【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)主要涉及數(shù)字醫(yī)療，尤其涉及一種眼底圖像視盤分割方法及相關(guān)設(shè)備。
技術(shù)介紹
1、視神經(jīng)盤簡稱視盤，是視網(wǎng)膜上視覺纖維匯集處，也是視神經(jīng)的始端，作為視網(wǎng)膜眼底圖像的一個(gè)重要特征和組成部分，其形狀大小等參數(shù)通常作為衡量眼底健康狀況和病灶的重要指標(biāo)，輔助醫(yī)生實(shí)現(xiàn)如糖尿病視網(wǎng)膜病變、高血壓視網(wǎng)膜病變、青光眼等疾病的診斷與治療。
2、然而，在對眼底圖像進(jìn)行視盤分析過程中，很容易受血管遮擋、亮度不均勻、病變等因素的干擾，導(dǎo)致無法精準(zhǔn)定位視盤，降低眼底視盤分割準(zhǔn)確性，無法保證所提取到的視盤參數(shù)準(zhǔn)確且可靠，進(jìn)而影響輔助醫(yī)生確定疾病分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述問題，本申請?zhí)岢隽艘韵录夹g(shù)方案：
2、一方面，本申請?zhí)岢隽艘环N眼底圖像視盤分割方法，其特征在于，所述方法包括：
3、獲得待分割眼底圖像；
4、獲取所述待分割眼底圖像中的視盤區(qū)域的類激活映射圖；
5、依據(jù)所述類激活映射圖，獲得所述待分割眼底圖像中的視盤輪廓圖形；
6、將所述待分割眼底圖像和所述視盤輪廓圖形輸入已訓(xùn)練的視盤分割模型，輸出視盤分割圖像；
7、其中，所述視盤分割模型包括依次連接的編碼網(wǎng)絡(luò)、圖卷積網(wǎng)絡(luò)和解碼網(wǎng)絡(luò)，所述編碼網(wǎng)絡(luò)和所述解碼網(wǎng)絡(luò)均基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，所述圖卷積網(wǎng)絡(luò)能夠依據(jù)所述視盤輪廓圖形，調(diào)整所述編碼網(wǎng)絡(luò)輸出的特征圖對應(yīng)的特征表示。
8、可選的，所述將所述待分割眼底圖像和所述視盤輪廓圖形輸入已訓(xùn)練
9、將所述待分割眼底圖像輸入所述編碼網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不同分辨率的特征提取，得到第一特征圖；
10、將所述第一特征圖和所述視盤輪廓圖形輸入所述圖卷積網(wǎng)絡(luò)，利用所述視盤輪廓圖形中的圖形信息，調(diào)整所述第一特征圖對應(yīng)的特征表示，得到第二特征圖；
11、將所述第二特征圖輸入所述解碼網(wǎng)絡(luò)，依據(jù)所述編碼網(wǎng)絡(luò)提取到的不同分辨率的特征圖進(jìn)行解碼處理，得到第三特征圖；所述不同分辨率的特征圖是指在所述第一特征圖之前被所述編碼網(wǎng)絡(luò)提取到特征圖；
12、通過單位卷積層對所述第三特征圖進(jìn)行處理，輸出所述待分割眼底圖像的視盤分割圖像。
13、可選的，所述編碼網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)編碼塊，每個(gè)所述編碼塊包括依次連接的兩個(gè)卷積層和最大池化層，各所述卷積層具有相同尺寸的卷積核，以按照相同步長進(jìn)行卷積處理；
14、將所述待分割眼底圖像輸入所述編碼網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不同分辨率的特征提取，得到第一特征圖，包括：
15、將所述待分割眼底圖像輸入所述編碼網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過依次連接的多個(gè)編碼塊各自的所述卷積層的卷積處理以及所述最大池化層的處理，對最后一個(gè)所述編碼塊的所述最大池化層輸出特征圖進(jìn)行特征提取，得到第一特征圖；
16、其中，所述多個(gè)編碼塊各自的第二個(gè)卷積層輸出的特征圖的分辨率之間的比例關(guān)系依據(jù)所述步長確定。
17、可選的，所述解碼網(wǎng)絡(luò)包括與所述編碼網(wǎng)絡(luò)所包含的所述編碼塊數(shù)量相同的解碼塊，每個(gè)所述解碼塊包括依次連接的上采樣層、特征融合層和卷積層；所述解碼塊中卷積層與所述編碼塊中卷積層的卷積核尺寸和步長相同；
18、所述將所述第二特征圖輸入所述解碼網(wǎng)絡(luò)，依據(jù)所述編碼網(wǎng)絡(luò)提取到的不同分辨率的特征圖進(jìn)行解碼處理，得到第三特征圖，包括：
19、將所述第二特征圖輸入所述解碼網(wǎng)絡(luò)的第一個(gè)所述解碼塊，依據(jù)所述編碼網(wǎng)絡(luò)中對應(yīng)所述編碼塊的第二個(gè)卷積層輸出的特征圖，經(jīng)過多個(gè)所述解碼塊的解碼處理，得到最后一個(gè)所述解碼塊的卷積層輸出的第三特征圖；
20、其中，在每一個(gè)所述解碼塊的解碼處理過程中，由所述解碼塊的特征融合層對上采樣層輸出的特征圖，與所述編碼網(wǎng)絡(luò)中對應(yīng)所述編碼塊的第二個(gè)卷積層輸出的特征圖進(jìn)行相加處理，將得到的融合特征圖輸入所述解碼塊的卷積層進(jìn)行特征提取，以將提取到的特征圖輸入下一個(gè)所述解碼塊繼續(xù)進(jìn)行解碼處理。
21、可選的，所述獲取所述待分割眼底圖像中的視盤區(qū)域的類激活映射圖，包括：
22、按照預(yù)設(shè)尺寸對所述待分割眼底圖像進(jìn)行裁剪，得到對應(yīng)的多個(gè)切片圖像；所述預(yù)設(shè)尺寸小于所述待分割眼底圖像中視盤區(qū)域尺寸；
23、獲得所述多個(gè)切片圖像各種的圖像類別標(biāo)簽；所述圖像類別標(biāo)簽用于指示對應(yīng)的所述切片圖像中是否包含至少部分視盤區(qū)域；
24、依據(jù)所述圖像類別標(biāo)簽，對包含至少部分視盤區(qū)域的多個(gè)所述切片圖像進(jìn)行類激活映射處理，獲得所述待分割眼底圖像中的視盤區(qū)域的類激活映射圖。
25、可選的，所述依據(jù)所述類激活映射圖，獲得所述待分割眼底圖像中的視盤輪廓圖形，包括：
26、通過最遠(yuǎn)點(diǎn)采樣方式，對所述類激活映射圖進(jìn)行點(diǎn)云采樣，得到針對視盤區(qū)域的預(yù)設(shè)數(shù)量個(gè)采樣點(diǎn)位置；其中，在所述點(diǎn)云采樣時(shí)的初始采樣點(diǎn)為隨機(jī)采樣點(diǎn)或與點(diǎn)云中心距離最大的采樣點(diǎn)；
27、利用所述預(yù)設(shè)數(shù)量個(gè)采樣點(diǎn)位置，構(gòu)成所述視盤區(qū)域的第一視盤輪廓信息；
28、對所述第一視盤輪廓信息進(jìn)行下采樣，得到具有與已訓(xùn)練的視盤分割模型相匹配的分辨率的第二視盤輪廓信息；
29、利用所述第二視盤輪廓信息，構(gòu)建針對所述待分割眼底圖像的視盤輪廓圖形。
30、可選的，所述編碼網(wǎng)絡(luò)和所述解碼網(wǎng)絡(luò)的各卷積層都是由3×3尺寸的卷積核，在輸入的特征圖間隔一個(gè)像素移動(dòng)后進(jìn)行卷積操作；
31、所述圖卷積網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)疊加的圖卷積層，所輸出特征圖中每個(gè)特征點(diǎn)能夠依據(jù)來自高階鄰域的信息進(jìn)行調(diào)整，所述高階鄰域的信息依據(jù)所述視盤輪廓圖形表征的視盤輪廓的不同特征點(diǎn)之間的連接關(guān)系確定。
32、另一方面，本申請還提出了一種眼底圖像視盤分割裝置，所述裝置包括：
33、待分割眼底圖像獲得模塊，用于獲得待分割眼底圖像；
34、類激活映射圖獲取模塊，用于獲取所述待分割眼底圖像中的視盤區(qū)域的類激活映射圖；
35、視盤輪廓圖形獲得模塊，用于依據(jù)所述類激活映射圖，獲得所述待分割眼底圖像中的視盤輪廓圖形；
36、視盤分割模塊，用于將所述待分割眼底圖像和所述視盤輪廓圖形輸入已訓(xùn)練的視盤分割模型，輸出視盤分割圖像；
37、其中，所述視盤分割模型包括依次連接的編碼網(wǎng)絡(luò)、圖卷積網(wǎng)絡(luò)和解碼網(wǎng)絡(luò)，所述編碼網(wǎng)絡(luò)和所述解碼網(wǎng)絡(luò)均基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，所述圖卷積網(wǎng)絡(luò)能夠依據(jù)所述視盤輪廓圖形，調(diào)整所述編碼網(wǎng)絡(luò)輸出的特征圖對應(yīng)的特征表示。
38、又一方面，本申請還提出了一種電子設(shè)備，包括：
39、通信模塊；
40、存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)如上述的眼底圖像視盤分割方法的程序；
41、處理器，用于加載執(zhí)行所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的程序，以實(shí)現(xiàn)如上述的眼底圖像視盤分割方法。
42、又一方面，本申請還提出了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有至少一組計(jì)算機(jī)指令集，所述計(jì)算機(jī)指令集由處理器加載執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)如上述的眼底圖像視盤分割方法。
43、可見，本本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種眼底圖像視盤分割方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述待分割眼底圖像和所述視盤輪廓圖形輸入已訓(xùn)練的視盤分割模型，輸出視盤分割圖像，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述編碼網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)編碼塊，每個(gè)所述編碼塊包括依次連接的兩個(gè)卷積層和最大池化層，各所述卷積層具有相同尺寸的卷積核，以按照相同步長進(jìn)行卷積處理；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述解碼網(wǎng)絡(luò)包括與所述編碼網(wǎng)絡(luò)所包含的所述編碼塊數(shù)量相同的解碼塊，每個(gè)所述解碼塊包括依次連接的上采樣層、特征融合層和卷積層；所述解碼塊中卷積層與所述編碼塊中卷積層的卷積核尺寸和步長相同；
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述獲取所述待分割眼底圖像中的視盤區(qū)域的類激活映射圖，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述依據(jù)所述類激活映射圖，獲得所述待分割眼底圖像中的視盤輪廓圖形，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述編碼網(wǎng)絡(luò)和所述解碼網(wǎng)絡(luò)的各
8.一種眼底圖像視盤分割裝置，其特征在于，所述裝置包括：
9.一種電子設(shè)備，其特征在于，所述電子設(shè)備包括：
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，其上存儲(chǔ)有至少一組計(jì)算機(jī)指令集，所述計(jì)算機(jī)指令集由處理器加載執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的眼底圖像視盤分割方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種眼底圖像視盤分割方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述待分割眼底圖像和所述視盤輪廓圖形輸入已訓(xùn)練的視盤分割模型，輸出視盤分割圖像，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述編碼網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)編碼塊，每個(gè)所述編碼塊包括依次連接的兩個(gè)卷積層和最大池化層，各所述卷積層具有相同尺寸的卷積核，以按照相同步長進(jìn)行卷積處理；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述解碼網(wǎng)絡(luò)包括與所述編碼網(wǎng)絡(luò)所包含的所述編碼塊數(shù)量相同的解碼塊，每個(gè)所述解碼塊包括依次連接的上采樣層、特征融合層和卷積層；所述解碼塊中卷積層與所述編碼塊中卷積層的卷積核尺寸和步長相同；
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：欒欣澤，王曉婷，劉新穎，何星儒，胡深明，
申請(專利權(quán))人：遼寧何氏醫(yī)學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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