基于無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡圖像的出血檢測(cè)算法研究及應(yīng)用.pdf

1、無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡作為消化道疾病的檢測(cè)工具，無(wú)創(chuàng)傷、無(wú)痛苦、無(wú)盲點(diǎn)、安全衛(wèi)生、操作方便不影響患者的日常生活，克服了傳統(tǒng)的插入式內(nèi)窺鏡檢查不全面和給患者帶來(lái)痛苦的缺點(diǎn)，已成為醫(yī)療器械研究的熱點(diǎn)。無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡能將胃腸的內(nèi)部情況，通過(guò)彩色照片呈現(xiàn)出來(lái)，每個(gè)患者將產(chǎn)生4-6萬(wàn)張圖片，需要專業(yè)的醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行查看，以判斷消化道是否發(fā)生病變，這對(duì)醫(yī)務(wù)人員的注意力和時(shí)間都是一個(gè)巨大考驗(yàn)，同時(shí)也是膠囊內(nèi)鏡推廣應(yīng)用的絆腳石，因此需要計(jì)算機(jī)智能技術(shù)對(duì)病變范圍做

2、一個(gè)初步的預(yù)測(cè)。本文主要針對(duì)的疾病是胃腸出血，胃腸出血是許多惡性疾病的預(yù)兆信號(hào)，因此需要早發(fā)現(xiàn)，采取措施。
　　本文的核心研究是圖像的預(yù)處理和基于顏色特征的內(nèi)窺鏡圖像出血檢測(cè)問(wèn)題。無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡拍攝到的圖片會(huì)因光照不足、消化液遮擋、食物殘?jiān)趽?、氣?br>　　遮擋等原因，導(dǎo)致圖像部分區(qū)域不包含有效信息，會(huì)對(duì)后續(xù)的出血檢測(cè)造成干擾。在hsv顏色空間分析每種無(wú)效區(qū)域的通道取值，通過(guò)限制hsv三個(gè)顏色通道的范圍，刪除圖片中黑暗的無(wú)效區(qū)

3、域，被渾濁消化液和食物殘?jiān)趽醯膮^(qū)域；多數(shù)明顯出血圖片中出血區(qū)域的面積小于有效面積的1/3，不明顯出血圖片中出血區(qū)域面積小于有效面積的1/5，并且顏色特征多為統(tǒng)計(jì)特征，正常區(qū)域過(guò)大會(huì)降低出血檢測(cè)的敏感性。超像素分割可以有效提取出血區(qū)域，但它在提升準(zhǔn)確度的同時(shí)也增加了計(jì)算量。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)出血區(qū)域的飽和度比正常區(qū)域的飽和度高，對(duì)于明顯出血可以有效提高出血區(qū)域的比例，因此本文通過(guò)提取高飽和度區(qū)域和超像素分割來(lái)提高出血區(qū)域的相對(duì)面積。同時(shí)對(duì)去除

4、無(wú)效區(qū)域和提取高飽和度區(qū)域過(guò)程中損失的有效區(qū)域進(jìn)行分析。
　　在圖像出血檢測(cè)階段，對(duì)出血區(qū)域和非出血區(qū)域的顏色直方圖特征、顏色矩特征和紅色純度特征進(jìn)行分析，并根據(jù)出血像素和非出血像素特征值范圍的不同，進(jìn)一步對(duì)特征進(jìn)行量化降維。預(yù)處理階段損失了一部分有效區(qū)域，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析出血區(qū)域相對(duì)面積的大小對(duì)出血檢測(cè)的效果的影響。對(duì)樸素貝葉斯分類器、隨機(jī)森林分類器和支持向量機(jī)分類器的適用場(chǎng)景進(jìn)行分析，并分別在圖片級(jí)別和超像素級(jí)別進(jìn)行出血檢測(cè)，從而