[發(fā)明專利]胎盤植入B超圖像特征提取與驗證方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910083862.8
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109903271B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設計）人: 朱丹紅;張棟;胡展瑞;陳俞錦
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06V10/77;G06V10/774;G06V10/764;G06K9/62
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發(fā)明涉及一種胎盤植入B超圖像特征提取與驗證方法，首先將已標注分類的胎盤植入B超圖像數(shù)據(jù)集分為訓練集合和測試集合；接著構建B超圖像訓練數(shù)據(jù)集的列向量數(shù)據(jù)矩陣，計算均值向量；然后依次通過均值向量，計算數(shù)據(jù)矩陣的協(xié)方差矩陣，計算協(xié)方差矩陣的特征值，選取主成分，建立變換矩陣，根據(jù)變換矩陣，建立訓練數(shù)據(jù)集圖像的特征子空間投影，實現(xiàn)B超圖像的特征提取；接著計算測試數(shù)據(jù)集圖像在特征子空間上的投影，采用最小距離法獲取測試B超圖像的分類；最后判別測試圖像分類的正確性用以驗證特征提取。本發(fā)明有助于后續(xù)通過機器學習方法對小樣本B超圖像集合的進一步學習。

技術領域

本發(fā)明涉及婦產(chǎn)醫(yī)學領域，特別是一種胎盤植入B超圖像特征提取與驗證方法。

背景技術

胎盤作為胎兒呼吸、營養(yǎng)吸收、代謝與排泄的重要介質，擔負著母體與胎兒之間物質交換的重任。由此可見，胎盤的疾病將直接影響到子宮內胎兒的生長與發(fā)育，甚至關乎安危。胎盤植入是一種產(chǎn)科危重而少見的并發(fā)癥，是胎盤絨毛侵入到子宮肌層，導致在第三產(chǎn)程胎盤植入部分不能正常自行剝離，將引起生產(chǎn)孕婦大量出血、子宮穿透、休克、進而引發(fā)感染甚至導致死亡。胎盤植入又經(jīng)常伴隨著胎盤前置同時發(fā)生，胎盤前置又可分類為低置胎盤、邊緣性前置胎盤、完全性前置胎盤、中央性前置胎盤四種類型。

通過產(chǎn)前B超檢測胎盤植入，對于高危孕產(chǎn)婦是必不可少的。但當前胎盤植入的產(chǎn)前檢測基本依賴于醫(yī)師的主觀經(jīng)驗，具有相當?shù)木窒扌?。目前缺少對于胎盤植入B超的機器識別技術。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種胎盤植入B超圖像特征提取與驗證方法，能夠有效對胎盤植入B超的圖像特征進行提取，為醫(yī)生的后續(xù)判斷提供幫助。

本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn)：一種胎盤植入B超圖像特征提取與驗證方法，具體包括以下步驟：

步驟S1：將包含標注分類信息的胎盤植入B超圖像數(shù)據(jù)集分為訓練集和測試集；

步驟S2：構建數(shù)據(jù)矩陣：將訓練集的每幅B超圖像寫成列向量形式并排列成數(shù)據(jù)矩陣，計算列向量的均值；

步驟S3：通過均值向量將數(shù)據(jù)矩陣中心化，計算協(xié)方差矩陣；

步驟S4：計算協(xié)方差矩陣的特征值，選取最大的K個特征值，計算對應的特征向量，并將其排列成變換矩陣；

步驟S5：根據(jù)變換矩陣的正交向量構建特征子空間基向量，使訓練集中的每幅B超圖像都向其投影并對應于子空間的一點，實現(xiàn)特征提??；

步驟S6：選取測試集中的B超圖像并計算其在特征子空間上的投影；

步驟S7：采用最小距離法遍歷訓練集找到與測試集中對應B超圖像在特征子空間上投影坐標最近的圖像，獲得該圖像在訓練集中的分類，對應為測試集中對應B超圖像的類別；

步驟S8：判別測試集中B超圖像分類的正確性用以驗證特征提取。

進一步地，步驟S1中，預先提取胎盤植入B超圖像的ROI(region of interest)區(qū)域，選出胎盤區(qū)域作為圖像數(shù)據(jù)。

進一步地，步驟S2具體為：將訓練集中的B超圖像由二維數(shù)組轉化成列向量X_i并排列成數(shù)據(jù)矩陣X＝(X₁，X₂，...，X_n)；其中，列向量均值μ的計算公式為：

進一步地，步驟S3中，通過均值向量將數(shù)據(jù)矩陣中心化，計算協(xié)方差矩陣：

C＝(X₁-μ，x₂-μ，...x_n-μ)

式中，C表示去中心化后的數(shù)據(jù)矩陣，μ為列向量均值，Σ為協(xié)方差矩陣。