一種基于形態(tài)學(xué)特征的白帶中霉菌的自動(dòng)檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于形態(tài)學(xué)特征的白帶中霉菌的自 動(dòng)檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 白帶霉菌檢測(cè)是診斷霉菌性陰道炎的檢查方法。通常的檢測(cè)方法是將白帶與10% KOH溶液混合制成玻片，由醫(yī)生在顯微鏡下觀察。玻片在顯微鏡下可以看到橢圓形霉菌、芽 孢及細(xì)胞發(fā)芽伸長(zhǎng)而形成的假菌絲。這種檢查方式是憑借醫(yī)務(wù)人員自身的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)診斷 病癥，摻雜了較多主觀因素，存在速度和精度的不足。隨著計(jì)算機(jī)數(shù)字圖像技術(shù)的不斷發(fā) 展，利用自動(dòng)化系統(tǒng)檢測(cè)已經(jīng)成為趨勢(shì)，使用計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理代替人工處理可以提高工作 效率和檢測(cè)質(zhì)量。對(duì)白帶顯微圖像使用其形態(tài)學(xué)特征，通過(guò)形態(tài)學(xué)運(yùn)算分割霉菌并提取特 征，利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢測(cè)，快速有效地檢測(cè)出霉菌，避免了人工檢測(cè)速度慢，勞動(dòng)強(qiáng)度大，易 受主觀因素影響等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是針對(duì)醫(yī)院白帶檢測(cè)中現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)了一種基于形態(tài)學(xué)特 征的白帶中霉菌的自動(dòng)檢測(cè)方法，從而達(dá)到簡(jiǎn)便、高效、準(zhǔn)確的檢測(cè)出白帶中霉菌的目的。
[0004] 本發(fā)明技術(shù)方案是一種基于形態(tài)學(xué)特征的白帶中霉菌的自動(dòng)檢測(cè)方法，該方法包 括建立訓(xùn)練人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)階段和實(shí)際檢測(cè)階段：
[0005] 建立訓(xùn)練人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)階段包括：
[0006] 步驟1 :人工獲得白帶樣本溶液中的多個(gè)霉菌樣本圖像；
[0007] 步驟2 :對(duì)步驟1獲得樣本圖像進(jìn)行灰度處理，再形態(tài)學(xué)底帽變換，再對(duì)底帽圖像 進(jìn)行二值化處理，最后獲得樣本圖像連通區(qū)域的面積、周長(zhǎng)、圓形度、圓形個(gè)數(shù)和凹點(diǎn)個(gè)數(shù) 等特征；
[0008] 步驟3 :使用步驟2獲得的樣本霉菌圖像的各種特征來(lái)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，直到獲得滿 意的訓(xùn)練結(jié)果。
[0009] 實(shí)際檢測(cè)階段包括：
[0010] 步驟1:使用顯微鏡采集白帶樣本溶液的圖像；
[0011] 步驟2 :對(duì)步驟1采集的顯微圖像進(jìn)行灰度化，得到灰度圖像；
[0012] 步驟3 :對(duì)步驟2得到的灰度圖像進(jìn)行二值化處理，得到二值圖像；
[0013] 步驟4 :對(duì)步驟3得到的二值圖像中白色連通區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記，記錄各個(gè)連通區(qū)域的 位置，得到標(biāo)記圖像；
[0014] 步驟5 :對(duì)步驟4得到的每個(gè)標(biāo)記圖像計(jì)算其面積、周長(zhǎng)，根據(jù)設(shè)定的閾值進(jìn)行逐 個(gè)對(duì)比，刪除不為霉菌的連通區(qū)域；
[0015] 步驟6 :對(duì)步驟5保留下來(lái)的連通區(qū)域標(biāo)記其坐標(biāo)，在步驟2獲得的圖像中復(fù)制出 一幅面積盡可能小的但包含整個(gè)標(biāo)記連通區(qū)域的矩形圖像；
[0016] 步驟7 :對(duì)步驟6得到的每個(gè)矩形圖像進(jìn)行二值化，得到每個(gè)矩形圖像的二值圖；
[0017] 步驟8 :對(duì)步驟7得到的每個(gè)矩形二值圖中標(biāo)記連通域并計(jì)算每個(gè)連通域的面積， 每個(gè)矩形圖像中僅保留面積最大的連通域；
[0018] 步驟9 :對(duì)步驟8得到的連通域分別統(tǒng)計(jì)其面積、周長(zhǎng)、圓形度、圓形個(gè)數(shù)和凹點(diǎn)個(gè) 數(shù)等特征，計(jì)算每個(gè)區(qū)域的特征值；
[0019] 步驟10 :對(duì)步驟9計(jì)算出的每個(gè)區(qū)域的特征值與霉菌的標(biāo)準(zhǔn)特征值進(jìn)行對(duì)比，刪 除與霉菌特征不相符的區(qū)域；
[0020] 步驟11 :對(duì)步驟10保留下來(lái)的區(qū)域特征輸入之前建立的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，由人工神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)判斷是否為霉菌；
[0021] 步驟12 :統(tǒng)計(jì)霉菌數(shù)量，輸出結(jié)果數(shù)據(jù)。
[0022] 其中所述建立訓(xùn)練人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)階段中的步驟3的具體步驟為：
[0023] 步驟3. 1 :建立BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，輸入層包括5個(gè)結(jié)點(diǎn)，輸出層為1個(gè)結(jié)點(diǎn)，設(shè)置 隱含層2層，2層的結(jié)點(diǎn)數(shù)分別為8、8,激活函數(shù)為S型Sigmoid函數(shù)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重 和閾值采用隨機(jī)初始化；
[0024] 步驟3. 2 :將訓(xùn)練的霉菌和雜質(zhì)樣本輸入人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，輸入面積、周長(zhǎng)、圓 形度、圓形個(gè)數(shù)和凹點(diǎn)個(gè)數(shù)等特征，期望輸出設(shè)置1為霉菌，〇為雜質(zhì)，訓(xùn)練樣本直到期望輸 出與實(shí)際輸出誤差小于〇. 0001，完成人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練。
[0025] 所述實(shí)際檢測(cè)階段步驟3的具體步驟為：
[0026] 步驟3-1 :對(duì)灰度圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)底帽變換，得到底帽變換圖像；
[0027] 步驟3-2 :對(duì)底帽圖像使用最大類間方差法得到的灰度閾值；
[0028] 步驟3-3 :將底帽圖像各像素點(diǎn)灰度值與灰度閾值比較，若大于閾值則對(duì)該點(diǎn)灰 度賦值255,若小于閾值則對(duì)該點(diǎn)灰度賦值0,得到二值圖像。
[0029] 所述實(shí)際檢測(cè)階段中步驟5的具體步驟為：
[0030] 步驟5-1 :計(jì)算連通區(qū)域的面積，經(jīng)過(guò)面積篩選保留面積在500~2500之間的連 通區(qū)域；
[0031] 步驟5-2 :計(jì)算剩下連通區(qū)域的周長(zhǎng)，保留周長(zhǎng)在90~300之間的連通區(qū)域。
[0032] 所述實(shí)際檢測(cè)階段中步驟7的具體步驟為：
[0033] 步驟7-1 :對(duì)灰度圖像使用最大類間方差法得到的灰度閾值；
[0034] 步驟7-2 :將灰度圖像各像素點(diǎn)灰度值與灰度閾值比較，若大于閾值則對(duì)該點(diǎn)灰 度賦值〇,若小于閾值則對(duì)該點(diǎn)灰度賦值255,得到取反的二值圖像。
[0035] 所述實(shí)際檢測(cè)階段中步驟8的具體步驟為：
[0036] 步驟8-1 :對(duì)每個(gè)區(qū)域的二值圖像進(jìn)行連通域標(biāo)記；
[0037] 步驟8-2 :計(jì)算每個(gè)區(qū)域所有標(biāo)記連通域的面積，找到面積最大的連通區(qū)域；
[0038] 步驟8-3 :把圖像中在最大連通域位置的像素值賦值255,其他所有點(diǎn)的像素值賦 值0〇
[0039] 所述實(shí)際檢測(cè)階段中步驟9的具體步驟為：
[0040] 步驟9-1 :計(jì)算每個(gè)區(qū)域的面積和周長(zhǎng)；
[0041] 步驟9-2 :計(jì)算圓形度，圓形度計(jì)算公式為：
[0042]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于形態(tài)學(xué)特征的白帶中霉菌的自動(dòng)檢測(cè)方法，該方法包括建立訓(xùn)練人工神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)階段和實(shí)際檢測(cè)階段： 建立訓(xùn)練人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)階段包括： 步驟1;人工獲得白帶樣本溶液中的多個(gè)霉菌樣本圖像； 步驟2 ;對(duì)步驟1獲得樣本圖像進(jìn)行灰度處理，再形態(tài)學(xué)底帽變換，再對(duì)底帽圖像進(jìn)行 二值化處理，最后獲得樣本圖像連通區(qū)域的面積、周長(zhǎng)、圓形度、圓形個(gè)數(shù)和凹點(diǎn)個(gè)數(shù)等特 征； 步驟3 ;使用步驟2獲得的樣本霉菌圖像的各種特征來(lái)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，