[發明專利]一種基于目標檢測神經網絡的骨盆參數自動測量方法

在審

• 申請號: 202010915043.8
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112365438A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 潘奕彤;秦飛巍
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G16H50/20;G06N3/08;G06N3/04
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

1.一種基于目標檢測神經網絡的骨盆參數自動測量方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1、對獲得的X光側位影像圖進行預處理，并對預處理后的X光側位影像圖進行標注，獲得所需的X光側位影像圖的數據集；

步驟2、采用基于目標檢測的方法，使用EfficientDet模型在步驟1獲取的數據集上進行訓練，得到訓練好的EfficientDet模型；

步驟3、對待檢測X光側位影像圖進行如步驟1中的預處理及變換，然后送入訓練所得的EfficientDet模型進行預測，設置閾值對預測結果進行篩選，得到骶1椎體上緣線候選框與股骨頭候選框；

步驟4、根據骶1椎體上緣線候選框與股骨頭候選框的坐標，計算骨盆參數SS、PT、PI；進行步驟1中坐標變換的逆過程，將骨盆參數及計算中所需關鍵點、線繪制在完整的原尺寸X光側位影像圖上，完成骨盆參數的自動測量。

2.根據權利要求1所述的一種基于目標檢測神經網絡的骨盆參數自動測量方法，其特征在于所述的預處理包括亮度調整、對比度調整。

3.根據權利要求1所述的一種基于目標檢測神經網絡的骨盆參數自動測量方法，其特征在于所述的標注實現如下：以骶1椎體上緣為對角線作矩形框，并將矩形框作為骶1椎體上緣線標簽；以股骨頭為內切橢圓作矩形框，并將該矩形框作為股骨頭標簽；將X光側位影像圖按指定比例縮小，進行上下2等分，取下1/2部分為下半身影像圖。

4.根據權利要求3所述的一種基于目標檢測神經網絡的骨盆參數自動測量方法，其特征在于對下半身影像圖對應的標簽文件中的坐標進行相應映射變換，具體實現如下：對所有y坐標，減去原尺寸圖片高度的1/2，然后對所有x、y坐標按步驟1中指定比例進行縮小處理。

5.根據權利要求3所述的一種基于目標檢測神經網絡的骨盆參數自動測量方法，其特征在于步驟4具體操作如下：

4-1.將骶1椎體上緣線候選框與股骨頭候選框記錄為文本文件；

對骶1椎體上緣線候選框與股骨頭候選框，分別記錄1個文本文件，文本文件中的每一行記錄一個候選框內容，該內容包括：圖片文件名、候選框置信度、xmin、ymin、xmax、ymax，且內容之間以空格分隔；

其中，(xmin，ymin)，(xmax，ymax)分別用于表示候選框左上與右下坐標；

對單張下半身影像圖，骶1椎體上緣線候選框的文本文件中記錄1個候選框結果，股骨頭候選框的文本文件中記錄1至2個候選框結果；

4-2.根據文本文件記錄的坐標計算關鍵點；

對單張下半身影像圖，記骶1椎體上緣線左上端點為

P₀(x₀，y₀)

骶1椎體上緣線右下端點為

P₁(x₁，y₁)

股骨連線中心為

P₂(x₂，y₂)

骶1椎體上緣線中心坐標為

P₃(x₃，y₃)

當股骨頭候選框為兩個時，兩候選框中心分別為

P₄(x₄，y₄)，P₅(x₅，y₅)

當股骨頭候選框唯一，即記錄股骨頭候選框的文本文件中該圖僅對應一個候選框坐標，則視該下半身影像圖為P₄與P₅坐標相同；

將記錄骶1椎體上緣線候選框的文本文件中的候選框坐標記作：

(xmin₀，ymin₀)，(xmax₀，ymax₀)

得到：

P₀(xmin₀，ymin₀)

P₁(xmax₀，ymax₀)

當股骨頭候選框為兩個時，將記錄股骨頭候選框的文本文件中該圖對應的2個候選框坐標分別記作：

(xmin₁，ymin₁)，(xmax₁，ymax₁)

(xmin₂，ymin₂)，(xmax₂，ymax₂)

當股骨頭候選框唯一時，則該圖(xmin₁，ymin₁)，(xmax₁，ymax₁)與(xmin₂，ymin₂)，(xmax₂，ymax₂)相同，將記錄股骨頭候選框的文本文件中該圖對應的1個候選框坐標作為這兩組坐標的值；

得到：

4-3.計算骨盆參數

使用以上關鍵點坐標計算三個骨盆參數：

SS參數：

PT參數：

PI參數：

PI＝SS+PT

4-4.坐標逆變換與結果繪制

對所有x、y坐標進行按步驟1中指定比例進行放大處理，并對所有y坐標與原尺寸圖片高度1/2相加處理；將骨盆參數計算結果及計算過程中所涉及關鍵點、線繪制在完整的原尺寸X光側位圖像上。