【技术实现步骤摘要】
一种面向光学相干断层图像斑块形态检测方法
本专利技术涉及图像处理
,具体的涉及一种面向光学相干断层图像斑块形态检测方法。
技术介绍
光学相干断层扫描技术(光学相干层析技术,OpticalCoherencetomography,OCT)是近十年迅速发展起来的一种成像技术,它利用弱相干光干涉仪的基本原理,检测生物组织不同深度层面对入射弱相干光的背向反射或几次散射信号,通过扫描,可得到生物组织二维或三维结构图像。由于OCT图像可以展现血管浅层的细节特征,在疾病预测方面的作用愈发重要,其研究工作也越来越多。OCT图像早先的算法利用手工标定OCT图像去检测不同的区域,既费时又费力,其准确性更易受标定者极大的影响。Rabel等人介绍了利用OCT图像,结合IVUS/VH-IVUS图像联合去检测斑块区域来预测疾病的算法。虽然准确率较之以前有所提升,但仍然是及其费时的,其准确性仍然受到人的专业程度影响,得不到保证。为了克服这些障碍,一些基于半监督学习和完全自动分割方法被提出。其中,Wang等人提供了一种利用动态规划去测量纤维帽厚度的半自动分割算法,这种算法利用衰减系数(attenuationcoefficients)去描述纤维帽的厚度特征。Athanasiou等人提出了一种可以自动分割OCT图像浅层中的不同斑块的算法。这些算法的分割效果比较明显,但是泛化能力有限。一些学者利用支持向量机(SVM)去对不同斑块区域做分类。然而,由于OCT图像中各种斑块面积分布差异性很大,造成了数据不平衡问题,利用SVM去对区域做分类并没有取得很好的效果。2012年,Krizhevsky等 ...
【技术保护点】
1.一种面向光学相干断层图像斑块形态检测方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一、OCT图像的数据增强通过数据增强技术,增加OCT图像数据量,从而构建网络学习的数据集;步骤二、斑块形态检测数据集构建针对OCT图像斑块形态检测,设计U型全卷积网络模型,构建OCT图像斑块检测模型;步骤三、检测模型损失函数设计选取焦点损失函数作为网络最终的损失函数,有效减缓数据不平衡;步骤四、检测模型优化通过引入判别式模型,同时训练检测模型、判别式模型,在检测模型和判别式模型博弈过程中,检测模型的检测结果得以优化;步骤五、检测模型评价指标分别通过交并比和混合矩阵对模型在斑块整体形态检测效果和不同斑块间的形态检测效果两个方面进行评估,通过这两方面的模型评估,建立模型综合评价指标;步骤六、斑块形态检测完整计算框架构建在模型评价指标的基础上,结合模型输出的检测结果,共同构建OCT斑块形态检测的完整计算框架所述计算框架包含:模型评价指标和指标检测结果两部分。
【技术特征摘要】
1.一种面向光学相干断层图像斑块形态检测方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一、OCT图像的数据增强通过数据增强技术,增加OCT图像数据量,从而构建网络学习的数据集;步骤二、斑块形态检测数据集构建针对OCT图像斑块形态检测,设计U型全卷积网络模型,构建OCT图像斑块检测模型;步骤三、检测模型损失函数设计选取焦点损失函数作为网络最终的损失函数,有效减缓数据不平衡;步骤四、检测模型优化通过引入判别式模型,同时训练检测模型、判别式模型,在检测模型和判别式模型博弈过程中,检测模型的检测结果得以优化;步骤五、检测模型评价指标分别通过交并比和混合矩阵对模型在斑块整体形态检测效果和不同斑块间的形态检测效果两个方面进行评估,通过这两方面的模型评估,建立模型综合评价指标;步骤六、斑块形态检测完整计算框架构建在模型评价指标的基础上,结合模型输出的检测结果,共同构建OCT斑块形态检测的完整计算框架所述计算框架包含:模型评价指标和指标检测结果两部分。2.如权利要求1所述的一种面向光学相干断层图像斑块形态检测方法,其特征在于:所述步骤一OCT图像的数据增强,针对OCT图像数据量小的特点,采用图像随机旋转、图像翻转变换、图像伽马变换和图像缩放变换4方面的数据增强技术,增加OCT图像数据量,从而构建网络学习的数据集。3.如权利要求1所述的一种面向光学相干断层图像斑块形态检测方法,其特征在于:所述步骤二斑块形态检测数据集构建,设计U型全卷积网络模型,网络模型结构中没有全连接层,使得图像的空间结构,语义信息得到了保留;同时不同层之间的特征图进行了通道维度上的融合相连;所述U型全卷积网络模型引入了上采样操作,使得下采样后的图像可以恢复到原始图像尺寸,进而和浅层的输出特征图进行通道维度上的融合相连,充分地利用了不同层输出特征图的语义信息。4.如权利要求1所述的一种面向光学相干断层图像斑块形态检测方法,其特征在于:所述步骤三检测模型损失函数设计,OCT图像中绿色纤维斑块和红色脂质斑块的面积分布极度...
【专利技术属性】
技术研发人员:聂仁灿,郭晓鹏,李华光,周冬明,贺康健,侯瑞超,阮小利,刘栋,
申请(专利权)人:云南大学,
类型:发明
国别省市:云南,53
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