[發(fā)明專利]一種基于血管結(jié)構(gòu)相似度的視網(wǎng)膜圖像主血管識(shí)別方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111451650.4
• 申請(qǐng)日: 2021-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN114119579A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李慧琦;任冠弟;吳冠男;劉靜;齊玥;鄧秋菊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué);北京市心肺血管疾病研究所
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/10;G06T7/246;G06T7/66;G06V10/74;G06V10/764;G06V10/82;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京正陽理工知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11639
• 代理人: 張利萍

本發(fā)明涉及一種基于血管結(jié)構(gòu)相似度的視網(wǎng)膜圖像主血管識(shí)別方法，屬于圖像處理及目標(biāo)識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域。包括：1)視網(wǎng)膜圖像血管跟蹤，得到視網(wǎng)膜圖像血管的跟蹤圖；2)利用視網(wǎng)膜圖像血管的跟蹤圖計(jì)算視網(wǎng)膜圖像血管的相關(guān)參數(shù)；其中，相關(guān)參數(shù)包括血管直徑、血管長(zhǎng)度、血管角度以及血管彎曲度；3)確定視網(wǎng)膜圖像主血管識(shí)別的視網(wǎng)膜參考圖像；4)視網(wǎng)膜圖像血管結(jié)構(gòu)相似度計(jì)算，得到血管結(jié)構(gòu)相似度代價(jià)得分；5)對(duì)視網(wǎng)膜圖像主血管進(jìn)行識(shí)別，得到視網(wǎng)膜圖像主血管的識(shí)別結(jié)果。所述方法能實(shí)現(xiàn)視網(wǎng)膜主血管的自動(dòng)識(shí)別，且識(shí)別結(jié)果更加準(zhǔn)確；具有一定應(yīng)用和商業(yè)價(jià)值；從而減少了醫(yī)生的工作量，提高了診斷的速度、效率和精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于血管結(jié)構(gòu)相似度的視網(wǎng)膜圖像主血管識(shí)別方法，屬于圖像處理及目標(biāo)識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

視網(wǎng)膜圖像主血管是視網(wǎng)膜圖像中央血管進(jìn)入眼底后分為的顳區(qū)上動(dòng)脈、顳區(qū)上靜脈、顳區(qū)下動(dòng)脈、顳區(qū)下靜脈、鼻區(qū)上動(dòng)脈、鼻區(qū)上靜脈、鼻區(qū)下動(dòng)脈、鼻區(qū)下靜脈這八大主血管。已有研究表明，視網(wǎng)膜圖像主血管的形態(tài)結(jié)構(gòu)與眼底的許多疾病都有所聯(lián)系，例如糖尿病視網(wǎng)膜病變、黃斑病變、視神經(jīng)炎、青光眼等。另一方面，視網(wǎng)膜疾病的發(fā)病率逐年升高，如何有效的進(jìn)行早期診斷和治療成為當(dāng)下亟待解決的問題。所以視網(wǎng)膜圖像主血管在預(yù)防與診斷相關(guān)視網(wǎng)膜病變等方面具有越來越重要的意義。

目前，視網(wǎng)膜圖像主血管在視網(wǎng)膜圖像上的位置標(biāo)注大多數(shù)由專業(yè)眼科醫(yī)生通過肉眼觀察實(shí)現(xiàn)的，這一過程耗時(shí)耗力。所以完成視網(wǎng)膜圖像主血管的自動(dòng)識(shí)別方法具有極大的應(yīng)用前景。目前已有的視網(wǎng)膜圖像血管識(shí)別方法主要針對(duì)的是視網(wǎng)膜圖像血管的動(dòng)靜脈，對(duì)于視網(wǎng)膜圖像主血管的識(shí)別方法比較少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)視網(wǎng)膜圖像主血管識(shí)別，提出了一種基于血管結(jié)構(gòu)相似度的視網(wǎng)膜圖像主血管識(shí)別方法，能較精確地實(shí)現(xiàn)視網(wǎng)膜圖像主血管的識(shí)別，并得到視網(wǎng)膜圖像主血管的標(biāo)簽。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案。

1.一種基于血管結(jié)構(gòu)相似度的視網(wǎng)膜圖像主血管識(shí)別方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一：視網(wǎng)膜圖像血管跟蹤，得到視網(wǎng)膜圖像血管的跟蹤圖，具體為：首先，進(jìn)行視網(wǎng)膜圖像血管分割，得到視網(wǎng)膜圖像血管的分割圖；然后，利用視盤定位方法對(duì)視網(wǎng)膜圖像的視盤進(jìn)行定位，定位好視盤后，確定視網(wǎng)膜圖像血管跟蹤的起始點(diǎn)和方向；同時(shí)利用特征點(diǎn)檢測(cè)方法檢測(cè)出視網(wǎng)膜圖像血管的特征點(diǎn)；最后，利用動(dòng)態(tài)半橢圓方法對(duì)視網(wǎng)膜圖像血管進(jìn)行跟蹤，得到視網(wǎng)膜圖像血管的跟蹤圖；

步驟一、具體包括如下步驟：

步驟1.1：視網(wǎng)膜圖像血管分割，具體為：利用U-Net深度學(xué)習(xí)方法得到視網(wǎng)膜圖像血管分割的預(yù)測(cè)圖，然后再使用多尺度線性檢測(cè)方法對(duì)視網(wǎng)膜圖像血管分割的預(yù)測(cè)圖進(jìn)行二值化，得到視網(wǎng)膜圖像血管的分割圖；

步驟1.2：視網(wǎng)膜圖像血管跟蹤起始點(diǎn)檢測(cè)；具體為：利用視盤定位方法對(duì)視網(wǎng)膜圖像的視盤進(jìn)行定位，得到視盤的中心點(diǎn)坐標(biāo)以及視盤的半徑；然后選取距離視盤中心N倍半徑的圓與視網(wǎng)膜圖像血管的交點(diǎn)即作為視網(wǎng)膜圖像的血管跟蹤的起始點(diǎn)，將視盤中心與起始點(diǎn)連線的方向確定為血管跟蹤的方向；

步驟1.3：視網(wǎng)膜圖像血管的特征點(diǎn)檢測(cè)，具體為：利用細(xì)化方法對(duì)視網(wǎng)膜圖像血管分割圖進(jìn)行細(xì)化；然后遍歷細(xì)化圖中每個(gè)血管的像素點(diǎn)，尋找它的8個(gè)相鄰像素點(diǎn)組成相鄰領(lǐng)域，并依次計(jì)算相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)相減的絕對(duì)值后再相加除以二，得到視網(wǎng)膜圖像血管的特征點(diǎn)；

步驟1.4：對(duì)視網(wǎng)膜圖像血管進(jìn)行跟蹤，得到視網(wǎng)膜圖像血管的跟蹤圖，具體為：利用一個(gè)可自動(dòng)調(diào)節(jié)尺寸的動(dòng)態(tài)半橢圓方法來檢測(cè)視網(wǎng)膜圖像血管的邊界點(diǎn)，在視網(wǎng)膜圖像血管跟蹤的過程中動(dòng)態(tài)半橢圓方法會(huì)根據(jù)視網(wǎng)膜圖像中血管的直徑動(dòng)態(tài)的改變其長(zhǎng)軸和短軸，得到視網(wǎng)膜圖像血管的跟蹤圖，從而完成視網(wǎng)膜圖像血管的跟蹤；

步驟二：利用視網(wǎng)膜圖像血管的跟蹤圖計(jì)算視網(wǎng)膜圖像血管的相關(guān)參數(shù)；