[發明專利]一種基于對抗噪聲的弱視檢測方法

有效

• 申請號: 202011536368.1
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112674709B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 蘭海;魏憲;胡建民;宗佳旭;郭杰龍;唐曉亮;戴炳發;莊子豪
• 申請（專利權）人: 泉州裝備制造研究所
• 主分類號: A61B3/032
• 分類號: A61B3/032
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 田亞琪

本發明公開了一種基于對抗噪聲的弱視檢測方法，通過將不同類型的噪聲疊加在視標圖像上，從而獲得不同類型弱視患者對各類噪聲的敏感性，并通過機器學習的方法訓練上述數據，得到弱視分類模型，進而在采集了弱視患者的疊加噪聲的視標級數后，能夠通過弱視分類模型得到該弱視患者的弱視分類結果；本發明能夠對弱視患者的病變檢測更加透徹，提高確診的精度。

技術領域

本發明屬于計算機視覺和眼科學的技術領域，具體涉及一種基于對抗噪聲的弱視檢測方法。

背景技術

弱視早檢查/早干預非常重要，因而視功能準確檢查對于弱視患者來說至關重要。弱視的診斷通常包括常規的視力、外眼、眼前節與眼底檢查、視力檢查以及顱腦視路電生理檢查等?；谝暳Ρ淼臋z測速度快、效率高，便于操作且對患者無任何副作用，被廣泛應用于各類視障疾病的初級篩查，如標準對數遠視力表對視力的檢測，或是色盲測試本對于色盲患者的檢查均采用這一原理。對于弱視的檢測，基于Denis G.Pelli提出的噪聲模型所設計出的噪聲雙視力表能夠利用噪聲處理能力的不同將弱視者和正常者區分開來，可作為常規視力檢查的有益補充，實現弱視的臨床初步篩查和診斷。

噪聲雙視力表通過向普通視力表中添加噪聲，借助被測試者對噪聲視覺效果和處理能力將弱視者與普通人區分開來，并且通過噪聲視力表中噪聲的加載不同程度來檢測弱視患者的嚴重程度。但噪聲雙視力具有以下問題和缺點：噪聲雙視力表只使用了白噪聲作為外部噪聲的來源，無法通過噪聲類型的改變對視神經中的缺陷進行更進一步的研究。并且其視標固定、測試功能單一、僅支持黑白視標等缺點限制其在更深層次研究上的應用，在此基礎上，我們使用深度學習中的對抗攻擊方法來生成不同類型的現實場景多種色彩的噪聲，并將該算法用于臨床檢測以驗證其效果，為弱視的病因及機理的深入研究提供技術手段。

發明內容

本發明提供了一種基于對抗噪聲的弱視檢測方法，能夠對弱視患者的病變檢測更加透徹，提高確診的精度。

實現本發明的技術方案如下：

一種基于對抗噪聲的弱視檢測方法，包括以下步驟：

步驟一、利用視力表對被試者進行視力測試，測出被試者的最小視標的級數I_n并進行記錄；

步驟二、將級數為I_n的視標順序打亂后，在視標圖像上疊加第k類噪聲，k＝1,2,3,4；再對被試者進行視力測試，若被試者無法分辨疊加噪聲后該等級的視標，則增大視標的尺寸，直至被試者能夠分辨出視標為止，記錄下此時的視標級數

步驟三、將級數為I_n的視標順序打亂后，在視標圖像上疊加第k類噪聲，再對被試者進行視力測試；若被試者無法分辨疊加噪聲后該等級的視標，則減小噪聲與視標之間的信噪比，將初始噪聲的強度設為100％，按10％遞減降低噪聲的強度，直至被試者能夠分辨出視標為止，記錄下此時的噪聲強度比例

步驟四、通過被試者所得到的I_n，與計算出其對各類噪聲的敏感性，其中，被試者包括正常人組、斜視性弱視組、屈光參差性弱視、屈光不正性弱視、形覺剝奪性弱視共5組，將第i名被試者所屬的組別作為標簽y_(i)，其對應的噪聲敏感性I_n，與作為樣本特征x_(i)，即可建立起不同弱視癥狀與其對應的噪聲敏感性的數據集；

步驟五、利用機器學習方法，在步驟四中的數據集上訓練后，即得到弱視分類模型，當一名患者使用步驟一、二、三中的方法測出其對各類噪聲的敏感性后，將I_n，與輸入模型，即可得到該名患者的弱視分類結果。

進一步地，視標級數采用國際標準，取值范圍從0.1-1。

進一步地，噪聲的生成方式如下：

1、搭建并訓練用于模擬人類視覺感知系統的膠囊神經網絡模型；所述膠囊神經網絡模型為4層，用于模擬人類視覺通路中的V1-V4初級視覺皮層區域；