[发明专利]精子活动能力特征提取方法及检测装置

说明书

本发明涉及一种精子活动能力特征提取方法，包括：精液视频预处理；对每个序列图像的运动精子进行轨迹跟踪，得到运动精子的运动轨迹；运动精子特征提取，包括如下的步骤：第1步：遍历每个运动精子路径的连通域，提取连通域中的起始点和终点进行连线作为椭圆的一个轴，并计算此轴与水平方向的夹角，通过斜椭圆公式，将整个路径包含在椭圆内，即为精子的运动椭圆域；第2步：将所有精子的运动椭圆域画出并标号，且记录下所有运动椭圆域的运动总长度、a轴长度、b轴长度、ab轴比例、斜椭圆方向、椭圆面积六个特征；第3步：筛选显著性特征，最终选出a轴长度、b轴长度、ab轴比例三个特征作为最终应用特征。本发明同时给出一种精子活动能力检测装置。

技术领域

本发明涉及精子活力检测技术，具体设计了一种通过运动椭圆域对精子轨迹进行特征提取，利用SVM对运动精子进行检测的装置。

背景技术

雄性生殖是一种医学领域，由于多项研究表明近几十年来全球精液质量下降以及地理差异引起了越来越多的关注。精液分析是不孕症研究的核心部分，但预测男性生育力的临床价值尚不确定。根据WHO的建议进行标准的精液分析，其中包括评估精液量，精子浓度，总精子数量，精子活力，精子形态和精子活力的方法。精子活动力分为进行性，非进行性和不运动性精子的百分比。世卫组织已根据可育男性的精液质量确定了各种精液参数的参考范围，这些男性伴侣的怀孕时间不超过12个月(包括12个月)。但是，这些范围不能用于区分可育和不育男性。手动精液分析需要训练有素的实验室人员，即使按照世界卫生组织的指南进行，也可能容易出现实验室内和实验室间的高变异性。从而CASA(计算机辅助精子分析)的产生一定程度上解决了实验室人员紧缺的压力，然而根据WHO第五版，各品牌CASA没有统一判定判定标准。并且WHO第五版中的样本不包含中国人的精液样本，所以其中的分类参数并不一定适用于中国人的精液评价。

发明内容

本发明提出了一种精子活动能力特征提取方法，并据此提供了精子活动能力检测装置。技术方案如下：

一种精子活动能力特征提取方法，包括如下的步骤：

第一步：精液视频预处理：将精液视频转换为序列图像，提取每个视频样本的序列图像；

第二步：对每个序列图像的运动精子进行轨迹跟踪，得到运动精子的运动轨迹；

第三步：运动精子特征提取，包括如下的步骤：

第1步：遍历每个运动精子路径的连通域，提取连通域中的起始点和终点进行连线作为椭圆的一个轴，并计算此轴与水平方向的夹角，通过斜椭圆公式，将整个路径包含在椭圆内，即为精子的运动椭圆域；

第2步：将所有精子的运动椭圆域画出并标号，且记录下所有运动椭圆域的运动总长度、a轴长度、b轴长度、ab轴比例、斜椭圆方向、椭圆面积六个特征；

第3步：筛选显著性特征，最终选出a轴长度、b轴长度、ab轴比例三个特征作为最终应用特征。

进一步地，基于图像金字塔的LK光流算法对每个序列图像的运动精子进行轨迹跟踪。

进一步地，第二步还包括：预设阈值，排除路径长度小于阈值的运动轨迹，获得各个运动精子路径的连通域。

进一步地，第三步的第3步，采用双侧t检验的方法筛选出显著性特征。

本发明还提供一种精子活动能力检测装置，其特征在于，包括：

精液样本视频采集模块，用于采集包含有活性精子的精液视频；

精液视频预处理模块，用于将精液视频转换为序列图像，提取每个视频样本的序列图像；

运动精子跟踪模块，对每个序列图像的运动精子进行轨迹跟踪，得到运动精子的运动轨迹；

运动精子特征提取模块，其作用如下：