[發明專利]一種射線圖像標記信息檢測方法及系統

有效

• 申請號: 202110245632.4
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113095359B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 姜洪權;胡啟航;史志光;高建民;武小賽;王鵬星
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06V10/764
• 分類號: G06V10/764;G06V10/774;G06V10/82;G06V10/30;G06V10/44;G06N3/0464;G06N3/047;G06N3/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種射線圖像標記信息檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、對原始圖像進行灰度化、濾波降噪、邊緣檢測、區域填充、去除干擾點和積分投影操作，獲得標記區域塊；

S2、對步驟S1獲得的標記區域塊進行數據增強和數據歸一化處理，構建標記區域塊數據集；

S3、搭建卷積神經網絡分類器，將處理圖像數據的卷積神經網絡作為分類器的主通道，添加標記區域塊自身信息作為輔助通道，在第一個全連接層前將特征與卷積神經網絡主通道提取的特征進行融合得到新的特征集合；最后通過Softmax函數，獲得輸出類別的概率信息，具體為：

在卷積池化層和全連接層之間增加數據歸一池化層，用于將全連接層的輸入數據歸一化為標準尺寸；構建標記區域塊自身信息通道為輔助通道，在標記區域塊圖像作為輸入進入網絡的同時，標記區域塊自身特征信息以特征向量的形式通過輔助通道直接傳遞到全連接層前，在第一個全連接層之前，將標記區域塊圖像自身特征信息與卷積神經網絡主通道提取到的特征進行融合，得到新的特征集合，對圖像特征進行強化；卷積神經網絡最后通過Softmax函數，獲得輸出類別的概率信息P(Y＝Y_i)，實現標記區域塊的分類；

S4、將步驟S2構建的標記區域塊數據集分為訓練集和測試集；將訓練集的標記區域塊圖像數據和標記區域塊位置尺寸信息作為步驟S3搭建的卷積神經網絡分類器的輸入，訓練卷積神經網絡分類器，將測試集作為訓練好的卷積神經網絡分類器的輸入，輸出標記區域塊所屬類別的結果；

S5、根據步驟S4標記區域塊的分類結果進行聚合或區分：對不同類的標記塊進行類別區分，對相同類的標記塊進行區域聚合，得到最終的射線圖像標記信息檢測結果，具體為：標記區域塊被分類之后，當標記塊被分成不同類別時，則將標記塊視為不同的類別，進行區分；標記區域塊被分類之后，當標記塊被分成相同的類別時，如果定位信息處于相同的行，進行聚合；如果處于不同的行，不進行聚合；根據標記區域塊聚合規則，獲得射線圖像標記信息的最終檢測結果。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1具體為：

S101、讀入射線圖像并將其灰度化，得到灰度圖像f(x,y)；利用雙邊濾波函數對灰度圖像進行去噪平滑處理，得到去噪后的圖像I(x,y)；采用Canny邊緣檢測算子對去噪后的灰度圖像進行邊緣檢測，獲得包含邊緣信息的二值圖像；

S102、采用數學形態學中的膨脹運算，對邊緣進行連接，得到具有連續邊界的圖像后，在圖像內部確認一點，設為初始種子點B₀，然后以B₀為基準進行循環膨脹，得到區域填充后的二值化圖像，刪除二值化圖像中的白色干擾點，得到去除干擾點的填充圖像；

S103、采用水平積分投影，對二值化圖像上的標記信息進行水平位置定位；采用垂直積分投影，對二值化圖像上的標記信息進行豎直位置定位，在積分投影中，搜索滿足條件的峰值，去除寬度小于標記字符高度的峰，根據峰間間隔小于字符高度的空隙進行合并，得到標記信息在原始射線圖像的位置信息，形成標記區域塊。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2具體為：

S201、對射線圖像進行處理，制作標記區域塊數據集所需的圖像信息；

S202、對原始射線圖像進行旋轉180°、水平翻轉和豎直翻轉等方式的處理，增加樣本圖像數量，根據步驟S201擴充標記區域塊數據集；

S203、對標記區域塊圖像進行尺寸歸一化預處理，高歸一化為64，寬按比例歸一化為64的整數倍，規范標記區域塊數據集的樣本標準。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中，卷積神經網絡分類器主通道前半部分結構包括三個卷積層+卷積層+池化層的結構，卷積層通道數依次為16、16、32、32、64、64，卷積核濾波器大小均為3×3；每層卷積操作后都采用ReLU函數作為激活函數；采用最大池化策略，池化窗口大小為2×2，步幅為2；卷積神經網絡分類器后半部分結構是兩個全連接層+Dropout的結構，Dropout的比率取為0.5。