專利名稱:基于小波變換的膠囊內(nèi)窺鏡圖像檢索方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種醫(yī)學(xué)圖像處理方法,具體來(lái)說(shuō)涉及一種基于小波變換的膠囊內(nèi)窺 鏡圖像檢索方法。
背景技術(shù):
2001年世界首套膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)獲美國(guó)FDA批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床,至2010年底世界已有 超過(guò)100萬(wàn)人接受了膠囊內(nèi)鏡檢查,由于膠囊內(nèi)鏡檢查無(wú)痛苦,且可觀察到自口至肛門的 消化道全程,因此,目前已成為消化道疾病診斷的一個(gè)重要檢查手段,但膠囊內(nèi)鏡的圖像量 巨大,按每秒拍攝兩張照片計(jì),6-8小時(shí)的檢查過(guò)程產(chǎn)生的圖片量達(dá)43200-57600張,所有 這些圖片全憑醫(yī)生逐張仔細(xì)判讀以作出正確的診斷,其閱片工作量巨大,需花費(fèi)大量時(shí)間, 極易疲勞而漏掉有價(jià)值的診斷信息,診斷效率極其低下,難于應(yīng)付較大的檢查量,因此,膠 囊內(nèi)鏡圖像的人工判讀已成為制約其發(fā)展的瓶頸,為提高閱片速度,減輕閱片醫(yī)生的勞動(dòng) 強(qiáng)度和提高診斷效率,研制膠囊內(nèi)鏡圖像的識(shí)別與自動(dòng)分析系統(tǒng)有重要的實(shí)用價(jià)值。由于膠囊內(nèi)鏡面世時(shí)間僅短短9年,有關(guān)膠囊內(nèi)鏡的研究目前主要著重于臨床應(yīng) 用及儀器性能等方面,對(duì)圖像的自動(dòng)分析和特征識(shí)別等方面國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)研究報(bào)導(dǎo)。膠囊 內(nèi)鏡的圖像數(shù)量每例患者均達(dá)數(shù)萬(wàn)張,但其中只有極少數(shù)照片能反映病變具有診斷價(jià)值。 按我院118例膠囊內(nèi)鏡檢查的初步分析,平均只有約0. 的圖片有診斷價(jià)值。根據(jù)我們的 初步研究,消化道的病變盡管千變?nèi)f化,但反映在內(nèi)鏡圖片上的特征是有限的,如隆起、凹 陷、膨大、縮小,顏色異常等。圖像一般都具有豐富、穩(wěn)定的紋理特征,紋理表達(dá)的內(nèi)容可以看成是一種顏色的 空間分布信息,將紋理信息和顏色信息相結(jié)合得到的結(jié)果更加符合人類的視覺(jué),常用的紋 理表達(dá)方法有灰度共生矩陣法。近年來(lái)小波變換在圖像處理領(lǐng)域應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛,有 相關(guān)研究將小波變換應(yīng)用于基于內(nèi)容的圖像檢索(CBIR)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于小波變換的膠囊內(nèi)窺鏡圖像檢索方法,該方法用 于膠囊內(nèi)鏡圖像的處理過(guò)程中,采用膠囊內(nèi)鏡圖像與病變圖片比較篩選的方法,從待檢測(cè) 病例中檢索出異常圖片,從而減輕閱片醫(yī)生的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高診斷效率。本發(fā)明的目的可通過(guò)以下的技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)一種基于小波變換的膠囊內(nèi)窺鏡圖 像檢索方法,包括以下步驟(1)建立膠囊內(nèi)窺鏡彩色圖像庫(kù)所述圖像庫(kù)中包括標(biāo)準(zhǔn)病例圖像和待檢圖像;(2)將圖像庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)病例圖像和待檢圖像庫(kù)圖像的顏色空間轉(zhuǎn)換成HSI型;所 述HSI型的圖像包括色相(Hue)分量、飽和度(Saturation)分量和亮度(Intensity)分 量;(3)對(duì)步驟( 處理后的圖像的HIS各分量進(jìn)行低頻波段信息提取(4)采用歐式距離計(jì)算步驟(;3)處理后的標(biāo)準(zhǔn)病例圖像和每幅待檢圖像之間的特征相似度;所述特征相似度的計(jì)算過(guò)程為分別計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)病例圖像和待檢圖像之間在H、I、 S這三個(gè)分量的低頻波段信息上的歐氏距離,對(duì)三個(gè)分量的歐氏距離各分配一個(gè)權(quán)值,所述 特征相似度值等于三個(gè)分量的歐氏距離分別乘以各自的權(quán)值后的和值; (5)按照特征相似度的值的由小到大地順序?qū)⒋龣z圖像依次排序輸出。所述步驟 (2)中將圖像的RGB顏色空間轉(zhuǎn)換成HSI型的公式為
權(quán)利要求
1.一種基于小波變換的膠囊內(nèi)窺鏡圖像檢索方法,其特征在于包括以下步驟(1)建立膠囊內(nèi)窺鏡彩色圖像庫(kù)所述圖像庫(kù)中包括標(biāo)準(zhǔn)病例圖像和待檢圖像;(2)將圖像庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)病例圖像和待檢圖像庫(kù)圖像的顏色空間轉(zhuǎn)換成HSI型;所述HSI 型的圖像包括三個(gè)分量色相分量、飽和度分量和亮度分量;(3)對(duì)步驟( 處理后的圖像的HIS各分量進(jìn)行低頻波段信息提取(4)采用歐式距離計(jì)算步驟(;3)處理后的標(biāo)準(zhǔn)病例圖像和每幅待檢圖像之間的特征相 似度;所述特征相似度的計(jì)算過(guò)程為分別計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)病例圖像和待檢圖像之間在H、I、S這 三個(gè)分量的低頻波段信息上的歐氏距離,對(duì)三個(gè)分量的歐氏距離各分配一個(gè)權(quán)值,所述特 征相似度值等于三個(gè)分量的歐氏距離分別乘以各自的權(quán)值后的和值;(5)按照特征相似度的值的由小到大地順序?qū)⒋龣z圖像依次排序輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小波變換的膠囊內(nèi)窺鏡圖像檢索方法,其特征在于所 述步驟O)中將圖像的RGB顏色空間轉(zhuǎn)換成HSI型的公式為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小波變換的膠囊內(nèi)窺鏡圖像檢索方法,其特征在于所 述步驟C3)的低頻波段信息提取過(guò)程為采用塔式小波變換方式,對(duì)步驟( 處理后的圖像 的HSI各分量進(jìn)行三層塔式小波變換,得到圖像的HSI各個(gè)分量的低頻波段信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小波變換的膠囊內(nèi)窺鏡圖像檢索方法,其特征在于所 述步驟(3)中塔式小波變換的基函數(shù)為道比奇小波函數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小波變換的膠囊內(nèi)窺鏡圖像檢索方法,其特征在于所 述步驟中特征相似度的計(jì)算公式為D (q, t) = w_H*D (qH, tH) +w_S*D (qs, ts) +w_I*D ( ,tx)其中,D(q, t)表示標(biāo)準(zhǔn)病例圖像與待檢圖像這兩幅圖像的特征相似度,D(qH,tH)表示 HSI型的標(biāo)準(zhǔn)病例圖像與待檢圖像在H分量上低頻波段信息上的歐式距離,D(qs,ts)表示 HSI型的標(biāo)準(zhǔn)病例圖像與待檢圖像在S分量上低頻波段信息上的歐式距離,D(Qi, tx)表示 HSI型的標(biāo)準(zhǔn)病例圖像與待檢圖像在I分量上低頻波段信息上的歐式距離,W_H,w_S,w_I分 別代表H、S、I分量的歐氏距離的權(quán)值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的基于小波變換的膠囊內(nèi)窺鏡圖像檢索方法,其特征在于所述歐式距離公式為
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的基于小波變換的膠囊內(nèi)窺鏡圖像檢索方法,其特征在于 所述H、S、I分量的歐氏距離的權(quán)值中H分量的權(quán)重大于S或者I分量的權(quán)值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于小波變換的膠囊內(nèi)窺鏡圖像檢索方法,包括以下步驟建立圖像庫(kù)所述圖像庫(kù)中包括標(biāo)準(zhǔn)病例圖像和待檢圖像;將圖像庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)病例圖像和待檢圖像庫(kù)圖像的顏色空間轉(zhuǎn)換成HSI型;處理后的圖像的HSI各個(gè)分量進(jìn)行低頻波段信息提取采用歐式距離計(jì)算處理后的標(biāo)準(zhǔn)病例圖像和每幅待檢圖像之間的特征相似度;則疑似病例圖像為特征相似度較低的待檢圖像。本方法用于膠囊內(nèi)鏡圖像的處理過(guò)程中,采用膠囊內(nèi)鏡圖像與病變圖片比較篩選的方法,從待檢測(cè)病例中檢索出異常圖片,從而減輕閱片醫(yī)生的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高診斷效率。
文檔編號(hào)G06F17/30GK102117329SQ20111005232
公開日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者劉哲星, 劉思德, 葉山亮, 呂慶文, 李凱旋, 潘建南, 陳宇軒 申請(qǐng)人:南方醫(yī)科大學(xué)