System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 眼底图像的病灶预测模型的训练方法、预测方法及装置制造方法及图纸_技高网
当前位置: 首页 > 专利查询>鹏城实验室专利>正文

眼底图像的病灶预测模型的训练方法、预测方法及装置制造方法及图纸

技术编号:40272385 阅读:14 留言:0更新日期:2024-02-02 22:58
本申请的眼底图像的病灶预测模型的训练方法、预测方法及装置,涉及医学图像处理技术领域。获取眼底图像并按照预设尺寸进行网格划分,获取网格的标注结果,包括正结果网格和负结果网格。按照与预设尺寸不同的尺寸获取正结果网格的多个第一网格以及负结果网格的多个第二网格,并将第一网格和正结果网格构成正样本,第二网格和负结果网格构成负样本。将正样本或负样本输入病灶预测模型得到病灶预测值,计算聚焦损失值和分割损失值,以更新模型权重,直至达到迭代终止条件,得到训练好的病灶预测模型。由此设置包含多尺度网格的样本训练模型,同时兼顾不同尺寸的病灶,解决了不同病灶差异性大而难以同时检测的问题,有效提高眼底图像的病灶检出率。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及医学图像处理,特别是涉及一种眼底图像的病灶预测模型的训练方法、预测方法及装置


技术介绍

1、眼底图像能够记录视网膜外观形态,可用于检查眼睛疾病相关的异常及监测眼睛疾病的进展,因此对于黄斑变性、视网膜肿瘤、脉络膜紊乱和糖尿病视网膜病变等疾病检测过程至关重要。眼底图像的病灶预测是指对眼底彩色图像中出现的渗出、出血及微动脉瘤等病灶和正常的眼底组织进行区分,并定位病灶在眼底图像中的位置。

2、但是一些眼底病变种类多样,形态各异,程度不一,例如糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,dr),其是由糖尿病引起视网膜血管壁受损,导致视网膜上出现微血管瘤、硬性渗出物和出血等病灶。相关技术中针对这种类型的眼底病变检测准确程度较低,例如难以检测不同种类的糖尿病视网膜病变,尤其是对微动脉瘤、小出血点等小目标病灶的检出率低。


技术实现思路

1、本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请实施例提供了一种眼底图像的病灶预测模型的训练方法、预测方法及装置,能够对眼底图像进行多尺度病灶检测,有效提高了眼底图像病灶的检出率。

2、第一方面,本申请实施例提供了一种眼底图像的病灶预测模型的训练方法,包括:

3、获取眼底图像,并对所述眼底图像按照预设尺寸进行网格划分;

4、获取每个网格的标注结果;所述标注结果包括正结果网格和负结果网格,所述正结果网格表征所述网格包含病灶信息,所述负结果网格表征所述网格不包含病灶信息;

5、按照与所述预设尺寸不同的尺寸获取所述正结果网格的多个第一网格,以及获取所述负结果网格的多个第二网格;其中,所述第一网格和所述正结果网格构成正样本,所述第二网格和所述负结果网格构成负样本;

6、将所述正样本或所述负样本输入病灶预测模型得到特征值,并根据所述特征值得到病灶预测值;

7、基于所述病灶预测值计算聚焦损失值和分割损失值,并根据所述聚焦损失值和所述分割损失值更新所述病灶预测模型的模型权重,直至达到迭代终止条件,得到训练好的所述病灶预测模型。

8、在本申请的一些实施例中,所述第一网格包括第一大网格和第一小网格,所述第二网格包括第二大网格和第二小网格;所述按照与所述预设尺寸不同的尺寸获取所述正结果网格的多个第一网格,以及获取所述负结果网格的多个第二网格,包括:

9、按照比所述预设尺寸大的第一尺寸,以所述正结果网格为中心获取所述第一大网格,以及以所述负结果网格为中心获取所述第二大网格;

10、按照比所述预设尺寸小的第二尺寸,以所述正结果网格为中心获取所述第一小网格,以及以所述负结果网格为中心获取所述第二小网格。

11、在本申请的一些实施例中,所述病灶预测模型还包括第一特征提取网络、第二特征提取网络、第三特征提取网络、全局平均池化层和分类层;所述将所述正样本或所述负样本输入病灶预测模型得到特征值,并根据所述特征值得到病灶预测值,包括:

12、利用所述第一特征提取网络提取所述第一大网格或所述第二大网格得到第一特征图,利用所述第二特征提取网络提取所述正结果网格或所述负结果网格得到第二特征图,利用所述第三特征提取网络提取所述第一小网格或所述第二小网格得到第三特征图;

13、将所述第一特征图、所述第二特征图和所述第三特征图进行级联,得到级联特征图;

14、利用所述全局平均池化层对所述级联特征图进行平均池化操作,得到所述特征值,并将所述特征值输入至所述分类层进行分类,得到所述病灶预测值。

15、在本申请的一些实施例中,所述正结果网格的分类标签值为1,所述负结果网格的分类标签值为0;所述基于所述病灶预测值计算聚焦损失值,包括:

16、根据所述病灶预测值和所述分类标签值计算转换预测值,若所述分类标签值为1,则将所述病灶预测值作为所述转换预测值,若所述分类标签值为0,则将1减去所述病灶预测值作为所述转换预测值;

17、对所述转换预测值取对数得到对数预测值,将1减去所述转换预测值得到第一结果,获取聚焦参数作为所述第一结果的幂得到聚焦预测值;

18、将所述聚焦预测值和所述对数预测值相乘得到所述聚焦损失值。

19、在本申请的一些实施例中,所述基于所述病灶预测值计算分割损失值,包括:

20、将所述分类标签值和所述病灶预测值相乘得到第二结果;

21、将所述分类标签值和所述病灶预测值相加得到第三结果;

22、将所述第三结果减去所述第二结果得到第四结果;

23、将所述第二结果的两倍除以所述第四结果得到第五结果;

24、将1减去所述第五结果得到所述分割损失值。

25、在本申请的一些实施例中,所述模型权重包括学习率指标;所述根据所述聚焦损失值和所述分割损失值更新所述病灶预测模型的模型权重,直至达到迭代终止条件,得到训练好的所述病灶预测模型,包括:

26、将聚焦损失权重和所述聚焦损失值的乘积加上分割损失权重和所述分割损失值的乘积,得到模型损失值;

27、当所述模型损失值达到预设损失值时,调整所述学习率指标继续训练所述病灶预测模型,直至调整所述学习率指标但所述模型损失值不再改变;

28、若所述病灶预测模型的敏感性指标和特异性指标未满足平衡阈值,则调整所述学习率指标和所述聚焦损失权重,重新训练所述病灶预测模型,直至所述病灶预测模型的敏感性指标和特异性指标满足所述平衡阈值,得到训练好的所述病灶预测模型。

29、第二方面,本申请实施例还提供了一种眼底图像的病灶预测方法,应用如本申请第一方面实施例所述的眼底图像的病灶预测模型的训练方法,包括:

30、获取待检测的眼底图像,并对所述眼底图像按照预设尺寸进行网格划分,得到基础网格、基础大网格和基础小网格;

31、将所述基础网格、所述基础大网格和所述基础小网格输入所述病灶预测模型,得到基础特征值,并根据所述基础特征值生成所述基础网格的类激活映射图;

32、将所述类激活映射图映射至所述眼底图像中,得到眼底图像热力图,并对所述眼底图像热力图执行二值化过程得到二值化分割图;

33、基于所述二值化分割图提取病灶轮廓,并将所述病灶轮廓与所述眼底图像进行叠加,得到所述眼底图像的病灶预测结果。

34、在本申请的一些实施例中,所述病灶信息包括病灶类别;所述病灶预测模型的分类层设置有所述病灶类别的类别权重;所述将所述基础网格、所述基础大网格和所述基础小网格输入所述病灶预测模型,得到基础特征值,并根据所述基础特征值生成所述基础网格的类激活映射图,包括:

35、利用第一特征提取网络提取所述基础大网格得到第一基础特征图,利用第二特征提取网络提取所述基础网格得到第二基础特征图,利用第三特征提取网络提取所述基础小网格得到第三基础特征图;

36、将所述第一基础特征图、所述第二基础特征图和所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种眼底图像的病灶预测模型的训练方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的眼底图像的病灶预测模型的训练方法,其特征在于,所述第一网格包括第一大网格和第一小网格,所述第二网格包括第二大网格和第二小网格;所述按照与所述预设尺寸不同的尺寸获取所述正结果网格的多个第一网格,以及获取所述负结果网格的多个第二网格,包括:

3.根据权利要求2所述的眼底图像的病灶预测模型的训练方法,其特征在于,所述病灶预测模型还包括第一特征提取网络、第二特征提取网络、第三特征提取网络、全局平均池化层和分类层;所述将所述正样本或所述负样本输入病灶预测模型得到特征值,并根据所述特征值得到病灶预测值,包括:

4.根据权利要求1所述的眼底图像的病灶预测模型的训练方法,其特征在于,所述正结果网格的分类标签值为1,所述负结果网格的分类标签值为0;所述基于所述病灶预测值计算聚焦损失值,包括:

5.根据权利要求4所述的眼底图像的病灶预测模型的训练方法,其特征在于,所述基于所述病灶预测值计算分割损失值,包括:

6.根据权利要求1至5中任一项所述的眼底图像的病灶预测模型的训练方法,其特征在于,所述模型权重包括学习率指标;所述根据所述聚焦损失值和所述分割损失值更新所述病灶预测模型的模型权重,直至达到迭代终止条件,得到训练好的所述病灶预测模型,包括:

7.一种眼底图像的病灶预测方法,其特征在于,应用如权利要求1至6中任一项所述的眼底图像的病灶预测模型的训练方法,包括:

8.根据权利要求7所述的眼底图像的病灶预测方法,其特征在于,所述病灶信息包括病灶类别;所述病灶预测模型的分类层设置有所述病灶类别的类别权重;所述将所述基础网格、所述基础大网格和所述基础小网格输入所述病灶预测模型,得到基础特征值,并根据所述基础特征值生成所述基础网格的类激活映射图,包括:

9.根据权利要求7所述的眼底图像的病灶预测方法,其特征在于,所述将所述类激活映射图映射至所述眼底图像中,得到眼底图像热力图,包括:

10.根据权利要求7所述的眼底图像的病灶预测方法,其特征在于,所述眼底图像热力图包括多个像素;所述对所述眼底图像热力图执行二值化过程得到二值化分割图,包括:

11.根据权利要求7所述的眼底图像的病灶预测方法,其特征在于,所述基于所述二值化分割图提取病灶轮廓,并将所述病灶轮廓与所述眼底图像进行叠加,得到所述眼底图像的病灶预测结果,包括:

12.一种眼底图像的病灶预测模型的训练装置,其特征在于,应用如权利要求1至6中任一项所述的眼底图像的病灶预测模型的训练方法,包括:

13.一种眼底图像的病灶预测装置,其特征在于,应用如权利要求7至11中任一项所述的眼底图像的病灶预测方法,包括:

14.一种电子设备,其特征在于,包括存储器、处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任一项所述的眼底图像的病灶预测模型的训练方法或权利要求7至11中任一项所述的眼底图像的病灶预测方法。

15.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有程序,所述程序被处理器执行实现如权利要求1至6中任一项所述的眼底图像的病灶预测模型的训练方法或权利要求7至11中任一项所述的眼底图像的病灶预测方法。

...

【技术特征摘要】

1.一种眼底图像的病灶预测模型的训练方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的眼底图像的病灶预测模型的训练方法,其特征在于,所述第一网格包括第一大网格和第一小网格,所述第二网格包括第二大网格和第二小网格;所述按照与所述预设尺寸不同的尺寸获取所述正结果网格的多个第一网格,以及获取所述负结果网格的多个第二网格,包括:

3.根据权利要求2所述的眼底图像的病灶预测模型的训练方法,其特征在于,所述病灶预测模型还包括第一特征提取网络、第二特征提取网络、第三特征提取网络、全局平均池化层和分类层;所述将所述正样本或所述负样本输入病灶预测模型得到特征值,并根据所述特征值得到病灶预测值,包括:

4.根据权利要求1所述的眼底图像的病灶预测模型的训练方法,其特征在于,所述正结果网格的分类标签值为1,所述负结果网格的分类标签值为0;所述基于所述病灶预测值计算聚焦损失值,包括:

5.根据权利要求4所述的眼底图像的病灶预测模型的训练方法,其特征在于,所述基于所述病灶预测值计算分割损失值,包括:

6.根据权利要求1至5中任一项所述的眼底图像的病灶预测模型的训练方法,其特征在于,所述模型权重包括学习率指标;所述根据所述聚焦损失值和所述分割损失值更新所述病灶预测模型的模型权重,直至达到迭代终止条件,得到训练好的所述病灶预测模型,包括:

7.一种眼底图像的病灶预测方法,其特征在于,应用如权利要求1至6中任一项所述的眼底图像的病灶预测模型的训练方法,包括:

8.根据权利要求7所述的眼底图像的病灶预测方法,其特征在于,所述病灶信息包括病灶类别;所述病灶预测模...

【专利技术属性】
技术研发人员:田永鸿陈杰徐凡
申请(专利权)人:鹏城实验室
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1