[發(fā)明專利]視網(wǎng)膜微動脈瘤自動檢測方法及成像方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011581334.4
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112700409A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄒北驥;單希;杜婧瑜;程真真;楊璐璐
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06K9/32;G06K9/34;G06N3/04
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務(wù)所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;米中業(yè)

1.一種視網(wǎng)膜微動脈瘤自動檢測方法，包括如下步驟：

S1.獲取原始視網(wǎng)膜彩色眼底圖像，并進行標記；

S2.針對步驟S1獲取并標記的原始視網(wǎng)膜彩色眼底圖像，提取通道分量和感興趣區(qū)域；

S3.對步驟S2獲取的圖像數(shù)據(jù)進行圖像處理，從而得到訓(xùn)練數(shù)據(jù)集；

S4.以U形網(wǎng)絡(luò)為基本架構(gòu)，構(gòu)建視網(wǎng)膜微動脈瘤初步識別模型；

S5.采用步驟S3得到的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，對步驟S4構(gòu)建的視網(wǎng)膜微動脈瘤初步識別模型進行訓(xùn)練，從而得到最終的視網(wǎng)膜微動脈瘤識別模型；

S6.采用步驟S5得到的視網(wǎng)膜微動脈瘤識別模型，對實時獲取的視網(wǎng)膜彩色眼底圖像進行識別檢測，完成視網(wǎng)膜微動脈瘤的自動檢測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視網(wǎng)膜微動脈瘤自動檢測方法，其特征在于步驟S2所述的提取通道分量和感興趣區(qū)域，具體為采用如下步驟提取通道分量和感興趣區(qū)域：

A.提取原始視網(wǎng)膜彩色眼底圖像的綠色通道眼底圖像；

B.采用最大類間閾值分割法來自適應(yīng)的計算出最佳閾值T，從而提取得到感興趣區(qū)域：

式中g(shù)(x,y)為經(jīng)閾值分割處理后的圖像；f(x,y)為原圖像；在g＝w₀×w₁×(u₀-u₁)²取最大值時，對應(yīng)的T取值為最佳閾值，w₀為前景像素點數(shù)占整幅圖像的比例，w₁為背景像素點數(shù)占整幅圖像的比例，u₀為前景平均灰度，u₁為背景平均灰度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的視網(wǎng)膜微動脈瘤自動檢測方法，其特征在于步驟S3所述的對步驟S2獲取的圖像數(shù)據(jù)進行圖像處理，從而得到訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，具體為采用如下步驟得到訓(xùn)練數(shù)據(jù)集：

a.采用限制對比度自適應(yīng)直方圖均衡化技術(shù)對圖像進行處理：

式中S為對比度；N為局部子區(qū)域內(nèi)總像素數(shù)目；M為圖像的最大灰度值；Hist(i)為局部塊內(nèi)的直方圖；直方圖為離散函數(shù)h(r_k)＝n_k，r_k為第k級灰度值，n_k為圖像中灰度為r_k的像素數(shù)目；

b.采用雙立方插值技術(shù)統(tǒng)一圖像尺寸：

式中F(i',j')為插值后對應(yīng)坐標的值；F(i,j)為原圖中坐標點(i,j)的值；i和j為像素點坐標；m和n為偏移量；R(x)為插值表達式且

c.采用高斯濾波對圖像進行平滑處理：

式中G(x,y)為經(jīng)過高斯濾波處理后的圖像；σ為標準偏差，用于表示高斯函數(shù)的有效范圍；

d.對圖像數(shù)據(jù)集進行數(shù)據(jù)增廣操作。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的視網(wǎng)膜微動脈瘤自動檢測方法，其特征在于所述的數(shù)據(jù)增廣操作，具體包括垂直鏡像、水平鏡像、隨機翻轉(zhuǎn)和亮度變化。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～4之一所述的視網(wǎng)膜微動脈瘤自動檢測方法，其特征在于步驟S4所述的以U形網(wǎng)絡(luò)為基本架構(gòu)，構(gòu)建視網(wǎng)膜微動脈瘤初步識別模型，具體為采用如下步驟構(gòu)建視網(wǎng)膜微動脈瘤初步識別模型：

模型包括編碼器和解碼器；

編碼器包括四個經(jīng)典結(jié)構(gòu)，每一個經(jīng)典結(jié)構(gòu)均包括三個不同大小的平行卷積核，卷積核大小分別為3×3、5×5和7×7；卷積核進行特征提取；四個經(jīng)典結(jié)構(gòu)均用于采樣，且每次下采樣時特征圖的通道數(shù)加倍，特征圖的大小減半；

解碼器包括四個經(jīng)典結(jié)構(gòu)，每一個經(jīng)典結(jié)構(gòu)均包括三個不同大小的平行卷積核，卷積核大小分別為3×3、5×5和7×7；

編碼器提取到的低層特征和解碼器提取到的高層特征級聯(lián)在一起；

引入注意力引導(dǎo)濾波器，將從低層特征提取到的結(jié)構(gòu)信息轉(zhuǎn)移到高層特征圖中。