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专利号: 2018104544544
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于多通道多分类器的胰腺囊性肿瘤CT图像分类方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

1)对原始图像进行调节窗宽窗位操作,Canny边缘检测以及梯度幅值计算来加强边缘特征,过程如下:

1.1)调节窗宽窗位:通过调节窗宽窗位来观察不同密度正常组织或病灶,经过调节,组织和病变以不同的模拟灰度显示;大于等于窗宽,像素值以全白显示;相反,小于窗宽时,像素值将全黑显示,窗宽窗位与像素值之间的关系:window width=MaxValue-MinValue其中MaxValue和MinValue分别表示在设定窗宽窗位下的最大、最小像素值,window width表示窗宽,window level表示窗位;

1.2)Canny边缘检测:利用原始图像检测肿瘤边缘,过程为:

1.2.1)用高斯滤波器来平滑图像并滤除噪声;

1.2.2)计算图像中每个像素的梯度强度和方向;

1.2.3)应用非最大抑制NMS来消除边缘检测的虚假响应;

1.2.4)双阈值检测用于确定实际和可能的边缘;

1.2.5)通过抑制孤立的弱边来完成边缘检测;

1.3)计算梯度幅值:计算图像上每个像素点I(x,y)的梯度幅值,Ix(x,y)=I(x+1,y)-I(x-1,y)Iy(x,y)=I(x,y+1)-I(x,y-1)其中,I(x,y)表示在坐标(x,y)下的像素值,Ix(x,y)表示像素点在x方向上灰度值的变化,Iy(x,y)表示像素点在y方向上灰度值的变化,M(x,y)表示梯度幅值;

2)运用ResNet对多通道图进行端到端的训练,把pool5层的输出作为提取到的特征,分别用Bayesian分类器和KNN分类器进行分类,得到分类概率,过程如下:

2.1)Bayesian分类器:通过最大后验概率进行单点估计,而且每个特征都相互独立,并独立影响分类结果;

其中,c表示各类胰腺囊性肿瘤,P(c|x)表示在特征向量x下的该类胰腺囊性肿瘤的概率,P(c)表示该类胰腺囊性肿瘤的概率,P(x|c)表示在该类胰腺囊性肿瘤下,各类特征的概率,n是特征总维度,xi是在特征向量x的第i个维度上的值,由于每个特征相互独立,每一类胰腺囊性肿瘤的特征概率P(x)是相同的,化简为:通过训练,获得先验概率P(c)并估计每个维度特征的条件概率P(xi|c);

2.2)KNN分类器:查找某一特征在特征空间中的大多数相邻样本来判断属于某个类别,使用欧几里得距离来确定样本之间的距离:其中,i表示特征维度,x1i和x2i表示两个样本在第i维的特征值;

3)运用随机森林分类器对上述得到的2种不同的概率进行分类得到最终结果,随机森林由多个决策树组成,过程如下:

3.1)分别计算2种分类器得到的概率集包含的信息熵H(Y):其中,n表示特征维度,pi表示第i维上的特征值,

3.2)特征值的连续性,将特征值从小到大排列,并且中间点(pi+pi+1)/2是候选分区点;

3.3)检查这些分区点并选择最佳分区点X,使信息增益G最大:其中, 表示在样本Y基于分区点X的信息增益, 表示基于分区点X将样本Y分为表示在各类概率p上取值大于X的样本, 表示在各类概率p上取值不大于X的样本;

得到最终的分类结果。