채의 촬영 전에, 단계 440에서, 질병 진단 장치는 빛의 반사 및 굴절 등에 의한 노이즈를 제거하기 위해 조명을 제어할 수 있다. 예를 들어, 질병 진단 장치는 조명의 밝기 및 방향 등을 제어할 수 있다.If the entire area of the iris is detected, in
단계 460에서, 질병 진단 장치는 동공을 중심으로 홍채 영역을 탐색할 수 있다. 예를 들어, 질병 진단 장치는 이미지 탐색을 수행함으로써 동공의 위치를 인식하고, 동공을 중심으로 주변부에 위치된 홍채 영역을 감지할 수 있다.In
단계 470에서, 질병 진단 장치는 이미지에서 노이즈를 제거할 수 있다. 예를 들어, 질병 진단 장치는 홍채 영역 외의 이미지 부분을 노이즈로 판단하여 제거할 수 있다.In
단계 480에서, 질병 진단 장치는 노이즈가 제거된 홍채 이미지를 획득할 수 있다. 단계 410 내지 단계 480을 통해 질병 진단 장치는 분석에 적합한 홍채 이미지를 획득할 수 있다.In
1회의 촬영을 통해 홍채의 전체 영역을 감지하기 어려운 경우, 질병 진단 장치는 복수의 촬영을 통해 획득되는 복수의 이미지를 합성하여 홍채 이미지를 획득할 수 있다. 예를 들어, 질병 진단 장치는 눈의 상부 및 하부를 나누어 촬영한 후 이미지를 합성할 수 있다.When it is difficult to detect the entire area of the iris through one shot, the disease diagnosis apparatus may acquire an iris image by synthesizing a plurality of images obtained through a plurality of shots. For example, the apparatus for diagnosing a disease may synthesize images after photographing the upper and lower parts of the eye.
도 5는 일 실시 예에 따른 질병 진단 방법을 설명하기 위한 순서도로서, 2차원 이미지에 깊이 값을 더하여 3차원 이미지로 변환하는 전처리 단계에 대해 상세히 설명한다.5 is a flowchart for explaining a disease diagnosis method according to an embodiment, and a pre-processing step of converting a 2D image into a 3D image by adding a depth value will be described in detail.
일 실시 예에 따르면, 질병 진단 장치는 2차원 이미지에 깊이 값을 더하여 홍채 이미지를 입체적으로 분류하기 위해 변환을 수행할 수 있다. 이로써, 질병 진단 장치는 특정 단백질 형태로 나타나는 연부 조직을 정확하게 인식하고, 다른 형태의 조직과 구별할 수 있다. 예를 들어, 치매와 연관된 베타아밀로이드 침전물 및 독성 단백질 패턴은 주위의 조직과 혼동될 수 있는데, 2차원 이미지를 3차원 이미지로 변환함으로써 혼동을 방지할 수 있다.According to an embodiment, the apparatus for diagnosing a disease may perform a transformation to classify an iris image in three dimensions by adding a depth value to a two-dimensional image. Thus, the disease diagnosis apparatus can accurately recognize soft tissues represented by a specific protein form, and distinguish them from other types of tissues. For example, beta-amyloid deposits and toxic protein patterns associated with dementia can be confused with surrounding tissue, which can be avoided by converting a two-dimensional image into a three-dimensional image.
도 5를 참조하면, 단계 510에서, 질병 진단 장치는 홍채 이미지를 입력 받을 수 있다. 여기서 홍채 이미지는 단계 480에서 획득된 이미지일 수 있다.Referring to FIG. 5, in
단계 520에서, 질병 진단 장치는 홍채 이미지 중 질병과 연관된 영역을 마스킹할 수 있다. 질병 진단 장치는 마스킹된 영역에 깊이 값을 더할 수 있다.In
단계 530에서, 질병 진단 장치는 홍채 이미지의 2차원 값을 정규화할 수 있다. 예를 들어, 질병 진단 장치는 이미지의 2차원 데이터를 정규화하여 0 에서 1 사이의 값으로 변환할 수 있다. 단계 540에서, 질병 진단 장치는 벡터 연산을 수행할 수 있다. 예를 들어, 질병 진단 장치는 평면에 위치된 이미지를 깊이 방향으로 이동시킨 가상의 값을 투영함으로써 깊이 값을 생성할 수 있다. 벡터 연산은 마스킹된 버퍼의 모든 픽셀을 순환하는 방식으로 진행될 수 있다. 단계 550에서, 질병 진단 장치는 벡터 연산의 결과 값을 이용하여 깊이 맵을 생성할 수 있다.In
단계 560에서, 질병 진단 장치는 2차원 이미지에 깊이 맵을 더함으로써 3차원 이미지를 생성할 수 있다. 이로써 전처리가 완료될 수 있다.In
전처리가 완료된 데이터는 학습 모델의 입력 값으로 활용될 수 있고, 학습 모델은 강화 학습에 의해 데이터를 처리할 수 있다.The pre-processed data may be used as an input value of the learning model, and the learning model may process data by reinforcement learning.
도 6은 일 실시 예에 따른 질병 진단 장치에서 사용되는 학습 모델을 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining a learning model used in a disease diagnosis apparatus according to an embodiment.
도 6을 참조하면, 강화 학습 모델은 군집 분석(clustering), 연관 분석 및 네트워크 분석 등에 이용될 수 있다. 예를 들어, 강화 학습 모델은 어떤 환경 안에서 정의된 에이전트가 현재의 상태를 인식하여, 선택 가능한 행동 중 보상을 최대화하는 행동 혹은 행동 순서를 선택하는 방법이다. 일 실시 예에 따른 강화 학습 모델은 입력된 3차원 이미지에 기반하여 일차적으로 분류된 연관 분석 의미를 참조하여 행동(action)을 결정할 수 있다. 이때, 현재의 이미지 영역 상황을 나타내는 정보를 상태(state)로 정의하고, 환경(environment)을 구성하여 레이어(Layer: 학습 단계 - 구별 층)를 구성한다. 에이전트(agent)는 보상(reward)을 결과로 도출한다. 이때 이미 학습된 모델의 데이터가 충분하지 않은 경우도 발생하는데, 강화 학습은 과거의 결과가 충분하지 않은 상태에서 행동(action)에 의한 그 보상(reward)를 근거로 미래의 가치(value)를 극대화하는 의사 결정을 스스로 학습하여 진행함으로써, 효율적인 결과를 도출할 수 있다. 따라서, 강화 학습은 의료 이미지 분석에서 굉장히 유용한 도구라 할 수 있다. 상술한 과정이 반복되면, 출력으로 생성된 보상(reward)이 피드백에 의해 선순환 구조를 이루어 입력으로 재활용될 수 있다.Referring to FIG. 6, the reinforcement learning model may be used for cluster analysis, association analysis, and network analysis. For example, the reinforcement learning model is a method in which an agent defined in a certain environment recognizes a current state and selects an action or a sequence of actions to maximize reward among selectable actions. In the reinforcement learning model according to an embodiment, an action may be determined by referring to the meaning of the association analysis primarily classified based on the input 3D image. At this time, information representing the current image area situation is defined as a state, and an environment is formed to constitute a layer (Layer: learning phase-distinct layer). Agents derive rewards as a result. At this time, there may be cases where the data of the already trained model is not sufficient. In the case of reinforcement learning, the value of the future is maximized on the basis of the reward by action when the past results are not sufficient. Efficient results can be achieved by learning and making self-study decisions. Therefore, reinforcement learning can be a very useful tool in medical image analysis. When the above-described process is repeated, a reward generated as an output may be recycled as an input by forming a virtuous cycle structure by feedback.
도 7은 일 실시 예에 따른 질병 진단 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.7 is a block diagram showing the configuration of a disease diagnosis apparatus according to an embodiment.
도 7을 참조하면, 이미지 획득부(710)는 사용자의 눈을 촬영하여 이미지를 획득할 수 있다. 진단 영역 변환부(720)는 전처리를 수행하여 분석의 대상이 되는 이미지를 생성할 수 있다. 강화 학습 판별부(730)는 학습 모델(740)을 이용하여 이미지를 분석할 수 있다. 학습 모델(740)은 강화 학습 판별부(730)를 통해 갱신될 수 있다. 피드백 모듈(750)은 강화 학습 판별부(730)에서 도출된 결과 값을 입력으로 재활용할 수 있다. 전송 및 출력 모듈(760)은 결과 값을 사용자에게 제공할 수 있고, 외부 서버로 제공할 수도 있다.Referring to FIG. 7, the
도 8은 일 실시 예에 따른 질병 진단 방법을 설명하기 위한 순서도로서, 전처리된 이미지를 분석하여 질병을 진단하는 단계에 대해 상세히 설명한다.8 is a flowchart for explaining a disease diagnosis method according to an embodiment, and detailed steps of diagnosing a disease by analyzing a preprocessed image.
일 실시 예에 따르면, 질병 진단 장치는 학습된 모델에서 이미지의 의미론적 연관성이 있는 부분을 찾아내고 유사 항목을 그룹화하여 분류하는 인덱싱 단계, 유사 항목에서 질병에 대응하는 단백질 패턴의 고속 탐지 단계, 일차적으로 탐지된 패턴의 정확도를 역추적하는 역추적 기법 적용 단계, 및 확률론적 결론에서 다시 입력으로 피드백하는 후처리 단계를 수행한다.According to an embodiment of the present invention, the disease diagnosis apparatus finds a part having a semantic relation of an image in a trained model and indexes the similar items by grouping them, and classifies the similar items, and detects the protein pattern corresponding to the disease in the similar items first. The backtracking technique is applied to backtrack the accuracy of the detected pattern, and a post-processing step is fed back to input from the stochastic conclusion.
도 8을 참조하면, 단계 805에서 홍채 이미지가 입력되면, 단계 810에서, 질병 진단 장치는 강화 학습 알고리즘을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 8, when an iris image is input in
이를 위해, 질병 진단 장치는, 단계 815에서, 암 진단 학습 데이터 및 노인성 질환(치매) 학습 데이터를 포함하는 학습 데이터를 이용하여 강화 학습 알고리즘을 수행하고, 단계 820에서, 홍채 진단 영역 학습 모델을 생성할 수 있다. 질병 진단 장치는 진단하고자 하는 영역을 자동으로 구별하여 진단 동작을 수행하기 위해, 이미지의 진단 부위를 사전에 미리 학습하여 모델(예: 강화 학습 모델)을 생성할 수 있다. 학습 모델은 학습용 홍채 이미지 및 진단 부위 이미지에 기반하여 생성될 수 있고, 암 진단을 위해 포피린 색소 반점, 열공, 및 결손 등의 패턴을 사전에 학습하고, 노인성 질환(치매) 진단을 위해 독성 단백질에 해당하는 패턴을 학습할 수 있다. 또한, 홍채의 병소 징후는 판단 영역에 따라 다른 색을 띠어 색에 따른 분석 과정이 서브 모듈로 포함될 수 있다. 학습된 모델은 단계 810에서 이용될 수 있다.To this end, the disease diagnosis apparatus performs a reinforcement learning algorithm using learning data including cancer diagnosis learning data and senile disease (dementia) learning data in
더욱 정확히는 알츠하이머 치매는 “베타아밀로이드”라는 단백질이 뇌에서 지나치게 증가해 발생하는 것으로 알려져 있다. 베타아밀로이드 농도가 높아지면 뇌의 신경세포가 파괴되고, 결국 기억이 지워지는 것이다. 따라서 뇌조직 검사나 단백질 분포 확인이 가능한 양전자 방출 단층 촬영(Positron Emission Tomography, PET)등으로 알츠하이머 치매를 진단할 때 베타아밀로이드는 질병 진단의 주요한 척도, 즉 바이오 마커로 사용된다. 하지만 인지기능이 정상인 80세 이상의 노인에서는 아밀로이드 PET 양성이 나올 확률이 25%로 떨어진다. 반면, 65세 이전에는 조발형 알츠하이머병 치매와 유전성 알츠하이머병 치매가 많이 발병하므로 나이에 관계 없이 조기 진단할 필요가 있다. 그러므로 알츠하이머의 초기 또는 진행 사항에 따라 베타아밀로이드 단백질이 체내에 쌓여 특정 단백질 패턴이 홍채에 영향을 미친다는 점을 이용해 노인성 질환(치매)를 발견할 수 있다.More precisely, Alzheimer's dementia is known to be caused by an excessive increase in the protein "beta amyloid" in the brain. When the concentration of beta amyloid increases, nerve cells in the brain are destroyed, and memory is eventually erased. Therefore, when diagnosing Alzheimer's dementia by brain biopsy or Positron Emission Tomography (PET), which can confirm protein distribution, beta amyloid is used as a major measure of disease diagnosis, that is, a biomarker. However, in elderly people over 80 years of age with normal cognitive function, the probability of developing amyloid PET is reduced to 25%. On the other hand, there is a need for early diagnosis regardless of age, since premature Alzheimer's disease and hereditary Alzheimer's disease dementia occur before age 65. Therefore, depending on the initial or progression of Alzheimer's, beta-amyloid proteins can be accumulated in the body, and senile disease (dementia) can be detected using the fact that certain protein patterns affect the iris.
단계 825에서, 질병 진단 장치는 이미지의 의미론적 연관성을 분류(인덱싱)할 수 있다. 상태를 구성하는 에이전트는 분석 데이터 이미지가 되어 보상(Reward)을 결과로 도출하고, 미리 학습된 모델의 데이터가 충분하지 않을 때에는 의사 결정(action)에 의한 결과(reward)를 근거로 Q-Value를 출력하나, 일정 확률에 도달할 경우에도 Q-Value와 픽셀 분류를 도출할 수 있다.In
단계 830 및 단계 835에서, 질병 진단 장치는 인덱싱 결과를 이용하여 홍채 조직에서 베타아밀로이드 침전물과 알츠하이머에 의해 생성된 독성 단백질 패턴을 탐지하고, 암에 의해 나타나는 포피린 색소 반점, 열공 및 결손 패턴을 탐지할 수 있다. 단계 830 및 단계 835에서, 질병 진단 장치는 패턴의 층을 쌓아 패턴 분석을 시도하는데, 예를 들어, 200층 쌓기를 시도할 수 있다. 반복적인 실험에서 약 200층 전후에서 우수한 성능이 보여졌으며, 250층 이상은 연산 시간이 과도하게 소요되며, 진단 결과의 성능 향상은 없었다. 반면, 150여 번의 패턴 층은 ROC(receiver operating characteristic) 곡선에서 사용되는 Q-value의 절반에 미치는 0.576% 정도의 결과치를 보였다.In
단계 840에서, 질병 진단 장치는 패턴의 정확도 역추적 기법을 적용할 수 있다. 단계 840은 일차적으로 패턴 분석이 완료된 후 그 결과에 신뢰성을 더하기 위해 실시되는 단계로서, 탐지된 패턴의 정확도 향상 및 검증을 위해 역추적을 수행한다. 이는 일차 소견에 기초한 데이터를 출력하기 전 단계에서 분석 정보를 평가하는 과정인데, 강화 학습 및 딥 러닝 모델의 분류기로서 ROC 곡선을 통하여 그 성능 및 결과 확인에 응용된다. 사람이 판단하는 과정에서 오류가 들어가거나, 판독 결과가 일관적이지 못하거나, 비효율성이 발생되는 문제가 있다. 따라서, 분석 결과의 정확도와 효율성을 위해 민감도(sensitivity) 및 특이도(specificity)라는 두 가지 척도를 이용할 수 있다. 민감도는 질병이 있는 사람을 검사했을 때 “질병이 있다”고 판단하는 비율이고, 특이도는 질병이 없는 사람을 검사했을 때 “질병이 없다”고 판단하는 비율이다.In
단계 845에서, 질병 진단 장치는 피드백을 통해 모델을 갱신할 수 있다. 예를 들어, 질병 진단 장치는 최종 결과로 도출된 Q-value를 입력으로 재사용할 수 있다.In
질병 진단 장치는, 단계 850에서, 홍채 진단 결과 및 이미지를 표시할 수 있고, 단계 855에서, 홍채 데이터를 서버로 전송할 수 있고, 단계 860에서, 결과를 프린터를 이용하여 출력할 수 있다.The disease diagnosis apparatus may display the iris diagnosis result and the image in
도 9는 일 실시 예에 따른 질병 진단 장치에서 사용되는 학습 모델을 설명하기 위한 도면으로, 강화 학습 모델을 이용하여 의료 보조 정보를 생성하는 강화 학습 분류 과정과 그 결과를 상세히 설명한다.9 is a diagram for explaining a learning model used in a disease diagnosis apparatus according to an embodiment, and describes a reinforcement learning classification process for generating medical supplementary information using a reinforcement learning model and its results in detail.
도 9를 참조하면, 환자의 좌우 홍채 이미지가 입력되면, 질병 진단 장치는 이미 학습된 홍채 모델들에 기반된 강화 학습 알고리즘을 수행할 수 있다. 강화 학습 모델은 먼저 “환경”을 설정하는데, 이 과정은 마르코프 결정 과정으로 시작할 수 있다. 예를 들어, 질병 진단 장치는 입력으로 들어온 현재의 이미지 영역 상황을 나타내는 정보를 상태(state)로 정의하고, 환경(environment)을 구성할 수 있다. 질병 진단 장치는 레이어(layer)를 구성할 수 있다. 상태를 구성하는 에이전트(agent)는 Q-Value와 픽셀 분류를 도출할 수 있다. 이 과정은 의미론적 분석의 결과로 사용될 수 있다.Referring to FIG. 9, when a patient's left and right iris images are input, the disease diagnosis apparatus may perform a reinforcement learning algorithm based on already learned iris models. The reinforcement learning model first establishes an “environment”, which can begin with the Markov decision process. For example, the apparatus for diagnosing a disease may define information representing a current image area condition entered as an input as a state, and configure an environment. The disease diagnosis device may constitute a layer. The agent constituting the state can derive Q-Value and pixel classification. This process can be used as a result of semantic analysis.
도 10 내지 도 14는 일 실시 예에 따른 질병 진단 장치에 의해 촬영된 예시적인 이미지를 도시한다.10 to 14 illustrate exemplary images photographed by a disease diagnosis apparatus according to an embodiment.
도 10은 질병 패턴이 감지되지 않은 홍채 이미지를 도시한다. 도 10에 도시된 홍채 이미지는 질병과 관련된 패턴을 포함하지 않는다.10 shows an iris image in which no disease pattern has been detected. The iris image shown in FIG. 10 does not include a disease-related pattern.
도 11은 2개의 질병 패턴이 감지된 홍채 이미지를 도시한다, 제1 질병 패턴(1110)은 치매에 대응할 수 있다. 제2 질병 패턴(1120)은 전립선 암에 대응할 수 있다. 홍채 이미지를 분석함으로써 제1 질병 패턴(1110) 및 제2 질병 패턴(1120)을 검출할 수 있고, 검출된 패턴에 기초하여 진단 결과를 출력할 수 있다.11 shows an iris image in which two disease patterns are detected, and the
도 12는 3차원 이미지에 의해 나타나는 패턴을 도시한다. 질병 진단 장치는 도 13에서 황색으로 표시된 구역(1310)에 깊이 값을 더할 수 있다. 3차원 이미지를 이용함으로써 제1 패턴(1210) 및 제2 패턴(1220)이 감지될 수 있다. 입체화를 시도함으로써, 질병에 의해 발생되는 침천물에 의해 생성되는 질병 패턴의 레이어(layer)를 분석하는데 사용될 수 있다.12 shows the pattern represented by the three-dimensional image. The disease diagnosis device may add a depth value to the
도 14는 홍채 이미지 중 질병에 대응하는 패턴이 감지된 영역에 식별 표지(1410)를 표시한 이미지를 도시한다. 식별 표지(1410)을 통해 사용자는 질병에 대응하는 패턴을 용이하게 식별할 수 있다.14 shows an image in which an
표 1은 분석 결과와 맵핑된 소견 정보를 개시한다. 표 1의 분류 중 정상인 경우, 판독문은 Normal size and Color, sigmoid 패턴은 200층에서 멈췄으며, 영역과 특성에는 아무런 정보가 나오지 않는다.Table 1 discloses findings mapped to the results of the analysis. If it is normal among the classifications in Table 1, the normal size and color of the readings and the sigmoid pattern stop at the 200th floor, and no information is displayed in the area and characteristics.
노인성 질환과 전립선암의 경우는 각각 Sigmoid 180층과 220층에서 해당 패턴 정보가 감지되었고, 영역, 특성 및 위치에 해당되는 고유 값이 나오는 것을 알 수 있다. 특히 영역, 특성별 Color 값은 특정 단백질의 추세 변이를 판별하는 보조 값으로 사용될 수 있으며, 3D 깊이(Depth) 값은 각 질병의 깊이 층이 얼마나 깊은지 정도를 나타낸다. 굴곡과 주름 값은 영역별 상태를 나타내는 방법으로 이 역시 보조 값으로 사용될 수 있다.In the case of senile disease and prostate cancer, corresponding pattern information was detected in the
180Layer Findings:Sigmoid
180Layer Findings:
3D Depth Layer: 0.98 point
굴곡 패턴:
10-20
주름 패턴:
80이상Color: normal,
3D Depth Layer: 0.98 point
Winding pattern:
10-20
Wrinkle pattern:
80 or more
: 중앙 상단,
Left eye
: Top center,
알츠하이머,
특정 단백질
패턴 감지Senile disease
Alzheimer's,
Specific protein
Pattern detection
220Layer
Findings:Sigmoid
220Layer
Findings:
3D Depth Layer: 0.96 point
굴곡 패턴:
12-20
주름 패턴:
85이상Color: Dark black,
3D Depth Layer: 0.96 point
Winding pattern:
12-20
Wrinkle pattern:
85 or more
: 중앙 하단,
우안Left eye
: Bottom center,
Right eye
결손 탐지Prostate cancer,
Defect detection
도 15는 일 실시 예에 따른 질병 진단 장치에서 사용된 강화 학습 모델의 ROC(receiver operating characteristic) 곡선을 나타낸다.15 is a diagram showing a receiver operating characteristic (ROC) curve of a reinforcement learning model used in a disease diagnosis apparatus according to an embodiment.
도 15를 참조하면, 그래프는 민감도와 특이도를 동시에 시각화한 곡선을 포함한다. 곡선 아래의 면적인 AUC(area under the curve)를 계산하여 진단 기법의 성능을 수치화할 수 있다. AUC 값이 1이면 100% 완벽한 판단 방법이며, 현재 암과 치매 두 가지의 패턴을 분석한 결과 0.9%를 넘는 수치로 그 결과가 도출되었다. 구체적인 수치는 표 2에 기재된다.Referring to FIG. 15, the graph includes a curve visualizing sensitivity and specificity at the same time. The performance of the diagnostic technique can be quantified by calculating the area under the curve (AUC). If the AUC value is 1, it is a 100% perfect judgment method, and as a result of analyzing two patterns of cancer and dementia, the result was found to be over 0.9%. Specific values are listed in Table 2.
도 16은 일 실시 예에 따른 질병 진단 장치에서 출력되는 예시적인 질병 정보를 나타낸다.16 shows exemplary disease information output from the disease diagnosis apparatus according to an embodiment.
도 16을 참조하면, 일 실시 예에 따른 질병 진단 장치는 질병의 진행 정도를 표시할 수 있다. 질병의 진행 정도는 수치화되어 막대 그래프 형태로 도시될 수 있다. 예를 들어, 0~150은 발명 진행 초기 상태를 나타내고, 160~170은 환자가 자각 가능한 상태를 나타내고, 160~180은 CT 또는 MRI 등의 데이터에서 발병 판단 가능한 상태를 나타내고, 190~200은 심각한 수준의 발병 진행 상태를 나타낸다. 일 실시 예에 따른 질병 진단 장치를 이용하면 CT 또는 MRI보다 앞서 150에서부터 패턴을 감지하여 진단할 수 있다.Referring to FIG. 16, the apparatus for diagnosing a disease according to an embodiment may display the progression of the disease. The degree of disease progression can be quantified and shown in bar graph form. For example, 0 to 150 indicate an initial state of progress of the invention, 160 to 170 indicate a patient's perceivable state, 160 to 180 indicate a state in which an outbreak can be determined from data such as CT or MRI, and 190 to 200 are serious The level indicates the progression of the onset. If the disease diagnosis apparatus according to an embodiment is used, a pattern may be detected and diagnosed from 150 before CT or MRI.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and may be variously modified without departing from the technical spirit of the present invention. . Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
Claims (21)
디스플레이; 및
상기 카메라 및 상기 디스플레이와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 카메라를 이용하여 상기 사용자의 홍채 이미지를 획득하고,
상기 홍채 이미지를 분석함으로써 상기 홍채 이미지에서 질병과 연관된 패턴을 감지하고,
상기 디스플레이를 이용하여 상기 감지된 패턴에 대응하는 질병 정보를 출력하는 것을 특징으로 하는, 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 장치.A camera configured to photograph the user's eye;
display; And
And a processor electrically connected to the camera and the display,
The processor,
Acquiring the iris image of the user using the camera,
By analyzing the iris image, the pattern associated with the disease is detected in the iris image,
And outputting disease information corresponding to the detected pattern using the display.
상기 카메라와 연결되고, 상기 카메라의 위치를 조절하도록 구성된 위치 조절부를 더 포함하는, 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 장치.According to claim 1,
A diagnostic device for disease based on the iris image, further comprising a position control unit connected to the camera and configured to adjust the position of the camera.
상기 프로세서는,
상기 홍채 이미지에서 상기 사용자의 눈의 동공을 중심으로 홍채 영역을 식별하는 것을 특징으로 하는, 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 장치.According to claim 1,
The processor,
In the iris image, characterized in that to identify the iris area around the pupil of the user's eye, the apparatus for diagnosing a disease based on the iris image.
상기 프로세서는,
상기 카메라를 이용하여 촬영된 이미지에서 노이즈를 제거함으로써 상기 홍채 이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는, 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 장치.According to claim 1,
The processor,
A device for diagnosing a disease based on an iris image, characterized by acquiring the iris image by removing noise from an image photographed using the camera.
상기 카메라의 촬영을 위해 광을 방출하도록 구성된 조명을 더 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 카메라의 촬영 시 상기 조명의 방향 또는 밝기 중 적어도 일부를 제어하는 것을 특징으로 하는, 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 장치.According to claim 1,
Further comprising illumination configured to emit light for shooting of the camera,
The processor,
A device for diagnosing a disease based on an iris image, characterized in that at least a part of the direction or brightness of the light is controlled when the camera is photographed.
근접 센서를 더 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 카메라의 촬영 시 상기 근접 센서를 이용하여 상기 카메라에 대한 상기 사용자의 근접을 인식하는 것을 특징으로 하는, 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 장치.According to claim 1,
Further comprising a proximity sensor,
The processor,
A device for diagnosing a disease based on an iris image, characterized in that when the camera is photographed, the user's proximity to the camera is recognized using the proximity sensor.
상기 프로세서는,
상기 카메라를 이용하여 복수의 이미지를 획득하고,
상기 복수의 이미지를 합성함으로써 상기 홍채 이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는, 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 장치.According to claim 1,
The processor,
Acquiring a plurality of images using the camera,
A device for diagnosing a disease based on an iris image, characterized by obtaining the iris image by synthesizing the plurality of images.
상기 프로세서는,
상기 홍채 이미지를 깊이 값을 포함하는 3차원 이미지로 변환하고,
상기 변환된 3차원 이미지를 분석함으로써 상기 질병과 연관된 패턴을 감지하는 것을 특징으로 하는, 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 장치.According to claim 1,
The processor,
Converting the iris image into a three-dimensional image containing depth values,
A device for diagnosing a disease based on an iris image, characterized by detecting a pattern associated with the disease by analyzing the converted 3D image.
상기 프로세서는,
상기 홍채 이미지 중 상기 질병과 관련된 영역을 마스킹하고,
상기 마스킹된 영역을 상기 3차원 이미지로 변환하는 것을 특징으로 하는, 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 장치.The method of claim 8,
The processor,
Masking an area related to the disease among the iris images,
Device for diagnosing a disease based on an iris image, characterized in that the masked area is converted into the 3D image.
상기 프로세서는,
상기 3차원 이미지를 상기 홍채 이미지의 분석 모델을 위한 강화 학습 입력 값으로 이용하는 것을 특징으로 하는, 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 장치.The method of claim 8,
The processor,
Device for diagnosing a disease based on an iris image, characterized in that the 3D image is used as a reinforcement learning input value for an analysis model of the iris image.
상기 프로세서는,
상기 홍채 이미지의 분석 모델을 이용하여 상기 홍채 이미지를 분석하는 것을 특징으로 하는, 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 장치.According to claim 1,
The processor,
And analyzing the iris image using the analysis model of the iris image.
상기 프로세서는,
상기 홍채 이미지에서 암 또는 치매 중 적어도 일부와 연관된 패턴을 감지하는 것을 특징으로 하는, 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 장치.According to claim 1,
The processor,
In the iris image, characterized in that for detecting a pattern associated with at least a portion of cancer or dementia, a device for diagnosing a disease based on the iris image.
상기 프로세서는,
상기 홍채 이미지에서 포피린 색소 반점(porphyrin pigment), 열공(giant lacuna) 또는 결손(defect) 패턴 중 적어도 일부를 감지하는 것을 특징으로 하는, 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 장치.According to claim 1,
The processor,
A device for diagnosing a disease based on an iris image, characterized by detecting at least a portion of a porphyrin pigment, a giant lacuna, or a defect pattern in the iris image.
상기 프로세서는,
상기 홍채 이미지에서 베타아밀로이드 침전물 또는 독성 단백질 패턴 중 적어도 일부를 감지하는 것을 특징으로 하는, 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 장치.According to claim 1,
The processor,
A device for diagnosing a disease based on an iris image, characterized by detecting at least a portion of a beta amyloid precipitate or a toxic protein pattern in the iris image.
상기 프로세서는,
상기 홍채 이미지에서 홍채에 포함된 색상을 감지하는 것을 특징으로 하는, 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 장치.According to claim 1,
The processor,
A device for diagnosing a disease based on an iris image, characterized by detecting a color included in the iris in the iris image.
상기 질병 정보는 상기 질병에 대한 소견, 상기 질병의 진행 상황 또는 상기 사용자의 유전적 성질 중 적어도 일부와 연관된 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 장치.According to claim 1,
The disease information, the diagnosis of the disease based on the iris image, characterized in that it comprises information related to at least some of the findings of the disease, the progress of the disease or the genetic properties of the user.
상기 프로세서는,
상기 디스플레이를 이용하여 상기 질병 정보와 함께 상기 홍채 이미지를 출력하는 것을 특징으로 하는, 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 장치.According to claim 1,
The processor,
Device for diagnosing a disease based on an iris image, characterized by outputting the iris image together with the disease information using the display.
상기 프로세서는,
상기 디스플레이를 이용하여 상기 질병과 연관된 패턴이 감지된 영역을 식별하기 위한 표지를 포함하는 상기 홍채 이미지를 출력하는 것을 특징으로 하는, 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 장치.According to claim 1,
The processor,
Device for diagnosing a disease based on an iris image, characterized by outputting the iris image including a marker for identifying an area where a pattern associated with the disease is detected using the display.
서버와 통신하도록 구성된 통신 회로를 더 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 통신 회로를 이용하여 상기 홍채 이미지를 상기 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는, 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 장치.According to claim 1,
Further comprising a communication circuit configured to communicate with the server,
The processor,
Device for diagnosing a disease based on an iris image, characterized by transmitting the iris image to the server using the communication circuit.
서버와 통신하도록 구성된 통신 회로를 더 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 통신 회로를 이용하여 상기 서버로부터 상기 홍채 이미지의 분석 모델을 획득하는 것을 특징으로 하는, 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 장치.According to claim 1,
Further comprising a communication circuit configured to communicate with the server,
The processor,
Device for diagnosing a disease based on an iris image, characterized by obtaining an analysis model of the iris image from the server using the communication circuit.
상기 홍채 이미지를 분석함으로써 상기 홍채 이미지에서 질병과 연관된 패턴을 감지하는 단계; 및
상기 감지된 패턴에 대응하는 질병 정보를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 홍채 이미지에 기반한 질병의 진단 방법.Obtaining an iris image of the user using a camera;
Detecting a pattern associated with a disease in the iris image by analyzing the iris image; And
And outputting disease information corresponding to the detected pattern.
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---|---|---|---|---|
CN113456019A (en) * | 2021-08-09 | 2021-10-01 | 辽宁中医药大学附属第二医院 | Visual fatigue diagnosis and evaluation method based on iris line image |
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CN113456019B (en) * | 2021-08-09 | 2024-02-27 | 辽宁中医药大学附属第二医院 | Visual fatigue diagnosis and assessment method based on iris line image |
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