[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于靜脈扎針機(jī)器人血管識別的數(shù)據(jù)庫增強方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110275816.5
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113111915A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 齊鵬;曹正青;楊芝琳;林筱易
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06T3/60;G06T3/40;G06T5/00;G06T7/90;G06F16/51
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

1.一種應(yīng)用于靜脈扎針機(jī)器人血管識別的數(shù)據(jù)庫增強方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取原血管圖像集；

對所述原血管圖像集分別進(jìn)行上下翻轉(zhuǎn)和左右翻轉(zhuǎn)，得到第一血管圖像增強集和第二血管圖像增強集；

對所述原血管圖像集進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作，得到第三血管圖像增強集；

對所述原血管圖像集進(jìn)行縮放操作，得到第四血管圖像增強集；

對所述原血管圖像集的亮度進(jìn)行調(diào)整，得到第五血管圖像增強集；

對所述原血管圖像集進(jìn)行平移，得到第六血管圖像增強集；

對所述原血管圖像集添加椒鹽噪聲，得到第七血管圖像增強集；

集合所述原血管圖像集、第一血管圖像增強集、第二血管圖像增強集、第三血管圖像增強集、第四血管圖像增強集、第五血管圖像增強集、第六血管圖像增強集和第七血管圖像增強集，構(gòu)成增強后的數(shù)據(jù)庫，用于靜脈扎針機(jī)器人的血管識別。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于靜脈扎針機(jī)器人血管識別的數(shù)據(jù)庫增強方法，其特征在于，所述對原血管圖像集進(jìn)行平移具體為，

對原血管圖像集中的每個圖像，先創(chuàng)建與原圖像大小相同的空三維矩陣，之后將原圖像每個像素點按照矩陣乘法計算式計算后的RGB值填入空白矩陣對應(yīng)位置；若平移后超出范圍，則直接將該像素點丟棄，所有像素點全部處理完后，得到平移后的血管圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種應(yīng)用于靜脈扎針機(jī)器人血管識別的數(shù)據(jù)庫增強方法，其特征在于，所述矩陣乘法計算式的表達(dá)式為：

式中，(x₀,y₀)為原像素坐標(biāo)，(x₁,y₁)為移動后的像素坐標(biāo)，Δx為x方向上的平移量，Δy為y方向上的平移量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于靜脈扎針機(jī)器人血管識別的數(shù)據(jù)庫增強方法，其特征在于，所述對原血管圖像集添加椒鹽噪聲具體包括以下步驟：

1)從所述原血管圖像集中獲取一張圖像；

2)計算圖像像素點個數(shù)，即總像素數(shù)目SP，得到要加噪的像素數(shù)目NP＝SP*(1-SNR)，并指定信噪比SNR；

3)隨機(jī)獲取要加噪的每個像素位置P(i,j)，并指定像素值為255或者0；

4)重復(fù)依次執(zhí)行步驟2)和3)，直至完成所有像素的NP個像素的加噪處理；

5)重復(fù)依次執(zhí)行步驟1)至3)，直至遍歷原血管圖像集中的每張圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種應(yīng)用于靜脈扎針機(jī)器人血管識別的數(shù)據(jù)庫增強方法，其特征在于，所述信噪比的取值在0.5至1.0范圍以內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于靜脈扎針機(jī)器人血管識別的數(shù)據(jù)庫增強方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)庫增強方法還包括對所述增強后的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行濾波處理。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種應(yīng)用于靜脈扎針機(jī)器人血管識別的數(shù)據(jù)庫增強方法，其特征在于，所述濾波處理為均值濾波，該均值濾波具體為對任一像素值用周圍5×5范圍的像素值的均值表示。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種應(yīng)用于靜脈扎針機(jī)器人血管識別的數(shù)據(jù)庫增強方法，其特征在于，所述濾波處理為中值濾波，該中值濾波的濾波核的大小為5。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種應(yīng)用于靜脈扎針機(jī)器人血管識別的數(shù)據(jù)庫增強方法，其特征在于，所述濾波處理為高斯濾波，該高斯濾波標(biāo)準(zhǔn)差的計算表達(dá)式為：

sigma＝0.3*((ksize-1)*0.5-1)+0.8

式中，sigma為高斯濾波標(biāo)準(zhǔn)差，ksize為核大小。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種應(yīng)用于靜脈扎針機(jī)器人血管識別的數(shù)據(jù)庫增強方法，其特征在于，所述濾波處理為雙邊濾波，該雙邊濾波的函數(shù)表達(dá)式為：bilateralFilter(原始圖像,過濾時周圍每個像素領(lǐng)域的直徑,sigmaColor,sigmaSpace[,dst[,borderType]])，所述過濾時周圍每個像素領(lǐng)域的直徑為9，sigmaColor的取值為75，sigmaSpace[,dst[,borderType]]的取值為75。