|
|
Theoretical and Experimental Determination of the Amount of Information in Human Ocular Biometric Characteristics
Semerád, Lukáš ; Smolík, Luděk (referee) ; Thorhallsson, Torfi (referee) ; Drahanský, Martin (advisor)
Cílem této práce je navrhnout způsob a vyčíslit množství biometrické entropie v sítnici lidského oka. Jinými slovy se tato práce snaží určit, jak moc unikátní tento biometrický rys je a zda je zajištěna univerzálnost v lidské populaci. V první části je uvedeno, jak oko funguje s přihlédnutím zejména k sítnici. Jsou zde také zmíněny fyziologické základy tvorby cév v sítnici, na kterých je pak biometrické rozpoznávání v další části práce založeno. Představeny jsou také oftalmologické přístroje, navržené výzkumnou skupinou STRaDe. V další části je čtenář seznámen s nejběžnějšími onemocněními sítnice, které se projevují vizuální změnou této části těla, a tudíž i ovlivňují možnosti správného rozpoznávání. Jsou také uvedeny algoritmy, kterými lze zmíněná onemocnění detekovat. Ve čtvrté části je představen nástroj pro generování syntetických sítnic, který lze využít například pro tvorbu databází pro testování dalších algoritmů. Následující část pojednává o statistickém vyhodnocení bodů a vlastností sítnice, ze kterých posléze vychází teoretický vzorec pro výpočet na začátku zmíněné biometrické entropie sítnice. V závěrečné fázi je nastíněno několik principů, kterými je možné zmíněný teoretický vzorec vyčíslit, aby se dalo stanovit, jak unikátní zmíněný biometrický rys je. Práce by díky zjištěním mohla sloužit pro důkaz unikátnosti biometrických zařízení, založených na snímání sítnice, které v současné době nejsou zatím příliš rozšířeny.
|
|
|
Automated Retinal Images Quality Assessment Using Machine Learning
Mikheda, Vladislav ; Vaško, Marek (referee) ; Kavetskyi, Andrii (advisor)
This work focuses on solving the problem of retinal image quality assessment. When diagnosing a disease, physicians focus on the quality of individual anatomical structures of the retina, according to which the diagnosis is made. The aim of this work is to design and implement a program for automated quality assessment of retinal images based on anatomical structures using neural networks. Overall six neural networks were developed and implemented to solve the abovementioned problem. Three of them were to segment individual anatomical structures of the retina, and three others were meant to evaluate images based on the quality of the segmented structure. Testing of each neural network separately, as well as testing of the entire program, was performed. The model allows the evaluation of the quality of retinal images based on the anatomical structures.
|
|
|
Design of a simulator for studying eye friction and lubrication
Snopek, Lukáš ; Horák, Zdeněk (referee) ; Vrbka, Martin (advisor)
This work deals with the design of a tribometer, which simulates the interaction between the human eye and the eyelid, and simultaneously measures the friction between them and the thickness of the tear film. The tribometer will be used for research and development of artificial tears based on hyaluronic acid. The aim of the work was to design experimental conditions, conceptual and design solutions, as well as to ensure the production, assembly, and validation of the device. The experimental conditions were determined based on critical research. Four different conceptual solutions were proposed, of which two were selected for further development in the design solution. Based on the engineering documentation, the production of non-standardized components and assembly were ensured. Validation experiments demonstrated that the simulator enables the measurement of friction and tear film thickness at the contact area under the desired conditions, with both conforming and non-conforming types of contact. The contribution of this work lies in the construction of a new device that allows for measuring the coefficient of friction and film thickness during conforming contact, offering new opportunities in the study of human eye biotribology.
|
|
|
Enhancement of a mechanical eye model setup for IOL testing
Dvořák, Ferdinand ; BSc, Andrea Balz (referee) ; BSc, Lukas Traxler, (advisor)
Cataract is the most common cause of blindness. The only way to treat it is the cataract surgery during which the affected crystalline lens is destroyed and removed from the eye and replaced with an implantable intraocular lens. After the cataract surgery, a displacement of the intraocular lens from its aligned position happens in some cases. The lenses may be of several designs and their properties are subject to regulatory standards. These standards, however, do not include testing of the postoperative displacement of the lens. For this purpose, an optomechanical eye model setup was previously developed to enable measuring of the wavefront aberrations of the intraocular lenses. As this setup does not perfectly mimic the physiology of the human eye and the manipulation with it may sometimes introduce unwanted errors, the objective of this thesis is to fight the above-mentioned imperfections and develop a new, enhanced eye model setup which will address these.
|
|
|
Automatic Detection of Eye Retinal Pathologies
Tlustoš, Vít ; Beran, Vítězslav (referee) ; Drahanský, Martin (advisor)
Cílem této práce je navrhnout a vyvinout systém, který automaticky odhalí vybrané patologie nacházející se na snímcích sítnice lidského oka. Sítnice jako jediný orgán v těle obsahuje světlocitlivé buňky potřebné k vidění. Proto, aby byla léčba onemocnění sítnice úspěšná je klíčové jeho včasné zachycení a přesné určení rozsahu. Navržený systém automaticky k dodanému snímku vygeneruje segmentační masky reprezentující výskyt jednotlivých patologií. Výsledek je poté prezentován uživateli. O samotné vyhodnocení se stará konvoluční neuronová síť jejímž základem je architektura U-Net. Síť byla natrénovaná na datasetu Indian Diabetic Retinopathy Image Dataset zkráceně IDRiD, který obsahuje 81 snímků sítnice a k nim příslušících anotací. Úspěšnost navrhovaného systému byla stanovena pomocí AUC-PR skóre (plocha pod precision-recall křivkou). Segmentace tvrdých exsudátů, měkkých exsudátů, hemoragií a mikroaneuryzmat dosáhla hodnot AUC-PR 74%, 50%, 45% a 33%, v daném pořadí. Tato práce přináší inovativní architekturu, která má v případě dalšího rozvoje potenciál být využita oftalmology pro diagnostiku a stanovení rozsahu onemocnění sítnice oka.
|
|
|
The Evolution and Functional Role of the Colour of Iris in Humans, Its Biological Role, and Cross-Cultural Perception
Kočnar, Tomáš ; Kleisner, Karel (advisor) ; Windhager, Sonja (referee) ; Wacewicz, Slawomir (referee)
The human eye is a conspicuous and unique component of facial appearance. From other mammalian eyes it is set apart mainly by its unusual shape, visible white sclera, and a wide range of iris colours, which is something unique within a single species. Whether alone or in the context of the face as a whole, eye colour is an underexplored area within research into the perception of various personality traits. In this thesis, the author first reviews the physiological factors connected with eye colour and reported correlations between eye colour and different psychological and behavioural conditions. This is followed by an investigation of a possible relationship between eye colour and perceived dominance and attractiveness. The first and second study examines whether and to what extent eye colour is associated with facial morphology responsible for perceived dominance. The results are ambiguous. A cross-cultural comparison in the third study revealed that faces with blue eyes are judged as more attractive only in populations where individuals with darker eyes predominate. It is thus discussed whether this population-specific pattern is the consequence of a negative frequency-dependent selection that may have contributed to the present-day eye colour diversity. In short, the aim of this thesis was to...
|
|
|
Retinal Blood Vessel Segmentation
Nemčeková, Barbora ; Drahanský, Martin (referee) ; Kavetskyi, Andrii (advisor)
The retina is an important part of the human eye. Incident light is processed here and moreover, it plays an essential role in diagnosing various diseases. Its early diagnostics can prevent serious consequences, such as blindness. The most common retinal diseases include diabetic retinopathy, as a consequence of diabetes, and age-related macular degeneration. Automatic retinal vessels segmentation facilitates and speeds up the work of an ophthalmologist. This work focuses on retinal blood vessels segmentation and its further classification into thin and thick vessels. The proposed algorithm is based on morphological operations, k-means clustering, and Frangi's algorithm. Evaluation of the proposed method was performed on two publicly available datasets - Drive and HRF. The results obtained represent 69,89 % for sensitivity, 91,55 % for specificity, and 88,63 % for accuracy. Division of the vessels shows, that on average 21,50 % vessels pixels belong to thick vessels and the rest 78,50 % belong to thin vessels.
|
|
|
Generation of Synthetic Retinal Images with High Resolution
Aubrecht, Tomáš ; Heidari, Mona (referee) ; Drahanský, Martin (advisor)
K pořízení snímků sítnice, která představuje nejdůležitější část lidského oka, je potřeba speciálního vybavení, kterým je fundus kamera. Z tohoto důvodu je cílem této práce navrhnout a implementovat systém, který bude schopný generovat takovéto snímky bez použítí této kamery. Navržený systém využívá mapování vstupního černobílého snímku krevního řečiště sítnice na barevný výstupní snímek celé sítnice. Systém se skládá ze dvou neuronových sítí: generátoru, který generuje snímky sítnic, a diskriminátoru, který klasifikuje dané snímky jako reálné či syntetické. Tento systém byl natrénován na 141 snímcích z veřejně dostupných databází. Následně byla vytvořena nová databáze obsahující více než 2,800 snímků zdravých sítnic v rozlišení 1024x1024. Tato databáze může být použita jako učební pomůcka pro oční lékaře nebo může poskytovat základ pro vývoj různých aplikací pracujících se sítnicemi.
|
|
|
Detection of pathologies in retinal images
Mesíková, Klaudia ; Kolář, Radim (referee) ; Vičar, Tomáš (advisor)
The goal of this thesis is to design and implement software for the detection of diabetes mellitus symptoms from the image of the human eye retina. Diabetic retinopathy is the most common disease affecting the retina. Pathologies connected with this disease can lead to partial or complete blindness. For the detection of pathological symptoms is important to correctly detect some parts of the eye retina such as optic disc and blood vessels. These can cause a problem with the identification of disease. After removing the optic disc and blood vessels, the pathology object is being detected.
|
|
|
Reconstruction of Extracted Bloodstream in Images of Retinas
Kozel, Vojtěch ; Drahanský, Martin (referee) ; Semerád, Lukáš (advisor)
Retinal bloodstream plays a significant role in many specializations. In medicine, retinal images are used for automatic disease diagnosis. The blood vessel tree is unique for each individual, and as such this feature is often used in biometric systems for person-recognition. Healthy individuals possess consistent retinas throughout their life, however, there are many reasons why retinal changes may occur. The most common reason for physical changes is disease. In such cases problems arise in automated processing of retina images. These problems may also lie with retinal scans errors or blood vessel extraction algorithm error. This thesis describes reasons why segmented blood vessels are interrupted. Main goal of this thesis is to create a program which can automatically locate interrupted vessel segments and reconstruct them. The program is implemented in Java with OpenCV library.
|
guest ::
