尿液沉渣分析方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及生物檢測(cè)，尤其涉及一種尿液沉渣分析方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在通常的尿液沉渣分析技術(shù)中，首先利用顯微成像系統(tǒng)拍攝尿液樣本圖像。然后，利用例如邊緣檢測(cè)等技術(shù)分割尿液樣本圖像中的候選者區(qū)塊。通過從這些候選者區(qū)塊中去除明顯的背景區(qū)塊，檢測(cè)出待分類區(qū)塊。然后，將這些待分類區(qū)塊分類為各種有形成分(如管形、上皮)區(qū)塊和與有形成分容易混淆的背景區(qū)塊。
[0003]目前的分類過程大多數(shù)通過人工鏡檢(MME)的方式。然而，MME耗費(fèi)大量時(shí)間，且容易產(chǎn)生不同觀察者鏡檢結(jié)果的差異。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)也提出過機(jī)器自動(dòng)的分類方法，其主要使用基于訓(xùn)練模型的分類器。例如，會(huì)利用一些對(duì)于區(qū)分各類有形成分和與有形成分容易混淆的背景區(qū)塊有幫助的特征，例如面積、圓形度、伸展度、梯度等組成特征集來訓(xùn)練分類器。分類器利用訓(xùn)練樣本集中已有的大量的訓(xùn)練樣本區(qū)塊，通過測(cè)算它們的特征(例如面積、圓形度、伸展度、梯度等)進(jìn)行訓(xùn)練。這樣，當(dāng)輸入新的待分類區(qū)塊后，訓(xùn)練好的分類器根據(jù)測(cè)算的該區(qū)塊的特征，對(duì)其進(jìn)行分類。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例旨在提高尿液沉渣分析的處理速度。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種尿液沉渣分析方法，包括:從多個(gè)尿液樣本圖像中去除低密度樣本圖像；從去除低密度樣本圖像的尿液樣本圖像中檢測(cè)候選者區(qū)塊；對(duì)候選者區(qū)塊進(jìn)行分類。
[0007]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，該方法還包括:利用候選者區(qū)塊的形狀特征，校正分類的結(jié)果。
[0008]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，從多個(gè)尿液樣本圖像中去除低密度樣本圖像的步驟包括:利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法，將所述多個(gè)尿液樣本圖像劃分成低密度樣本圖像、和中高密度樣本圖像；去除所述低密度樣本圖像，只留下所述中高密度樣本圖像。
[0009]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，從去除低密度樣本圖像的尿液樣本圖像中檢測(cè)候選者區(qū)塊的步驟包括:對(duì)去除低密度樣本圖像的尿液樣本圖像進(jìn)行多次濾波和降采樣，以獲得多層處于不同平滑級(jí)的圖像；將所述多層處于不同平滑級(jí)的圖像中相鄰層的圖像中的各對(duì)應(yīng)像素值相減，以獲得各相鄰層之間的濾波差圖像；對(duì)各濾波差圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，以檢測(cè)出候選者區(qū)塊。
[0010]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，將候選者區(qū)塊分類成各種有形成分區(qū)塊和易與有形成分區(qū)塊混淆的背景區(qū)塊的步驟包括:以隨機(jī)森林構(gòu)造分類器，所述隨機(jī)森林包括多個(gè)決策樹，每個(gè)決策樹分別對(duì)分類器的可選分類結(jié)果進(jìn)行投票，按照最多的投票數(shù)確定分類結(jié)果。
[0011]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，將候選者區(qū)塊分類成各種有形成分區(qū)塊和易與有形成分區(qū)塊混淆的背景區(qū)塊的步驟包括:以包含各種有形成分區(qū)塊和易與有形成分區(qū)塊混淆的背景區(qū)塊的訓(xùn)練樣本集訓(xùn)練分類器，其中如果訓(xùn)練樣本集各種有形成分區(qū)塊和易與有形成分區(qū)塊混淆的背景區(qū)塊中每種類型區(qū)塊的數(shù)目不均衡，對(duì)于數(shù)目較少的區(qū)塊類型，通過對(duì)其樣本區(qū)塊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和/或縮放構(gòu)造新樣本區(qū)塊，以補(bǔ)充該類型區(qū)塊的數(shù)目；以訓(xùn)練后的分類器對(duì)候選者區(qū)塊分類。
[0012]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，有形成分區(qū)塊包括管形區(qū)塊和上皮區(qū)塊。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種尿液沉渣分析裝置，包括:去除單元，被配置為從多個(gè)尿液樣本圖像中去除低密度樣本圖像；檢測(cè)單元，被配置為從去除低密度樣本圖像的尿液樣本圖像中檢測(cè)候選者區(qū)塊；分類單元，被配置為對(duì)候選者區(qū)塊分類。
[0014]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，該裝置還包括:校正單元，被配置為利用候選者區(qū)塊的形狀特征，校正分類的結(jié)果。
[0015]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，去除單元進(jìn)一步被配置為:利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法，將所述多個(gè)尿液樣本圖像劃分成低密度樣本圖像、和中高密度樣本圖像；去除所述低密度樣本圖像，只留下所述中高密度樣本圖像。
[0016]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，檢測(cè)單元進(jìn)一步被配置為:對(duì)去除低密度樣本圖像的尿液樣本圖像進(jìn)行多次濾波和降采樣，以獲得多層處于不同平滑級(jí)的圖像；將所述多層處于不同平滑級(jí)的圖像中相鄰層的圖像中的各對(duì)應(yīng)像素值相減，以獲得各相鄰層之間的濾波差圖像；對(duì)各濾波差圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，以檢測(cè)出候選者區(qū)塊。
[0017]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，分類單元進(jìn)一步被配置為:以隨機(jī)森林構(gòu)造分類器，所述隨機(jī)森林包括多個(gè)決策樹，每個(gè)決策樹分別對(duì)分類器的可選分類結(jié)果進(jìn)行投票，按照最多的投票數(shù)確定分類結(jié)果。
[0018]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，分類單元進(jìn)一步被配置為:以包含各種有形成分區(qū)塊和易與有形成分區(qū)塊混淆的背景區(qū)塊的訓(xùn)練樣本集訓(xùn)練分類器，其中如果訓(xùn)練樣本集各種有形成分區(qū)塊和易與有形成分區(qū)塊混淆的背景區(qū)塊中每種類型區(qū)塊的數(shù)目不均衡，對(duì)于數(shù)目較少的區(qū)塊類型，通過對(duì)其樣本區(qū)塊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和/或縮放構(gòu)造新樣本區(qū)塊，以補(bǔ)充該類型區(qū)塊的數(shù)目；以訓(xùn)練后的分類器對(duì)候選者區(qū)塊分類。
[0019]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，有形成分區(qū)塊包括管形區(qū)塊和上皮區(qū)塊。
[0020]由于本發(fā)明實(shí)施例先從多個(gè)尿液樣本圖像中快速識(shí)別出低密度樣本圖像，而低密度圖像中通常只包含背景，不需要進(jìn)一步的處理，且尿液樣本圖像中的大部分都是這種樣本圖像，因此首先將這些大量的、不需要后續(xù)處理的樣本圖像去掉，只對(duì)剩下的中高密度樣本圖像進(jìn)行后續(xù)處理，大大提高了尿液沉渣分析的處理效率。
[0021]另外，由于本發(fā)明的一種具體實(shí)現(xiàn)中，還在分類后利用候選者區(qū)塊的形狀特征校正分類的結(jié)果，因此提高了尿液沉渣分析的分類精度。
[0022]另外，由于本發(fā)明的一種具體實(shí)現(xiàn)中，還對(duì)去除低密度樣本圖像的尿液樣本圖像進(jìn)行多次濾波，以獲得多層處于不同平滑級(jí)的圖像，并將所述多層處于不同平滑級(jí)的圖像中相鄰層的圖像中的各對(duì)應(yīng)像素值相減，以獲得各相鄰層之間的濾波差圖像，然后再對(duì)各濾波差圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)。在這些濾波差圖像中，原來較為模糊的有形成分邊界等會(huì)變得清晰，因而減輕了現(xiàn)有技術(shù)中由于圖像失焦對(duì)分析結(jié)果準(zhǔn)確性帶來的影響。而且，在這些濾波差圖像中，背景區(qū)域中的尖峰會(huì)被平滑掉，有用信息區(qū)域會(huì)與背景區(qū)域的差別變得明顯，使得利用邊緣檢測(cè)來檢測(cè)候選者區(qū)塊更容易，進(jìn)一步提高了處理速度。
[0023]另外，由于本發(fā)明的一種具體實(shí)現(xiàn)中，還以包括多個(gè)決策樹的隨機(jī)森林構(gòu)造分類器，每個(gè)決策樹分別對(duì)分類器的分類結(jié)果進(jìn)行投票，按照最多的投票數(shù)確定分類結(jié)果，因此提高了分類的效率和精度。
[0024]另外，由于本發(fā)明的一種具體實(shí)現(xiàn)中，在以訓(xùn)練樣本集訓(xùn)練分類器時(shí)，如果訓(xùn)練樣本集中各種有形成分區(qū)塊和易與有形成分區(qū)塊混淆的背景區(qū)塊中每種類型區(qū)塊的數(shù)目不均衡，對(duì)于數(shù)目較少的區(qū)塊類型，通過對(duì)其樣本區(qū)塊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放構(gòu)造新樣本區(qū)塊，以補(bǔ)充該類型區(qū)塊的數(shù)目，因而減輕了訓(xùn)練樣本集中每種類型的區(qū)塊數(shù)目不均衡的影響，提高了分類的精度。
【附圖說明】
[0025]本發(fā)明的這些和其它的特征和優(yōu)點(diǎn)通過以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述將變得更加顯而易見。
[0026]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的尿液沉渣分析方法的流程圖。
[0027]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的尿液沉渣分析裝置的框圖。
[0028]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的尿液沉渣分析儀的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面，將結(jié)合