[發明專利]消化道膠囊內窺鏡視頻鉤蟲圖像計算機自動檢測方法

有效

• 申請號: 201610097448.9
• 申請日: 2016-02-22
• 公開（公告）號: CN105701833B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 吳曉;陳洪瀚;彭強
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/00;G06T5/10
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 張澎

1.一種消化道膠囊內窺鏡視頻鉤蟲圖像計算機自動檢測方法，將內窺鏡視頻圖像進行雙匹配濾波，檢測出可疑鉤蟲形狀的區域，同時，將不同尺度的匹配濾波檢測出的可疑鉤蟲區域進行多尺度乘積，去除噪聲，然后對可疑鉤蟲區域進行邊緣檢測，并對檢測到的邊緣進行平行曲線和中線檢測，再根據中線垂直切取可疑鉤蟲區域及周邊黏膜區域并拼接成拉伸管狀區域，對拉伸管狀區域提取灰度累計直方圖特征之后，最終采用Rusboost將可疑鉤蟲區域區分出鉤蟲，氣泡以及腸道褶皺，從而檢測出鉤蟲圖像，包括如下具體步驟：

S1：將視頻的每一幀圖像變換到灰度圖像后，利用多尺度雙匹配濾波器響應圖像計算公式進行多尺度雙匹配濾波，產生多個尺度參數的雙匹配濾波正響應圖像和負響應圖像；

S2：將多個尺度雙匹配濾波的正響應圖像進行多尺度乘積，得到多尺度正響應圖像，將多個尺度雙匹配濾波的負響應圖像進行多尺度乘積，得到多尺度負響應圖像；

S3：對多尺度正響應圖像和多尺度負響應圖像分別用最大類間方差法二值化，得到正響應二值化圖像和負響應二值化圖像；

S4：分別對正響應二值化圖像和負響應二值化圖像做Canny邊緣檢測，得到正邊緣圖像和負邊緣圖像；

S5：對正響應二值化圖像中的每一個二值區域尋找正邊緣圖像對應的邊緣，并對該邊緣用分段線性化平行線檢測法做平行曲線檢測和中線檢測,以及對負響應二值化圖像中的每一個二值區域尋找負邊緣圖像對應的邊緣，并對該邊緣用分段線性化平行線檢測法做平行曲線檢測和中線檢測；

S6：將正響應檢測到的平行線和中線以及負響應檢測到的平行線和中線合并，去除重復的平行線和中線，得到多組平行曲線和中線；

S7：對每一條中線，將一個旋轉矩形的中心沿著中線從一端往另一端移動，其旋轉角度等于中線經過的點的傾角，同時截取每個旋轉矩形區域的窺鏡圖像塊，并將截取的圖像塊旋轉回水平位置，然后將這些旋轉回水平位置的矩形圖像塊拼接到一起，最后將拼接得到的圖像塊變換到同樣的大小，形成拉伸管狀區域圖像塊；

S8：對拉伸管狀區域圖像塊的每一行像素的亮度求平均值，每行亮度平均值最后形成平均亮度直方圖；

S9：拉伸管狀區域圖像塊主要包括鉤蟲，氣泡和腸道褶皺，選取鉤蟲，氣泡和腸道褶皺拉伸管狀區域圖像塊的平均亮度直方圖作為特征,并采用Rusboost算法訓練識別模型，用于識別鉤蟲，氣泡和褶皺；

S10：如果一張膠囊內鏡圖中檢測到的拉伸管狀區域圖像塊被識別為鉤蟲類，則這張圖像被識別為鉤蟲圖像，否則為非鉤蟲圖像。

2.根據權利要求1所述的消化道膠囊內窺鏡視頻鉤蟲圖像計算機自動檢測方法，其特征在于，所述多尺度雙匹配濾波處理中，單個雙匹配濾波器計算公式為：

其中，σ為尺度參數，x和y為濾波器的像素坐標，L的值為9。

3.根據權利要求2所述的消化道膠囊內窺鏡視頻鉤蟲圖像計算機自動檢測方法，其特征在于，所述多尺度雙匹配濾波器響應圖像計算公式為：

r_i(x，y)＝m_i(x，y)*f(x，y)

其中，f(x，y)為膠囊內鏡圖像，r_i(x，y)是尺度i的匹配濾波器組卷積并平均得到的響應圖像，當進行正匹配濾波時，匹配濾波器響應圖像計算公式取正號K+(x，y)，負匹配濾波時取負號,K-(x，y)，其中m_i(x，y)為尺度i下的一組匹配濾波器，這一組匹配濾波器有多個旋轉匹配濾波器組合得到，每個旋轉匹配濾波器由單個匹配濾波器繞圖像中心點旋轉得到，旋轉計算公式為：

其中，x和y為單個未旋轉的匹配濾波器上每個像素的橫坐標和縱坐標，x＇和y＇為旋轉θ度后的匹配濾波器上的點的橫坐標和縱坐標，其中θ從0度以15度為間隔遞增到180度。