[发明专利]基于边界框修正网络的粗标注眼底照出血病变检测方法及系统

说明书

本发明公开一种基于边界框修正网络的粗标注眼底照出血病变检测方法，其包括步骤：眼底照预处理，用于增强眼底照对比度和校正眼底照亮度使图片整体明暗均匀；边界框标注修正，采用能自动修正粗略边界框为更精确边界框的边界框修正网络；目标检测网络，采用带锚框指导机制(Guided Anchoring)和标签平滑机制(Label Smoothing)的Faster‑rcnn网络检测出血区域。本发明设计的边界框修正网络能有效的修正人工标注的粗略范围的边界框，可以显著地将目标检测网络与图片标注解耦，很大程度上减轻模型对标注质量(精确度)的要求，使得深度网络能在粗标注的基础上能学习得到一个好的目标检测模型，从而降低医生在数据标注上花费的时间和精力。

技术领域

本发明涉及眼底照标注领域，更具体地，涉及一种基于边界框修正网络的粗标注眼底照出血病变检测方法及系统。

背景技术

随着社会的发展、人们生活水平的提高和饮食习惯的改变，糖尿病已经逐渐成为了全世界共同面对的一大健康问题。糖尿病往往伴随着多项并发症，糖尿病视网膜病变(Diabetic retinopathy，DR)是其主要的并发症之一，是目前全世界范围内成年人群致盲的主要原因，其患病率随患病时间和年龄的增长而升高，给人类健康和社会发展带来了沉重的负担，已经成为严重的全球性问题。如果能够得到及时准确的诊断，并加以治疗，就可以有效控制病情的发展。出血是DR的早期症状之一，多位于毛细血管静脉端、视网膜深层，呈红色或暗红色，为点状或不规则片状。对其进行准确检测，对于实现DR的早期诊断、自动筛查、有效评估和抑制病情发展等方面都具有重要意义。

糖尿病视网膜病变(DR)：糖尿病性微血管病变中最重要的表现，是一种具有特异性改变的眼底病变，是糖尿病的严重并发证之一。糖尿病视网膜病变的诊断手段之一为通过辨识眼底照中是否存在微动脉瘤、出血等病变区域。

眼底照：眼底照是眼科常用的检查手段之一。眼底照所检查的是整个视网膜的形态学改变。其原理就是用一种特制的照相机记录眼底镜下所看到的景象。眼底照能够观察到视网膜、视盘、黄斑区、视网膜血管的形态，以及视网膜上有无出血、渗出、血管瘤、视网膜变性区、视网膜裂孔、新生血管、萎缩斑、色素紊乱等改变。如图1即为一带多种病变的眼底照，眼底照通过眼底照相机拍摄得到。

眼底出血检测：即将眼底照上的出血区域检测出来，并采用边界框的形式将每一处病变框出。

边界框修正网络：其作用是能够对粗略范围的粗标注边界框进行修正，输出一个更加贴近病变外围的边界框，整体上是达到是边界框更加精准的作用。

粗标注边界框：指其内部包含病变但并不精准贴合病变范围的边界框。

现有技术中多采用基于模板的方法检测糖尿病视网膜病变；有多模板匹配法和自适应模板匹配法，这些方法通过出血区域的灰度及形状特性设计多个病变相似模板(如论文：Weiwei Gao,Jianxin Shen,Yuliang Wang,Chun Liang,and Jing Zuo,“Algorithm oflocally adaptive region growing based on multitemplate matching applied toautomated detection of hemorrhages,”Spectroscopy and Spectral Analysis,vol.33,no.2,pp.448–453,2013.)，而后采用匹配滤波的方法对图片进行卷积，取出卷积后数值较大的区域判断为出血区域，从而达到自动检测出血的目的。