[發(fā)明專利]基于深度語義分割的真菌顯微圖像分割檢測(cè)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810866455.X
• 申請(qǐng)日: 2018-08-01
• 公開（公告）號(hào): CN110807754B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉越;呂曉華;曾紹群;田靚;程勝華;陳知行
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/10
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智;曹葆青

本發(fā)明公開了一種基于深度語義分割的真菌顯微圖像分割檢測(cè)方法及系統(tǒng)，所述方法包括：采集N幅真菌顯微圖像，剔除在所述N幅真菌顯微圖像中整幅全是黑色背景的圖像得到剩余圖像，并標(biāo)注出所述剩余圖像中的陽性區(qū)域得到標(biāo)注圖像；依據(jù)所述標(biāo)注圖像的信息對(duì)所述剩余圖像和所述標(biāo)注圖像進(jìn)行切片，生成所需的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集；以殘差網(wǎng)絡(luò)和空洞卷積模塊為網(wǎng)絡(luò)的主體骨架構(gòu)建深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，讀取所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)集訓(xùn)練生成用于分割檢測(cè)的目標(biāo)模型，以使用所述目標(biāo)模型對(duì)待檢測(cè)真菌顯微圖像進(jìn)行識(shí)別得到所述待檢測(cè)真菌顯微圖像的真菌致病相的分割結(jié)果。通過本發(fā)明能夠?qū)⒅虏∠嗟木z結(jié)構(gòu)從圖像中分割并精準(zhǔn)定位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)療圖像處理領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于深度語義分割真菌顯微圖像中致病相結(jié)構(gòu)的分割檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

真菌感染在我國已是一類嚴(yán)重影響到人們身體健康的重大疾病，醫(yī)療單位對(duì)真菌感染診療能力亟待提高，特別是急需采用新的科技方法準(zhǔn)確、高效地對(duì)病原菌進(jìn)行檢測(cè)。

目前真菌檢測(cè)的主要技術(shù)包括直接鏡檢、真菌培養(yǎng)以及培養(yǎng)檢查。其中直接鏡檢作為經(jīng)典的真菌檢驗(yàn)方法之一，具有陽性率高，報(bào)告快的優(yōu)勢(shì)。醫(yī)護(hù)人員需要在顯微鏡的視場(chǎng)中對(duì)于樣本進(jìn)行觀察和判斷，如果在顯微圖像中發(fā)現(xiàn)有致病相的菌絲成分，即可診斷為真菌感染。但此方法要求操作者需要有豐富的檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)菌量少、背景成分復(fù)雜的檢驗(yàn)標(biāo)本容易出現(xiàn)漏報(bào)、誤報(bào)。相對(duì)于目前已有的自動(dòng)生化檢測(cè)設(shè)備相比，人工真菌鏡檢有著人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，結(jié)果主觀判斷程度高的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種基于深度語義分割的真菌顯微圖像分割檢測(cè)方法及系統(tǒng)，由此解決傳統(tǒng)人工真菌鏡檢存在的人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，結(jié)果主觀判斷程度高的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種基于深度語義分割的真菌顯微圖像分割檢測(cè)方法，包括：

采集N幅真菌顯微圖像，剔除在所述N幅真菌顯微圖像中整幅全是黑色背景的圖像得到剩余圖像，并標(biāo)注出所述剩余圖像中的陽性區(qū)域得到標(biāo)注圖像，N為正整數(shù)；

依據(jù)所述標(biāo)注圖像的信息對(duì)所述剩余圖像和所述標(biāo)注圖像進(jìn)行切片，生成所需的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集；

以殘差網(wǎng)絡(luò)和空洞卷積模塊為網(wǎng)絡(luò)的主體骨架構(gòu)建深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，讀取所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)集訓(xùn)練生成用于分割檢測(cè)的目標(biāo)模型，以使用所述目標(biāo)模型對(duì)待檢測(cè)真菌顯微圖像進(jìn)行識(shí)別得到所述待檢測(cè)真菌顯微圖像的真菌致病相的分割結(jié)果。

優(yōu)選地，所述依據(jù)所述標(biāo)注圖像的信息對(duì)所述剩余圖像和所述標(biāo)注圖像進(jìn)行切片，生成所需的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，包括：

確定訓(xùn)練數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸；

對(duì)于剩余圖像中不含陽性結(jié)構(gòu)的第一目標(biāo)圖像，提取所述第一目標(biāo)圖像中的前景圖像，并在所述前景圖像中隨機(jī)取若干個(gè)點(diǎn)，以取出的各點(diǎn)為中心，在所述第一目標(biāo)圖像中截取所述標(biāo)準(zhǔn)尺寸大小的圖像，作為第一訓(xùn)練數(shù)據(jù)，同時(shí)生成若干張像素值為全0的所述標(biāo)準(zhǔn)尺寸大小的圖像，作為所述第一訓(xùn)練數(shù)據(jù)的監(jiān)督標(biāo)簽；

對(duì)于剩余圖像中含陽性結(jié)構(gòu)的第二目標(biāo)圖像，對(duì)于所述第二目標(biāo)圖像中的致病相區(qū)域，在所述第二目標(biāo)圖像對(duì)應(yīng)的標(biāo)注圖像中的高亮區(qū)域中隨機(jī)選取若干個(gè)點(diǎn)，以選取的各點(diǎn)的坐標(biāo)為中心坐標(biāo)，在所述第二目標(biāo)圖像中截取尺寸為所述標(biāo)準(zhǔn)尺寸大小的圖像，作為第二訓(xùn)練數(shù)據(jù)，在所述第二目標(biāo)圖像對(duì)應(yīng)的標(biāo)注圖像中截取尺寸為所述標(biāo)準(zhǔn)尺寸大小的圖像，作為所述第二訓(xùn)練數(shù)據(jù)的監(jiān)督標(biāo)簽；

對(duì)于所述第二目標(biāo)圖像中的非致病相區(qū)域，提取所述第二目標(biāo)圖像的前景圖像，根據(jù)所述第二目標(biāo)圖像對(duì)應(yīng)的標(biāo)注圖像的標(biāo)記信息將所述第二目標(biāo)圖像的前景圖像中的致病相前景區(qū)域去除，在剩下的前景區(qū)域中隨機(jī)取若干個(gè)點(diǎn)，以選取的各點(diǎn)的坐標(biāo)為中心坐標(biāo)，在所述第二目標(biāo)圖像中截取尺寸為所述標(biāo)準(zhǔn)尺寸大小的圖像，作為第三訓(xùn)練數(shù)據(jù)，在所述第二目標(biāo)圖像對(duì)應(yīng)的標(biāo)注圖像中截取尺寸為所述標(biāo)準(zhǔn)尺寸大小的圖像，作為所述第三訓(xùn)練數(shù)據(jù)的監(jiān)督標(biāo)簽；