[發(fā)明專利]用于皮膚病診斷的光譜檢測系統(tǒng)和分類器模型構(gòu)建方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711450455.3
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108272437A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張周鋒;胡炳樑;于濤;張兆會;劉宏;杜劍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 楊引雪

1.用于皮膚病診斷的光譜檢測系統(tǒng)，包括計算機主機和控制器；其特征在于：還包括直線運動裝置、光譜成像儀、照明系統(tǒng)和支架；

控制器與直線運動裝置、光譜成像儀以及計算機主機均相連；

直線運動裝置安裝在支架上部，支架下部有足夠放置病人待診斷部位的空間；

光譜成像儀固定安裝在直線運動裝置上；

照明系統(tǒng)用于對病人待診斷部位進行均勻照明；

計算機主機上安裝有用于對皮膚疾病診斷的分類器模型，所述分類器模型是按照下述步驟構(gòu)建的：

步驟1、采集正常皮膚組織與病變皮膚組織的光譜圖像；

步驟2、對步驟1采集的光譜圖像進行預(yù)處理，以消除圖像噪聲及基線漂移的影響；

步驟3、對預(yù)處理后的光譜圖像進行標準化處理，包括裁剪圖像大小、去除圖像噪聲處理；

步驟4、將標準化處理后的光譜圖像作為原始皮膚數(shù)據(jù)，并劃分為訓(xùn)練集和測試集；

步驟5：構(gòu)建分類模型；

5.1對標準化處理后的所有樣本數(shù)據(jù)進行二階導(dǎo)數(shù)處理，獲取所述原始皮膚數(shù)據(jù)的一維光譜特征；

5.2將訓(xùn)練集輸入三維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，提取皮膚組織的光譜-圖像特征；

5.3將三維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)到的特征與步驟5.1得到的一維光譜特征進行特征融合，完成整個分類模型的構(gòu)建；

上述步驟5.1和5.2可并行進行；

步驟6、將測試集中的樣本輸入步驟5構(gòu)建好的分類器模型，得到皮膚疾病的分類結(jié)果并保存。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于皮膚病診斷的光譜檢測系統(tǒng)，其特征在于：還包括位于直線運動裝置下方并與其相對設(shè)置的載物臺。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于皮膚病診斷的光譜檢測系統(tǒng)，其特征在于：還包括與計算機主機相連的顯示器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的用于皮膚病診斷的光譜檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述光譜成像儀包括依次設(shè)置的前置成像光學(xué)系統(tǒng)、準直成像系統(tǒng)、光譜分光模塊、成像光學(xué)系統(tǒng)、面陣探測器、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于皮膚病診斷的光譜檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述光譜分光模塊采用棱鏡色散型光譜儀、光柵色散型光譜儀或者棱鏡光柵型光譜儀。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的用于皮膚病診斷的光譜檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述照明系統(tǒng)通過連接件固定在所述光譜成像儀上。

7.用于皮膚病診斷的分類器模型構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、采集正常皮膚組織與病變皮膚組織的光譜圖像；

步驟2、對步驟1采集的光譜圖像進行預(yù)處理，以消除圖像噪聲及基線漂移的影響；

步驟3、對預(yù)處理后的光譜圖像進行標準化處理，包括裁剪圖像大小、去除圖像噪聲處理；

步驟4、將標準化處理后的光譜圖像作為原始皮膚數(shù)據(jù)，并劃分為訓(xùn)練集和測試集；

步驟5：構(gòu)建分類模型；

5.1對標準化處理后的所有樣本數(shù)據(jù)進行二階導(dǎo)數(shù)處理，獲取所述原始皮膚數(shù)據(jù)的一維光譜特征；

5.2將訓(xùn)練集輸入三維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，提取皮膚組織的光譜-圖像特征；

5.3將三維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)到的特征與步驟5.1得到的一維光譜特征進行特征融合，完成整個分類模型的構(gòu)建；

上述步驟5.1和5.2可并行進行；

步驟6、將測試集中的樣本輸入步驟5構(gòu)建好的分類器模型，得到皮膚疾病的分類結(jié)果并保存。