用于處理尿液沉渣圖像的待處理區(qū)塊的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)，尤其涉及一種用于處理尿液沉渣圖像的待處理區(qū)塊的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在通常的尿液沉渣分析中，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(guò)從這些候選者區(qū)塊中去除明顯的背景區(qū)塊，檢測(cè)出待處理區(qū)塊。接著，對(duì)待處理區(qū)塊進(jìn)行處理。
[0003]目前對(duì)待處理區(qū)塊的處理主要有兩個(gè)方向。第一個(gè)方向是分類(lèi)，即將這些待處理區(qū)塊直接分類(lèi)為各種有形成分(如管形、上皮、紅細(xì)胞)區(qū)塊和與有形成分容易混淆的背景區(qū)塊。另一個(gè)方向是區(qū)塊檢索，它不直接將待處理區(qū)塊分類(lèi)，而是在數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索出以前存儲(chǔ)的與待處理區(qū)塊類(lèi)似的區(qū)塊。與分類(lèi)的結(jié)果是唯一的不同，區(qū)塊檢索可能檢索出多個(gè)類(lèi)似的區(qū)塊，提供給用戶，因此能提供給用戶更多的信息。用戶有可能會(huì)在多個(gè)類(lèi)似的區(qū)塊中進(jìn)行進(jìn)一步的選擇或判斷。
[0004]機(jī)器自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的分類(lèi)和區(qū)塊檢索，一般都采用機(jī)器學(xué)習(xí)的方式。規(guī)定若干用于分類(lèi)或區(qū)塊檢索的特征，組成特征集。先用大量訓(xùn)練樣本區(qū)塊組成訓(xùn)練樣本集，用于訓(xùn)練處理模型(分類(lèi)模型或區(qū)塊檢索模型)。對(duì)于訓(xùn)練樣本集中的每個(gè)訓(xùn)練樣本區(qū)塊，計(jì)算特征集中的特征，讓處理模型學(xué)習(xí)。這樣，當(dāng)訓(xùn)練好的處理模型接收到一個(gè)新的待處理區(qū)塊時(shí)，對(duì)該新的待處理區(qū)塊計(jì)算特征集中的特征，根據(jù)計(jì)算出的特征集中的特征，參考以前學(xué)習(xí)的結(jié)果，就能將其進(jìn)行分類(lèi)或?yàn)槠錂z索出以前存儲(chǔ)的類(lèi)似的圖像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例旨在提高對(duì)尿液沉渣圖像的待處理區(qū)塊的處理精度。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于處理尿液沉渣圖像的待處理區(qū)塊的方法，包括:計(jì)算待處理區(qū)塊的可變數(shù)目個(gè)局部特征向量，所述局部特征向量是代表待處理區(qū)塊的局部位置的特征的向量；將所述可變數(shù)目個(gè)局部特征向量劃分到固定數(shù)目個(gè)聚類(lèi)中，從而獲得該待處理區(qū)塊的固定數(shù)目個(gè)聚類(lèi)的統(tǒng)計(jì)直方圖向量，該統(tǒng)計(jì)直方圖向量反映了所述可變數(shù)目個(gè)局部特征向量在所述固定數(shù)目個(gè)聚類(lèi)中的統(tǒng)計(jì)分布；將所述統(tǒng)計(jì)直方圖向量作為區(qū)塊處理的特征集中的特征，對(duì)待處理區(qū)塊進(jìn)行處理。
[0007]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，所述可變數(shù)目個(gè)局部特征統(tǒng)計(jì)向量包括m個(gè)尺度不變特征變換(SIFT)特征向量和η個(gè)局部二值模式(LBP)特征向量，其中m和η為可變正整數(shù)。將所述可變數(shù)目個(gè)局部特征向量劃分到固定數(shù)目個(gè)聚類(lèi)中的步驟包括:將m個(gè)SIFT特征向量劃分到kl個(gè)聚類(lèi)中，將η個(gè)LBP特征向量劃分到k2個(gè)聚類(lèi)中，從而分別獲得SIFT特征向量的kl個(gè)聚類(lèi)的統(tǒng)計(jì)直方圖向量、以及LBP特征向量的k2個(gè)聚類(lèi)的統(tǒng)計(jì)直方圖向量，其中kl和k2是固定正整數(shù)。
[0008]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，將所述統(tǒng)計(jì)直方圖向量作為區(qū)塊處理的特征集中的特征對(duì)待處理區(qū)塊進(jìn)行處理的步驟包括:合并SIFT特征向量的kl個(gè)聚類(lèi)的統(tǒng)計(jì)直方圖向量、以及LBP特征向量的k2個(gè)聚類(lèi)的統(tǒng)計(jì)直方圖向量；將合并后的統(tǒng)計(jì)直方圖向量作為區(qū)塊處理的特征集中的特征對(duì)待處理區(qū)塊進(jìn)行處理。
[0009]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，計(jì)算待處理區(qū)塊的可變數(shù)目個(gè)局部特征向量的步驟包括:將待處理區(qū)塊轉(zhuǎn)換為灰度級(jí)待處理區(qū)塊，并計(jì)算灰度級(jí)待處理區(qū)塊的可變數(shù)目個(gè)局部特征統(tǒng)計(jì)向量。
[0010]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，所述待處理區(qū)塊包括管形、上皮、和易與有形成分混淆的背景的區(qū)塊。
[0011]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，在計(jì)算待處理區(qū)塊的可變數(shù)目個(gè)局部特征向量的步驟中，待處理區(qū)塊的m個(gè)SIFT特征向量如下計(jì)算:對(duì)待處理區(qū)塊和/或縮放后的待處理區(qū)塊施加接連的多次高斯濾波，以獲得多層區(qū)塊；通過(guò)計(jì)算所述多層區(qū)塊中的相鄰層區(qū)塊的各像素值的差，獲得相鄰層區(qū)塊之間的高斯差區(qū)塊，以形成多層高斯差區(qū)塊；對(duì)于所述多層高斯差區(qū)塊中的特定層高斯差區(qū)塊中的特定像素，判斷在該層高斯差區(qū)塊、上一層高斯差區(qū)塊、下一層高斯差區(qū)塊的以該特定像素為中心的3像素X3像素X3像素的立方體中，該特定像素的值是否為最大像素值或最小像素值，且如果是，將該特定像素的位置標(biāo)記為關(guān)鍵點(diǎn)，其中對(duì)于所述多層高斯差區(qū)塊，共標(biāo)記出m個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)；計(jì)算所述關(guān)鍵點(diǎn)的多個(gè)相鄰區(qū)域中的特定相鄰區(qū)域中像素的梯度值和梯度方向，其中將梯度方向近似到事先規(guī)定的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方向之一上；計(jì)算對(duì)于所述關(guān)鍵點(diǎn)的特定相鄰區(qū)域中像素在特定標(biāo)準(zhǔn)方向上的總梯度值，作為該關(guān)鍵點(diǎn)的SIFT特征向量在該特定相鄰區(qū)域該特定標(biāo)準(zhǔn)方向上的分量。
[0012]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，在計(jì)算待處理區(qū)塊的可變數(shù)目個(gè)局部特征向量的步驟中，待處理區(qū)塊的η個(gè)LBP特征向量如下計(jì)算:對(duì)于待處理區(qū)塊中的像素，通過(guò)將該像素的強(qiáng)度值與以該像素為中心的3像素Χ3像素的正方形中的其它像素的強(qiáng)度值比較，形成8位O或I組成的LBP碼，所述LBP碼的取值范圍是O至255中的整數(shù)；將待處理區(qū)塊分割成固定大小的窗口，其中共分割出η個(gè)固定大小的窗口 ；計(jì)算每個(gè)窗口的LBP特征向量，所述LBP特征向量是該窗口中像素的LBP碼值在0-255上的分布的直方圖。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還提供了一種用于處理尿液沉渣圖像的待處理區(qū)塊的裝置，包括:計(jì)算單元，被配置為計(jì)算待處理區(qū)塊的可變數(shù)目個(gè)局部特征向量，所述局部特征向量是代表待處理區(qū)塊的局部位置的特征的向量；劃分單元，被配置為將所述可變數(shù)目個(gè)局部特征統(tǒng)計(jì)向量劃分到固定數(shù)目個(gè)聚類(lèi)中，從而獲得該待處理區(qū)塊的固定數(shù)目個(gè)聚類(lèi)的統(tǒng)計(jì)直方圖向量，該統(tǒng)計(jì)直方圖向量反映了所述可變數(shù)目個(gè)局部特征統(tǒng)計(jì)向量在所述固定數(shù)目個(gè)聚類(lèi)中的統(tǒng)計(jì)分布；處理單元，被配置為將所述統(tǒng)計(jì)直方圖向量作為區(qū)塊處理的特征集中的特征，對(duì)待處理區(qū)塊進(jìn)行處理。
[0014]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，所述可變數(shù)目個(gè)局部特征向量包括m個(gè)SIFT特征向量和η個(gè)LBP特征向量，其中m和η為可變正整數(shù)。所述劃分單元進(jìn)一步被配置為向量劃分到kl個(gè)聚類(lèi)中，將η個(gè)LBP特征向量劃分到k2個(gè)聚類(lèi)中，從而分別獲得SIFT特征向量的kl個(gè)聚類(lèi)的統(tǒng)計(jì)直方圖向量、以及LBP特征向量的k2個(gè)聚類(lèi)的統(tǒng)計(jì)直方圖向量，其中kl和k2是固定正整數(shù)。
[0015]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，所述處理單元進(jìn)一步被配置為:合并SIFT特征向量的kl個(gè)聚類(lèi)的統(tǒng)計(jì)直方圖向量、以及LBP特征向量的k2個(gè)聚類(lèi)的統(tǒng)計(jì)直方圖向量；將合并后的統(tǒng)計(jì)直方圖向量作為區(qū)塊處理的特征集中的特征，對(duì)待處理區(qū)塊進(jìn)行處理。
[0016]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，所述計(jì)算單元進(jìn)一步被配置為:將待處理區(qū)塊轉(zhuǎn)換為灰度級(jí)待處理區(qū)塊，并計(jì)算灰度級(jí)待處理區(qū)塊的可變數(shù)目個(gè)局部特征向量。
[0017]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，所述待處理區(qū)塊包括管形、上皮、和易與有形成分混淆的背景的區(qū)塊。
[0018]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，計(jì)算單元進(jìn)一步被配置為如下計(jì)算待處理區(qū)塊的m個(gè)SIFT特征向量:對(duì)待處理區(qū)塊和/或縮放后的待處理區(qū)塊施加接連的多次高斯濾波，以獲得多層區(qū)塊；通過(guò)計(jì)算所述多層區(qū)塊中的相鄰層區(qū)塊的各像素值的差，獲得相鄰層區(qū)塊之間的高斯差區(qū)塊，以形成多層高斯差區(qū)塊；對(duì)于所述多層高斯差區(qū)塊中的特定層高斯差區(qū)塊中的特定像素，判斷在該層高斯差區(qū)塊、上一層高斯差區(qū)塊、下一層高斯差區(qū)塊的以該特定像素為中心的3像素X 3像素X 3像素的立方體中，該特定像素的值是否為最大像素值或最小像素值，且如果是，將該特定像素的位置標(biāo)記為關(guān)鍵點(diǎn)，其中對(duì)于所述多層高斯差區(qū)塊，共標(biāo)記出m個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)；計(jì)算所述關(guān)鍵點(diǎn)的多個(gè)相鄰區(qū)域中的特定相鄰區(qū)域中像素的梯度值和梯度方向，其中將梯度方向近似到事先規(guī)定的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方向之一上；計(jì)算對(duì)于所述關(guān)鍵點(diǎn)的特定相鄰區(qū)域中像素在特定標(biāo)準(zhǔn)方向上的總梯度值，作為該關(guān)鍵點(diǎn)的SIFT特征向量在特定相鄰區(qū)域特定標(biāo)準(zhǔn)方向上的分量，所述SIFT特征向量是在所述關(guān)鍵點(diǎn)的各相鄰區(qū)域中各標(biāo)準(zhǔn)方向上的像素總梯度值的統(tǒng)計(jì)直方圖。
[0019]在一種具體實(shí)現(xiàn)中，計(jì)算單元進(jìn)一步被配置為如下計(jì)算待處理區(qū)塊的η個(gè)LBP特征向量:對(duì)于待處理區(qū)塊中的像素，通過(guò)將該像素的強(qiáng)度值與以該像素為中心的3像素Χ3像素的正方形中的其它像素的強(qiáng)度值比較，形成8位O或I組成的LBP碼，所述LBP碼的取值范圍是O至255中的整數(shù)；將待處理區(qū)塊分割成固定大小的窗口，其中共分割出η個(gè)固定大小的窗口 ；計(jì)算每個(gè)窗口的LBP特征向量，所述LBP特征向量是該窗口中像素的LBP碼值在0-255上的分布的直方圖。
[0020]現(xiàn)有技術(shù)的特征集里的特征大多側(cè)重于待處理區(qū)塊的總體特征，如細(xì)胞總體的大小、形狀、外觀等，但對(duì)于一些有形成分(如管形、上皮等)來(lái)說(shuō)，它們的總體特征往往具有大的類(lèi)內(nèi)差異和高的跨類(lèi)相似性，因此不容易獲得滿意的處理精度。由于本發(fā)明實(shí)施例著眼于局部特征，而局部特征能夠降低類(lèi)內(nèi)差異并且表現(xiàn)出跨類(lèi)差異，因此大大提高了待處理區(qū)塊的處理精度。由于本發(fā)明實(shí)施例根據(jù)待處理區(qū)塊中包含信息量的不同采用可變數(shù)目個(gè)局部特征向量，對(duì)于包含信息量比較大的待處理區(qū)塊采用比較多的局部特征向量，對(duì)于背景等包含信息量比較小的待處理區(qū)塊采用比較少的局部特征向量，這樣的方式提高了