خط معالجة صور قاع العين، ومحرك محلي مشفّر للبيانات الحيوية
معالجة الصور والإشارات الحيوية · رؤية حاسوبية قابلة للتكرار وأمن محلي للبيانات الحيوية
خط معالجة يعزل الأوعية الدموية في صور قاع العين، يقترن بمحرك محلي مشفّر لسجلات البيانات الحيوية والجداول. هذا النظام ليس جهازاً طبياً، ولا يُقصد استخدامه للتشخيص السريري.
التحدي التشغيلي
تعاني صور قاع العين من ضوضاء حساس الكاميرا المختلطة (Poisson-Gaussian) المرتبطة بالإشارة ومن تفاوت الإضاءة الكروية. ويتطلب عزل شجرة الأوعية الدموية الدقيقة واستخراج متجهات الخصائص خط معالجة رياضياً حتمياً يُنتج أقنعة تجزئة متطابقة بتاً ببت عبر مختلف المعماريات دون أي اعتماد على واجهات سحابية خارجية.
وبالاقتران مع محرك محلي لجدولة البيانات الحيوية والأدوية، يجب حفظ جميع السجلات الحساسة ومخرجات المعالجة مشفّرةً محلياً على مستوى صفحات التخزين دون إرسال أي بايت عبر الشبكة الخارجية.
- ضوضاء الحسّاس
- تثبيت تباين الضوضاء عبر تحويل Anscombe المعمَّم ومعكوسه الدقيق
- عزل الأوعية
- تحويلات Top-Hat المورفولوجية ومرشّح Frangi للقيم الذاتية لمصفوفة Hessian
- قابلية التكرار
- نتائج متطابقة بتاً ببت وفق معيار IEEE 754 عبر مختلف المعالجات
- الأمن المحلي
- تشفير موثّق AES-256-GCM على مستوى الصفحات دون أي اتصال شبكي
المعمارية الهندسية
خط معالجة عددي مبني من المبادئ الأولية
تُنفَّذ عمليات الترشيح المكاني، وتثبيت تباين الضوضاء، والتحويلات المورفولوجية، وتفكيك المصفوفات مباشرة فوق مصفوفات ذاكرة متصلة متعددة الأبعاد؛ لتعمل محلياً بالكامل دون أي واجهات سحابية أو مكتبات خارجية مغلقة.
قابلية تكرار مطابقة للبت عبر مختلف المعالجات
يلتزم خط المعالجة بالفاصلة العائمة بصرامة بمعيار IEEE 754؛ مما ينتج أقنعة تجزئة للأوعية الدموية ومتجهات خصائص متطابقة بتاً ببت عبر مختلف معماريات المعالجات.
تمرّ بيانات حساس الكاميرا الخام لشبكية العين بمرحلة تثبيت الضوضاء عبر تحويل Anscombe ومعادلة التباين للقناة الخضراء، ثم المرشّحات المورفولوجية وتحليل القيم الذاتية لمصفوفة Hessian لعزل شجرة الأوعية الدموية بدقة متطابقة بتاً ببت، وحفظ المخرجات محلياً داخل خزنة مشفّرة على مستوى الصفحات بتشفير AES-256-GCM دون أي اتصال بالشبكة.
معالجة الإشارات والأمن المحلي
تثبيت ضوضاء الحسّاس ومعادلة التباين التكيفية
يحوّل نموذج Anscombe المعمَّم ضوضاء حساس الكاميرا (CMOS) المختلطة والمرتبطة بالإشارة إلى ضوضاء غاوسية متجانسة التباين مع تطبيق معكوسه الدقيق غير المنحاز، ثم تُستخلص القناة الخضراء وتُحسَّن عبر معادلة المدرج التكراري التكيفية محدودة التباين (CLAHE) مع استيفاء ثنائي الخطوط بين البلاطات.
عزل شجرة الأوعية الدموية متعددة المقاييس
تُعزل شجرة الأوعية الدموية في الشبكية عبر دمج تحويلات Top-Hat المورفولوجية الخطية بعدة زوايا مع مرشّح Frangi متعدد المقاييس لإبراز الأوعية، استناداً إلى التحليل الرياضي للقيم الذاتية لمصفوفة الانحناء الموضعي (Hessian 2×2).
محرك محلي مشفّر للبيانات الحيوية ومواعيد الأدوية
تُدار السجلات الحيوية وجداول مواعيد الأدوية عبر محرك محلي معزول يشفّر كل صفحة تخزين بتشفير موثّق (AES-256-GCM)، ويشغّل آلات حالة جدولة محلية حتمية دون إرسال أي بيانات عبر الشبكة.
التحقق والاعتمادية المقيسة
مجموعة تحقق عددية مكتفية بذاتها تولّد أثناء الاختبار نماذج اصطناعية لشبكية العين: أشجار أوعية بمنحنيات Bézier، وبقعاً غاوسية، وضوضاء حسّاس Poisson-Gaussian معايَرة.
تقيس الاختبارات الآلية تحسّن نسبة الإشارة إلى الضوضاء، وتشترط معامل تشابه Dice أعلى من 0.92 مقابل أقنعة مرجعية اصطناعية، وتتحقق من الثبات تحت الدوران، دون الحاجة إلى أي مجموعة صور خارجية.