[發(fā)明專利]一種融合注意力機制和關鍵特征的齲齒細粒度分類方法

在審

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• 申請日: 2023-01-13
• 公開（公告）號: CN116012343A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設計）人: 車超;姜浩
• 申請（專利權）人: 大連大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06V10/764;G06V10/44;G06V10/80;G06V10/46
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 蓋小靜

本發(fā)明公開了一種融合注意力機制和關鍵特征的齲齒細粒度分類方法，包括由專業(yè)牙科醫(yī)生收集并標注真實患者的齲齒圖像數(shù)據(jù)；對收集到的齲齒圖像數(shù)據(jù)進行預處理，刪除了數(shù)據(jù)中標注錯誤及質量較低的圖像；將齲齒圖像及標注數(shù)據(jù)送入融合注意力機制和關鍵特征的齲齒細粒度彩色圖像分類模型中進行訓練；選取其中分類效果最好的模型并加載，將待診斷的齲齒圖像送入該模型中對齲齒的病變程度進行細粒度分類。本發(fā)明方法可以取得良好的識別準確度，極大的提高了齲齒識別的速度和便捷性，為研發(fā)口腔護理智能便攜設備提供了技術儲備。

技術領域

本發(fā)明涉及醫(yī)學人工智能技術領域，具體涉及一種融合注意力機制和關鍵特征的齲齒細粒度分類方法。

背景技術

在人類口腔疾病中，齲齒是最常見和多發(fā)的一種疾病，對人類的生活質量產生了很大的影響。一份來自2011年至2012年美國健康和營養(yǎng)調查的數(shù)據(jù)顯示，2-8歲的兒童，有37％的乳牙有齲齒；在12-19歲的青少年中，患有齲齒的概率為58％，20歲以上的成年人中約有90％患有不同程度的齲齒。

傳統(tǒng)的齲齒檢查和診斷方法包括視診、探診、溫度診、X線檢查等，并依賴于專業(yè)牙科醫(yī)生進行診斷，這類方法大大降低了齲齒檢查和診斷的及時性，同時增加了牙科醫(yī)生的工作負擔和患者的經濟負擔。智能設備的快速發(fā)展使得彩色數(shù)字圖像的獲取更加方便，大大減少了圖像采集難度，因此基于彩色數(shù)字圖像的齲齒診斷方法可以給醫(yī)生帶來可靠的臨床參考，有效地避免齲齒的發(fā)病和齲齒的進一步嚴重，對于提升人類的生活質量具有重要意義。

通過消費級相機和手機等設備進行口腔的數(shù)字圖像采集，口腔科醫(yī)生可以通過肉眼觀察并根據(jù)齲病檢測與評估系統(tǒng)(ICDAS)進行齲病的識別和診斷。在圖像分類領域，使用深度學習技術對采集與診斷后的大量圖像進行訓練建模，使得計算機能夠自動診斷齲齒類型，達到齲病的預防和篩查目的。

從患者治療角度來說，目前基于彩色數(shù)字圖像的齲齒診斷方法僅僅判斷是否患齲齒，并未對齲齒的病變程度進行更細致的判別，這對醫(yī)生的決策無法提供最直接支持。從齲齒診斷角度來說，不同種類的齲齒在顏色、位置、大小、形態(tài)等方面都有細微的差別，即使對于經驗豐富的牙科醫(yī)生，齲齒的病變程度診斷也是耗時且困難的。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于，提供一種融合注意力機制和關鍵特征的齲齒細粒度分類方法，其提高了齲齒檢測的速度和便捷性，為智能設備的開發(fā)應用提供了技術保障。

為實現(xiàn)上述目的，本申請的技術方案為：一種融合注意力機制和關鍵特征的齲齒細粒度分類方法，包括：

步驟1、數(shù)據(jù)樣本采集：由專業(yè)牙科醫(yī)生通過手機或者消費級相機收集口腔科就診患者的口腔圖像數(shù)據(jù)；

步驟2、數(shù)據(jù)標注：由專業(yè)牙科醫(yī)生對收集到的口腔圖像數(shù)據(jù)進行標注，使用labelme軟件進行齲齒病變區(qū)域的框選標注，每個標注框僅包含一顆齲齒；同時按照ICDAS中的Merged?Codes標準對齲齒的病變程度進行分類，即按照嚴重程度共分為3類，輕度齲齒，中度齲齒和重度齲齒；

步驟3、數(shù)據(jù)預處理：檢查數(shù)據(jù)樣本的標注情況，刪除數(shù)據(jù)中標注錯誤及質量較低的圖像，并制作齲齒分類數(shù)據(jù)集。

進一步地，步驟3具體包括：

步驟3.1：采用人工方式對口腔圖像進行數(shù)據(jù)清洗操作，對照標注實例，一一篩選并去除掉不合理的標簽或質量較低的圖像，僅保留標注清晰、正確且圖像質量較高的口腔圖像；

步驟3.2：按照50％的概率對保留的口腔圖像進行翻轉，在口腔圖像翻轉過程中，分別按照50％的概率進行水平翻轉和垂直翻轉；對于每一張口腔圖像，按照100％的概率進行亮度、對比度和飽和度的調整，在調整過程中，分別按照33.3％的概率進行亮度、對比度和飽和度的隨機變換；