尿液有形成分分类方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物检测，尤其涉及一种尿液有形成分分类方法和装置。
【背景技术】
[0002] 在通常的尿沉渣分析技术中，首先利用显微系统拍摄尿液样本图像。然后，利用边 缘检测技术分割尿液样本图像中的微粒区块。从这些微粒区块中去除杂质微粒区块，留下 有形成分(如红细胞、白细胞、结晶）区块。然后，对这些有形成分分类，例如分成红细胞、白 细胞、结晶等。
[0003] 分类过程常常使用基于训练模型的分类器。例如，会利用一些对于区分各类有形 成分有帮助的特征，例如面积、圆形度、伸展度、梯度等，组成特征集来训练分类器，如神经 网络。分类器利用已有大量的有形成分区块样本，通过测算它们的特征(例如面积、圆形度、 伸展度、梯度等)进行训练。这样，当输入新的有形成分区块后，训练好的分类器根据测算的 该区块的特征，对其进行分类。
[0004] 通常的分类技术利用形状特征和部分纹理特征等组成特征集。传统的特征集里的 特征区分不同有形成分的类别时不够有效，分类精度不够高。
【发明内容】
[0005] 本发明的一个实施例旨在提高尿液有形成分分类的精度。
[0006] 根据本发明的一个实施例，提供了一种尿液有形成分分类方法，包括：将有形成分 区块中有形成分外周区域的平均像素值和中心区域的平均像素值的差用作分类器的特征 集中的特征；以所述分类器对尿液有形成分分类。
[0007] 在一种具体实现中，将有形成分外周区域的平均像素值和中心区域的平均像素值 的差用作分类器的特征集中的特征的步骤包括：去除环境光和失焦噪声对有形成分中的像 素值的影响；计算去除环境光和失焦噪声的影响后的外周区域的平均像素值和中心区域的 平均像素值的差；将所述差用作所述特征集中的特征。
[0008] 在一种具体实现中，去除环境光和失焦噪声对有形成分中的像素值的影响的步骤 包括：对于有形成分中的像素，计算
【主权项】
1. 一种尿液有形成分分类方法（1)，包括： 将有形成分区块中有形成分外周区域的平均像素值和中心区域的平均像素值的差，用 作分类器的特征集中的特征（Si); 以所述分类器对尿液有形成分分类（S2 )。
2. 根据权利要求1的尿液有形成分分类方法（1)，其中将有形成分外周区域的平均像 素值和中心区域的平均像素值的差用作分类器的特征集中的特征的步骤（SI)包括： 去除环境光和失焦噪声对有形成分中的像素值的影响（Sll); 计算去除环境光和失焦噪声的影响后的外周区域的平均像素值和中心区域的平均像 素值的差（S12); 将所述差用作所述特征集中的特征（S13)。
3. 根据权利要求2的尿液有形成分分类方法（1)，其中 去除环境光和失焦噪声对有形成分中的像素值的影响的步骤（Sll)包括：对于有形成 分中的像素，计算
其中IMd、Ig_、Iblue分别表示所述像素在红色层、绿色层、蓝色层的像素值，T Md、Tg_、 Tbllffi分别表示所述像素的红色、绿色、蓝色的三色系数，
max(Tred)、Hiax(Tgreen)、max(Tblue)表示在有形成分中像素的红色的三色系数最大值、绿 色的三色系数最大值、蓝色的三色系数最大值，NTgieen表示所述像素的绿色三色系数归一化 值； 计算去除环境光和失焦噪声的影响后的外周区域的平均像素值和中心区域的平均像 素值的差的步骤（S12)包括：计算有形成分外周区域的各像素的NTg_n的平均值和中心区 域的各像素的NT gieen的平均值的差。
4. 根据权利要求2的尿液有形成分分类方法（1)，其中 去除环境光和失焦噪声对有形成分中的像素值的影响的步骤（Sll)包括：对于有形成 分中的像素，计算
Tgray=O. 2989Tred+0. 5870Tgreen+0.1 HOTblue 其中IMd、Ig_、Iblue分别表示所述像素在红色层、绿色层、蓝色层的像素值，T Md、Tg_、 Tbllffi分别表示所述像素的红色、绿色、蓝色的三色系数，Tgray表示所述像素的灰色系数，
Hiax(Tgray)表示在有形成分中像素的灰色系数最大值，NTgray表示该像素的灰色系数归 一化值； 计算去除环境光和失焦噪声的影响后的外周区域的平均像素值和中心区域的平均像 素值的差的步骤（S12)包括：计算有形成分外周区域的各像素的NTgray的平均值和中心区域 的各像素的NT gray的平均值的差。
5. 根据权利要求1的尿液有形成分分类方法（1)，所述方法还包括： 获得有形成分的灰度共生矩阵，并将有形成分的灰度共生矩阵的对比度、同质性、能量 中的一个或多个作为分类器的特征集中的特征，其中灰度共生矩阵的对比度、同质性、能量 如下计算：
其中P (i，j)表示灰度为i和灰度为j的值同时出现的概率。
6. 根据权利要求1的尿液有形成分分类方法（1)，所述方法还包括： 将有形成分区块中前景部分的像素平均亮度与有形成分区块中背景部分的像素平均 亮度的差用作分类器的特征集中的特征。
7. 根据权利要求1的尿液有形成分分类方法（1)，所述方法还包括将按照以下过程计 算出的7个胡距Ip 12、13、14、15、16、I 7中的一个或多个用作分类器的特征集中的特征： 将有形成分转换成灰度图像，f(x，y)表示灰度图像中像素（x，y)的灰度，f(x，y)=〇. 29 89Ired+0. 5870Igreen+0.1 HOIblue，其中 I red、【green、了blue 分别表示所述像素（χ，y)在红色层、绿 色层、蓝色层的像素值，其（P+q)阶距定义为： mpq= / / xpyqf (x, y) dxdy p，q=0, 1，2,... (p+q)阶中心距定义为： μ pq= / / (χ-χ〇)ρ (y-y〇) qf (χ, y) dxdy
8. 根据权利要求1的尿液有形成分分类方法（1)，所述方法还包括将按照下式计算出 的有形成分的平均灰度级g、灰度级的标准差O g、红绿蓝色的斜度K、熵和能量中的一个 或多个用作分类器的特征集中的特征：
其中，概率密度函数
将灰度划分到L个灰度级别中，h(g)是有形成分中处 于灰度级别g的像素数，M是有形成分中的像素总数，
9. 根据权利要求1的尿液有形成分分类方法（1)，其中所述有形成分包括红细胞、白细 胞、结晶。
10. -种尿液有形成分分类装置（2)，包括： 特征化单元（201)，被配置为将有形成分区块中有形成分外周区域的平均像素值和中 心区域的平均像素值的差，用作分类器的特征集中的特征； 分类单元（202 )，被配置为以所述分类器对尿液有形成分分类。
11. 根据权利要求10的尿液有形成分分类装置（2)，其中所述特征化单元（201)进一步 被配置为去除环境光和失焦噪声对有形成分中的像素值的影响，计算去除环境光和失焦噪 声的影响后的外周区域的平均像素值和中心区域的平均像素值的差，将所述差用作所述特 征集的特征。
12. 根据权利要求11的尿液有形成分分类装置（2)，其中所述特征化单元（201)进一步 被配置为： 对于有形成分中的像素，计算
其中IMd、Ig_、Iblue分别表示所述像素在红色层、绿色层、蓝色层的像素值，T Md、Tg_、 Tbllffi分别表示所述像素的红色、绿色、蓝色的三色系数，
max(Tred)、Hiax(Tgreen)、max(Tblue)表示在有形成分中像素的红色的三色系数最大值、绿 色的三色系数最大值、蓝色的三色系数最大值，NTgieen表示所述像素的绿色三色系数归一化 值； 计算有形成分外周区域的各像素的NTgMen的平均值和中心区域的各像素的NTgreen的平 均值的差。
13. 根据权利要求11的尿液有形成分分类装置（2)，其中所述特征化单元（201)进一步 被配置为： 对于有形成分中的像素，计算
Tgray=O. 2989Tred+0. 5870Tgreen+0.1 HOTblue 其中IMd、Ig_、Iblue分别表示所述像素在红色层、绿色层、蓝色层的像素值，T Md、Tg_、 Tbllffi分别表示所述像素的红色、绿色、蓝色的三色系数，Tgray表示所述像素的灰色系数，
Hiax(Tgray)表示在有形成分中像素的灰色系数最大值，NTgray表示该像素的灰色系数归 一化值； 计算有形成分外周区域的各像素的NTgray的平均值和中心区域的各像素的NTgray的平 均值的差。
14. 根据权利要求10的尿液有形成分分类装置（2)，其中所述特征化单元（201)还被配 置为： 获得有形成分的灰度共生矩阵，并将有形成分的灰度共生矩阵的对比度、同质性、能量 中的一个或多个用作所述分类器的特征集中的特征，其中灰度共生矩阵的对比度、同质性、 能量如下计算：
其中p a j)表示灰度为i和灰度为j的值同时出现的概率。
15. 根据权利要求10的尿液有形成分分类装置（2)，其中所述特征化单元（201)还被配 置为： 将有形成分区块中前景部分的像素平均亮度与有形成分区块中背景部分的像素平均 亮度的差用作所述分类器的特征集中的特征。
16. 根据权利要求10的尿液有形成分分类装置（2)，其中所述特征化单元（201)还被配 置为将按照以下过程计算出的7个胡距Ip 12、13、14、15、16、I 7中的一个或多个用作所述分 类器的特征集中的特征： 将有形成分转换成灰度图像，f(x，y)表示灰度图像中像素（x，y)的灰度，f(x，y)=〇. 29 89Ired+0. 5870Igreen+0.1 HOIblue,其中 I red、【green、了blue 分别表示所述像素（χ，y)在红色层、绿 色层、蓝色层的像素值，其（P+q)阶距定义为： mpq= / / xpyqf (x, y) dxdy p，q=0, 1，2,... (p+q)阶中心距定义为： μ pq= / / (χ-χ〇)ρ (y-y〇) qf (χ, y) dxdy
17. 根据权利要求10的尿液有形成分分类装置（2)，其中所述特征化单元（201)还被配 置为将按照下式计算出的有形成分的平均灰度级灰度级的标准差σ g、红绿蓝色的斜度 κ、熵和能量中的一个或多个用作所述分类器的特征集中的特征：
其中，概率密度函！
，将灰度划分到L个灰度级别中，h(g)是有形成分中处 于灰度级别g的像素数，M是有形成分中的像素总数，
18. 根据权利要求10的尿液有形成分分类装置（2)，其中所述有形成分包括红细胞、白 细胞、结晶。
19. 一种尿液有形成分分类设备（3)，包括： 存储器（301)，用于存储可执行指令； 处理器（302)，用于根据所述存储器所存储的可执行指令，执行权利要求1-9中的任一 个权利要求所执行的操作。
20. -种机器可读介质，其上存储有可执行指令，当所述可执行指令被执行时，使得机 器执行权利要求1-9中的任一个权利要求所执行的操作。
【专利摘要】本发明提供了尿液有形成分分类方法和装置。该方法包括：将有形成分区块中有形成分外周区域的平均像素值和中心区域的平均像素值的差，用作分类器的特征集中的特征；以所述分类器对尿液有形成分分类。本发明的一个实施例旨在提高尿液有形成分分类的精度。
【IPC分类】G06K9-62
【公开号】CN104751167
【申请号】CN201310752863
【发明人】迟颖, 彭廷莹
【申请人】西门子医疗保健诊断公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月31日
【公告号】WO2015102948A1