一種便攜式皮膚鏡系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種便攜式皮膚鏡系統(tǒng)，包括便攜式皮膚鏡、監(jiān)控終端以及云平臺(tái)，便攜式皮膚鏡將采集到的包含患者病灶特征的圖像發(fā)送監(jiān)控終端，監(jiān)控終端對圖像進(jìn)行歸類整理，并上傳到云平臺(tái)；所述云平臺(tái)用于基于存儲(chǔ)的病灶圖像構(gòu)建病灶數(shù)據(jù)庫；皮膚鏡包括圖像采集單元、圖像處理單元和無線發(fā)送單元，圖像處理單元包括依次連接的模糊度調(diào)整模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、圖像分割模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換器；模糊度調(diào)整模塊用于接收圖像信號(hào)，并對圖像信號(hào)的模糊度進(jìn)行調(diào)節(jié)；圖像分割模塊對轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的圖像信號(hào)進(jìn)行分割提取出病灶特征；無線發(fā)送單元根據(jù)電池電量采用不同的發(fā)射頻率將圖像發(fā)送監(jiān)控終端。本發(fā)明專利技術(shù)可以提高病灶區(qū)域的特征提取精度，延長皮膚鏡使用時(shí)間。延長皮膚鏡使用時(shí)間。延長皮膚鏡使用時(shí)間。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種便攜式皮膚鏡系統(tǒng)


[0001]本專利技術(shù)屬于皮膚鏡
，具體涉及一種便攜式皮膚鏡系統(tǒng)。

技術(shù)介紹

[0002]皮膚鏡作為一種無創(chuàng)性皮膚疾病診斷工具，在臨床上可用于諸多皮膚疾病的診斷，而便攜式皮膚鏡因其小巧輕便、便于攜帶而在皮膚疾病診斷、美容等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。便攜式皮膚鏡使用時(shí)需要醫(yī)師手持皮膚鏡進(jìn)行拍攝，因此需要有一定的使用經(jīng)驗(yàn)。
[0003]1.現(xiàn)有皮膚鏡在拍攝圖像后均是采用一系列的軟件算法直接對采集到的圖像進(jìn)行相應(yīng)處理，但是由于算法的各種局限性，直接對采集圖像進(jìn)行處理容易導(dǎo)致訓(xùn)練圖像質(zhì)量較低，進(jìn)而導(dǎo)致模型的特征識(shí)別度較差。
[0004]2.現(xiàn)有技術(shù)中，便攜式皮膚鏡的使用時(shí)間均較短，一般為3
?
4個(gè)小時(shí)，完全不能滿足便攜式或者醫(yī)師外出就醫(yī)比如下鄉(xiāng)就醫(yī)等實(shí)際使用需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0005]針對以上問題，本專利技術(shù)提出了一種便攜式皮膚鏡系統(tǒng)。為解決以上技術(shù)問題，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案如下：
[0006]一種便攜式皮膚鏡系統(tǒng)，包括便攜式皮膚鏡、監(jiān)控終端以及云平臺(tái)，所述便攜式皮膚鏡用于采集皮膚異常圖像，利用模糊度調(diào)整模塊對采集到的圖像模糊度進(jìn)行調(diào)整，基于調(diào)整后的圖像提取患者病灶特征并發(fā)送給監(jiān)控終端；所述監(jiān)控終端用于對接收到的圖像進(jìn)行歸類整理，并上傳到云平臺(tái)；所述云平臺(tái)用于基于存儲(chǔ)的病灶圖像構(gòu)建病灶數(shù)據(jù)庫。
[0007]所述便攜式皮膚鏡包括用于對皮膚異常區(qū)域進(jìn)行圖像采集的圖像采集單元，圖像采集單元輸出的圖像信號(hào)傳輸?shù)綀D像處理單元，所述圖像處理單元包括依次連接的模糊度調(diào)整模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、圖像分割模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換器；所述模糊度調(diào)整模塊用于接收圖像采集單元所輸出的圖像信號(hào)，并對圖像信號(hào)的模糊度進(jìn)行調(diào)節(jié)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將調(diào)節(jié)后的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并發(fā)送給圖像分割模塊；所述圖像分割模塊對轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的圖像信號(hào)進(jìn)行分割提取出病灶特征，并將提出的病灶特征的圖像信號(hào)發(fā)送給數(shù)模轉(zhuǎn)換器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器將圖像信號(hào)再轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并發(fā)送給無線發(fā)送單元；所述無線發(fā)送單元根據(jù)皮膚鏡電池的電量采用對應(yīng)的發(fā)射頻率將圖像發(fā)送到監(jiān)控終端。
[0008]所述模糊度調(diào)整模塊包括直流信號(hào)提取器、直流變化量檢測器和直流信號(hào)調(diào)節(jié)器，直流信號(hào)提取器從圖像采集單元采集的圖像信號(hào)中提取出直流信號(hào)，并將其發(fā)送直流變化量檢測器；所述直流變化量檢測器對直流信號(hào)的變化狀態(tài)進(jìn)行檢測，直流信號(hào)調(diào)節(jié)器根據(jù)直流信號(hào)的變化狀態(tài)對直流信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而對圖像信號(hào)的模糊度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0009]所述圖像分割模塊是采用基于注意力機(jī)制構(gòu)建的U
?
Net分割模型對模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的圖像進(jìn)行分割并提取病灶特征；
[0010]所述基于注意力機(jī)制構(gòu)建的U
?
Net分割模型基于以下方法訓(xùn)練得到：
[0011]①
，圖像數(shù)據(jù)預(yù)處理；
[0012]②
，構(gòu)建包括編碼層、解碼層和兩層的注意力層的U
?
Net網(wǎng)絡(luò)；
[0013]③
，將預(yù)處理后的圖像輸入U(xiǎn)
?
Net網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行訓(xùn)練得到U
?
Net分割模型，同時(shí)利用交叉熵作為損失函數(shù)對U
?
Net分割模型進(jìn)行優(yōu)化選取最優(yōu)模型。
[0014]所述編碼層由卷積層和池化層組成，解碼層由卷積層、反卷積層和激活函數(shù)組成，編碼層用于接收預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)，利用卷積層和池化層提取圖像特征數(shù)據(jù)并發(fā)到第一注意力層，利用第一注意力層對提取后的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步提取，同時(shí)利用解碼層進(jìn)行解碼，解碼后的特征圖輸入第二注意力層，第二注意力層輸出的解碼后的特征圖與第一注意力層輸出的特征圖進(jìn)行拼接融合后再經(jīng)激活函數(shù)處理后得到最終的輸出特征圖。
[0015]所述編碼層的輸出為：
[0016][0017]式中，表示編碼層第l層網(wǎng)絡(luò)的輸出，Q表示特征聚合操作，COV表示卷積操作，L表示總層數(shù)，表示第l
?
1層網(wǎng)絡(luò)的輸出，P(
·
)表示下采樣；
[0018]解碼層的輸出為：
[0019][0020]式中，表示解碼層第l層網(wǎng)絡(luò)的輸出，U(
·
)表示上采樣，[
·
]表示通道維度拼接。
[0021]所述損失函數(shù)的公式為：
[0022][0023]式中，y
i
表示像素點(diǎn)i在圖像數(shù)據(jù)中的像素值，表示像素點(diǎn)i在U
?
Net分割模型輸出結(jié)果中的像素值，γ表示折扣因子。
[0024]本專利技術(shù)的有益效果：
[0025]1.模糊度調(diào)整模塊通過對圖像信號(hào)中的直流信號(hào)進(jìn)行檢測和調(diào)節(jié)，可以對圖像信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并改善，解決了圖像拍攝聚焦時(shí)導(dǎo)致圖像模糊質(zhì)量不高的技術(shù)問題；改善后的圖像信號(hào)再利用U
?
Net分割模型進(jìn)行分割和異常圖像區(qū)域的特征提取，改善了軟件算法訓(xùn)練圖像的質(zhì)量，提高了模型提取特征的精度；
[0026]2.U
?
Net分割模型在傳統(tǒng)Unet網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上增加了兩層注意力層，兩層注意力層分別對編碼層的特征和解碼層的特征進(jìn)行提取，進(jìn)一步利用雙注意力機(jī)制提高了特征提取精度，提高了分割后的病灶區(qū)的圖像質(zhì)量；
[0027]3.直流信號(hào)提取器利用兩層濾波網(wǎng)絡(luò)對直流信號(hào)進(jìn)行提取，提高了直流信號(hào)的純凈度，直流變化量檢測器利用運(yùn)放器AR3、運(yùn)放器AR4、二極管D1、二極管D2對直流信號(hào)的變化率進(jìn)行幅值檢測，當(dāng)圖像的模糊度較差時(shí)，才對圖像模糊度進(jìn)行調(diào)整，節(jié)省了功耗；
[0028]4，電池檢測電路對皮膚鏡的電池進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，根據(jù)電池的電量對無線發(fā)送單元的發(fā)射頻率進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)采用硬件和軟件的結(jié)合對圖像進(jìn)行綜合處理，提高了特征識(shí)別
精度，節(jié)省了電量，延長了電池的使用時(shí)間。
附圖說明
[0029]為了更清楚地說明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1為本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖2為本專利技術(shù)分割模型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖3為模糊度調(diào)整模塊的電路圖。
[0033]圖4為電池檢測電路的電路圖。
[0034]圖5為無線發(fā)送單元的電路圖。
具體實(shí)施方式
[0035]下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。
[0036]實(shí)施例1：一種便攜式皮膚鏡系統(tǒng)，如圖1所示，包括便攜式皮膚鏡、監(jiān)控終端以及云平臺(tái)，便攜式皮膚鏡將采集到的包含患者病灶特征的圖像發(fā)送給監(jiān)控終端，監(jiān)控終端對接收到的圖像進(jìn)行本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種便攜式皮膚鏡系統(tǒng)，其特征在于，包括便攜式皮膚鏡、監(jiān)控終端以及云平臺(tái)，所述便攜式皮膚鏡用于采集皮膚異常圖像，利用模糊度調(diào)整模塊對采集到的圖像模糊度進(jìn)行調(diào)整，基于調(diào)整后的圖像提取患者病灶特征并發(fā)送給監(jiān)控終端；所述監(jiān)控終端用于對接收到的圖像進(jìn)行歸類整理，并上傳到云平臺(tái)；所述云平臺(tái)用于基于存儲(chǔ)的病灶圖像構(gòu)建病灶數(shù)據(jù)庫。2.一種便攜式皮膚鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述便攜式皮膚鏡包括用于對皮膚異常區(qū)域進(jìn)行圖像采集的圖像采集單元，圖像采集單元輸出的圖像信號(hào)傳輸?shù)綀D像處理單元，所述圖像處理單元包括依次連接的模糊度調(diào)整模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、圖像分割模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換器；所述模糊度調(diào)整模塊用于接收圖像采集單元所輸出的圖像信號(hào)，并對圖像信號(hào)的模糊度進(jìn)行調(diào)節(jié)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將調(diào)節(jié)后的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并發(fā)送給圖像分割模塊；所述圖像分割模塊對轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的圖像信號(hào)進(jìn)行分割提取出病灶特征，并將提出的病灶特征的圖像信號(hào)發(fā)送給數(shù)模轉(zhuǎn)換器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器將圖像信號(hào)再轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并發(fā)送給無線發(fā)送單元；所述無線發(fā)送單元根據(jù)皮膚鏡電池的電量采用對應(yīng)的發(fā)射頻率將圖像發(fā)送到監(jiān)控終端。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式皮膚鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述模糊度調(diào)整模塊包括直流信號(hào)提取器、直流變化量檢測器和直流信號(hào)調(diào)節(jié)器，直流信號(hào)提取器從圖像采集單元采集的圖像信號(hào)中提取出直流信號(hào)，并將其發(fā)送直流變化量檢測器；所述直流變化量檢測器對直流信號(hào)的變化狀態(tài)進(jìn)行檢測，直流信號(hào)調(diào)節(jié)器根據(jù)直流信號(hào)的變化狀態(tài)對直流信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而對圖像信號(hào)的模糊度進(jìn)行調(diào)節(jié)，并將調(diào)節(jié)后的圖像信號(hào)發(fā)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式皮膚鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像分割模塊是采用基于注意力機(jī)制構(gòu)建的U
?
Net分割模型對模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的圖像進(jìn)行分割并提取病灶特征；所述基于注意力機(jī)制構(gòu)建的U

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉亞麗，張超，張琦，王萍，王峰，
申請(專利權(quán))人：劉亞麗，
類型：發(fā)明
國別省市：