Yapay görme sistemlerinde epiretinal implantlara yönelik görüntü işleme ve sinirsel uyartım modelinin geliştirilmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2012

Öğrenci: MUSTAFA ÖZDEN

Danışman: İRFAN KARAGÖZ

Özet:

Biyolojik retinanın modellenmesi görme fonksiyonunun restorasyonunu amaçlayan yapay görme sistemleri için oldukça önemlidir. Bunun yanında, retinanın elektriksel uyartımının uygun bir şekilde sağlanması da görsel algı kalitesinin iyileştirilmesi için gereklidir. Literatürde, görüntü içeriğini dikkate almayan, retinayı tek katmanlı bir yapı olarak modelleyen Gauss farkları (DOG) filtresi tabanlı retina modelleri ve klasik elektrot uyartımı için çeşitli yöntemler yer almaktadır. Bu tez çalışmasının ilk kısmında, bu yaklaşımlara alternatif olarak geliştirilen, görüntü verisinin istatistiksel özelliklerini kullanan ve uzaysal-zamansal filtreleme işlemi yapan lokal adaptif yapıya sahip iki aşamalı yapay retina modeli (3D-ADOG) sunulmuştur. Modelin performansı, ateşleme sayısı ve ateşleme aralıkları tabanlı görüntü oluşturma yaklaşımları kullanılarak istatistiksel parametreler açısından standart DOG filtre tabanlı retina modeli ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca, 3D-ADOG modelinin normal gören katılımcılarla gerçek zamanlı olarak test edilebilmesi için DaVinci platformu tabanlı bir simülasyon sistemi geliştirilmiş ve elde edilen sonuçlar sunulmuştur. Tez çalışmasının ikinci kısmında, retinanın elektriksel uyartımı sırasındaki elektrot etkileşimlerini en aza indirmek için Uzaysal-Zamansal Elektrot Eşleştirme ve Lokal Serpiştirmeli Uyartım (STEMLIS) yöntemi geliştirilmiştir. Geliştirilen elektrot uyartım yöntemi fosfen tabanlı görüntü oluşturma yaklaşımı kullanılarak klasik elektrot uyartım yöntemi ile görsel ve istatistiksel parametreler kullanılarak karşılaştırılmıştır. Sayısal karşılaştırmalara ilave olarak normal gören katılımcılar yardımı ile yöntemin performansı görsel kalite açısından değerlendirilmiştir. İmplant sistemlerinin bütünleyici bir parçası olarak düşünülen ve bu tez çalışmasında retina implant sistemleri için özgün olarak geliştirilen bir implant programlama arayüzüne de yer verilmiştir. Tez çalışmasındaki görsel ve sayısal sonuçlar değerlendirilerek 3D-ADOG yapay retina modeli ile STEMLIS yönteminin yapay görme sistemlerinin gelişimine katkı sağlayacağı sonucuna varılmıştır.