一種新生兒黃疸的自動檢測方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種黃疸自動檢測方法及系統(tǒng)。
[0002] 背景介紹
[0003] 黃疸是由于人體膽紅素代謝異常引起的血清膽紅素濃度升高。血清膽紅素是紅細(xì) 胞代謝的主要產(chǎn)物，隨著血液流過在肝臟被攝取。在出生時(shí)，新生兒的肝臟功能還不成熟， 不能完全攝取產(chǎn)生的膽紅素，導(dǎo)致血液中膽紅素濃度升高，表現(xiàn)為眼睛或皮膚染黃。
[0004] 黃疸是新生兒期最常見的生理癥狀，大約84%的新生兒會出現(xiàn)不同程度的黃疸。 大部分的黃疸可自然消退，并不會對新生兒的健康產(chǎn)生影響。然而，少數(shù)的新生兒會出現(xiàn)嚴(yán) 重的黃疸，可能會導(dǎo)致核黃疸，如果未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并治療，會導(dǎo)致聽力障礙甚至不可逆的腦 損傷。
[0005] 目前，醫(yī)院通常采用經(jīng)皮測疸儀和抽血化驗(yàn)肝功能檢查血清總膽紅素值，由此來 判斷黃疸。其中，抽血化驗(yàn)肝功能是黃疸檢查的金標(biāo)準(zhǔn)，但抽血檢查是有創(chuàng)檢查，會對新生 兒造成疼痛。經(jīng)皮測疸儀雖然是無創(chuàng)檢查方法，且檢查速度快。通常采用經(jīng)皮測疸儀進(jìn)行 篩查，需要進(jìn)一步檢查時(shí)，再抽血檢查肝功能。
[0006] 通常情況下，膽紅素的峰值出現(xiàn)在新生兒家長出院以后。在家里，上述兩種方法無 法使用（經(jīng)皮測疸儀雖然使用方便，但是售價(jià)在一萬元左右）。有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)護(hù)人員可通過肉 眼觀察皮膚顏色來判斷黃疸，但是新生兒家長由于缺乏經(jīng)驗(yàn)會導(dǎo)致病情的貽誤。針對此問 題，本發(fā)明提供了一種能夠提供給新生兒家長的在家使用的新生兒黃疸自動檢測技術(shù)，能 夠及時(shí)、快速、準(zhǔn)確地檢測新生兒黃疸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對上述現(xiàn)有的黃疸檢測技術(shù)不夠方便、準(zhǔn)確的缺陷，本發(fā)明的目的在于，提供一 種新生兒黃疸自動檢測方法。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以解決：
[0009] 一種新生兒黃疸的自動檢測方法及系統(tǒng)，包括如下步驟：
[0010] 步驟1，檢測圖像中比色卡左上角和右上角的黑灰嵌套色塊和白灰嵌套色塊的分 布情況，以此確定比色卡在圖像中的方向；然后根據(jù)比色卡在圖像中的方向確定六個(gè)彩色 色塊是否均準(zhǔn)確出現(xiàn)在比色卡的相應(yīng)位置；最后根據(jù)比色卡在圖像中的方向檢測圖像中比 色卡的左下角和右下角的色塊是否是對應(yīng)方向下的黑灰嵌套色塊或白灰嵌套色塊，是則執(zhí) 行步驟2,否則認(rèn)為未檢測到比色卡；
[0011] 步驟2,使用圖像熵對圖像I進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，判斷圖像是否滿足檢測要求，滿足則 執(zhí)行步驟3,否則認(rèn)為圖像不滿足黃疸檢測要求；
[0012] 步驟3 :對滿足檢測要求的圖像進(jìn)行顏色校正，得到顏色校正后的圖像：
[0013] 步驟4:使用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法對多個(gè)顏色校正后的圖像進(jìn)行離線監(jiān)督訓(xùn)練，并利 用離線監(jiān)督訓(xùn)練的結(jié)果，通過分析新生兒胸部圖像，預(yù)測其血清總膽紅素值。
[0014] 進(jìn)一步的，所述步驟1的具體步驟如下：
[0015] 步驟11，在圖像I左上側(cè)區(qū)域隨機(jī)散布η個(gè)點(diǎn)，η取3~8,作為比色卡判斷的起 始點(diǎn)；將第i個(gè)點(diǎn)定義為Pi (i e [1，η])，判斷左上角色塊是否是黑灰嵌套色塊Bblaci grey，如 果是黑灰嵌套色塊，執(zhí)行步驟12,否則繼續(xù)判斷左上角色塊是否是白灰嵌套色塊Bwhite gMy， 如果是白灰嵌套色塊，執(zhí)行步驟12,否則認(rèn)為根據(jù)點(diǎn)？1未檢測到比色卡，則將比色卡判斷的 起始點(diǎn)Pi更新為下一個(gè)點(diǎn)后執(zhí)行步驟11 ;
[0016] 步驟12,根據(jù)比色卡左上角色塊區(qū)域Bm以及寬Wui和高I lui，利用公式（13)得到比 色卡右上角灰色區(qū)域的中心點(diǎn)PKU_gray(xKU_gray, yKU_gray)，執(zhí)行步驟13 ;
[0017]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種新生兒黃疸的自動檢測方法及系統(tǒng)，其特征在于，包括如下步驟： 步驟1，檢測圖像中比色卡左上角和右上角的黑灰嵌套色塊和白灰嵌套色塊的分布情 況，以此確定比色卡在圖像中的方向；然后根據(jù)比色卡在圖像中的方向確定六個(gè)彩色色塊 是否均準(zhǔn)確出現(xiàn)在比色卡的相應(yīng)位置；最后根據(jù)比色卡在圖像中的方向檢測圖像中比色卡 的左下角和右下角的色塊是否是對應(yīng)方向下的黑灰嵌套色塊或白灰嵌套色塊，是則執(zhí)行步 驟2,否則認(rèn)為未檢測到比色卡； 步驟2,使用圖像熵對圖像I進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，判斷圖像是否滿足檢測要求，滿足則執(zhí)行 步驟3,否則認(rèn)為圖像不滿足黃疸檢測要求； 步驟3 :對滿足檢測要求的圖像進(jìn)行顏色校正，得到顏色校正后的圖像： 步驟4 :使用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法對多個(gè)顏色校正后的圖像進(jìn)行離線監(jiān)督訓(xùn)練，并利用離 線監(jiān)督訓(xùn)練的結(jié)果，通過分析新生兒胸部圖像，預(yù)測其血清總膽紅素值。
2. 如權(quán)利要求1所述的新生兒黃疸的自動檢測方法及系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟1的 具體步驟如下： 步驟11，在圖像I左上側(cè)區(qū)域隨機(jī)散布η個(gè)點(diǎn)，η取3~8,作為比色卡判斷的起始點(diǎn)； 將第i個(gè)點(diǎn)定義為Pi(i e [1，η])，判斷左上角色塊是否是黑灰嵌套色塊Bblac;k gMy，如果是黑 灰嵌套色塊，執(zhí)行步驟12,否則繼續(xù)判斷左上角色塊是否是白灰嵌套色塊Bwhite gMy，如果是 白灰嵌套色塊，執(zhí)行步驟12,否則認(rèn)為根據(jù)點(diǎn)？1未檢測到比色卡，則將比色卡判斷的起始點(diǎn) Pi更新為下一個(gè)點(diǎn)后執(zhí)行步驟11 ; 步驟12,根據(jù)比色卡左上角色塊區(qū)域Bm以及寬Wm和高Iuu，利用公式（13)得到比色卡 右上角灰色區(qū)域的中心點(diǎn) Pru Rrev RrevJ ^EU Rrev )，執(zhí)行步驟13 ;
(XuLlrft.yuLtop)為位于比色卡左上角色塊的左上角頂點(diǎn)的坐標(biāo)；(X LU-right，YlU-bottom) 比 色卡左上角色塊的右下角頂點(diǎn)的坐標(biāo)； 步驟13,將pKU gMy設(shè)為色塊判斷起始點(diǎn)，用來判斷右上角色塊是否是黑灰嵌套色塊或 白灰嵌套色塊，如果是，則進(jìn)入步驟14,否則認(rèn)為根據(jù)點(diǎn)？1未檢測到比色卡，結(jié)束本次判 斷，將點(diǎn)P i更新為下一個(gè)點(diǎn)后執(zhí)行步驟11 ; 步驟14,根據(jù)比色卡左上角色塊和右上角色塊的類型，得到比色卡在圖像I中的對應(yīng) 方向； 步驟15,根據(jù)比色卡的方向、比色卡左上角色塊區(qū)域和比色卡右上角色塊區(qū)域的位置 以及它們的寬、高，得到圖像I中6個(gè)彩色色塊區(qū)域的中心點(diǎn)； 步驟16,對于圖像I中每個(gè)彩色色塊區(qū)域，將彩色色塊區(qū)域的中心點(diǎn)作為色塊判斷起 始點(diǎn)，檢測圖像I中每個(gè)彩色色塊是否準(zhǔn)確出現(xiàn)在比色卡的彩色色塊的對應(yīng)位置；若6個(gè)彩 色色塊均準(zhǔn)確出現(xiàn)在比色卡的相應(yīng)位置，則執(zhí)行步驟17,否則將種子點(diǎn) ？1更新為下一個(gè)點(diǎn) 后執(zhí)彳丁步驟11 ; 步驟17,根據(jù)步驟14得到的比色卡在圖像I中的方向，得到對應(yīng)方向下左下角色塊和 右下角色塊的類型；判斷圖像中比色卡左下角色塊和右下角色塊的類型是否均與比色卡的 相應(yīng)位置的色塊類型一致，是則認(rèn)為根據(jù)點(diǎn)Pi成功檢測到比色卡，否則，將P i更新為下一 點(diǎn)，執(zhí)行步驟11。
3.如權(quán)利要求2所述的新生兒黃疸的自動檢測方法及系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟11 中，所述判斷左上角色塊是否是黑灰嵌套色塊Bblaci gMy，具體包括如下步驟： a) 將比色卡判斷的起始點(diǎn)Pi設(shè)為色塊判斷起始點(diǎn)，計(jì)算點(diǎn)p i周圍5X5區(qū)域的R, G, B 均值 ravg, gavg, bavg;
其中，IK(x, y)，Ic(x, y)，IB(x, y)分別表示點(diǎn)（x, y)處R, G, B的顏色值； b) 將 ravg, gavE, bavE轉(zhuǎn)換到 YUV 顏色空間中，得到 y avE, uavE, vavE;
c) 當(dāng)（36 彡 yavg彡 164)and(-48 彡 u avg彡 48)and(-48 彡 v avg彡 48)滿足時(shí)，表示 p i 位于灰色區(qū)域內(nèi)，執(zhí)行步驟d ;不滿足則認(rèn)為根據(jù)？1未檢測到黑灰嵌套區(qū)域，并結(jié)束本次判 斷； 將口1更新為下一個(gè)點(diǎn)然后執(zhí)行步驟11 ; (1)利用公式3，計(jì)算口1在￥1^顏色空間中的偏色程度（7;^，11;^，￥ ;^)。所述偏色程 度是指在YUV空間中，Pi的顏色值和灰色值之間的偏差；灰色定義為：(y gMy, Ugray, vgMy)，其 中，ygrey= 127, u grey= 0, V grey= O ;
e) Wpi為生長起始種子點(diǎn)，分別向上、下、左、右4個(gè)方向進(jìn)行線性生長，生長規(guī)則是： (I rpos-ravg I ^ 30) and (| gpos-gavg I ^ 30) and (| bpos-bavg | ^ 30) (11) 其中，rp()S，gp()S，bp()S表示生長到點(diǎn)p P()S處的R，G，B顏色值；當(dāng)公式（11)中所述條件滿足 時(shí)，繼續(xù)生長；否則停止生長，認(rèn)為Pptjs點(diǎn)為當(dāng)前方向上的邊界點(diǎn)；最終得到種子點(diǎn)生長的4 個(gè)方向的邊界，從而得到灰色區(qū)域Bgrey (Pleft_up，Pright_bottom) ' 以及見"^；^和 1"? h grey，其中，P!eft_ up (X grey-left，Ygrey-up) ^ Pright-bottom (xgrey_right, ygreyJrott(J為灰色區(qū)域左上頂點(diǎn)和右下頂點(diǎn)的 坐標(biāo)。 f) 根據(jù)公式（4)、（5)定義灰色區(qū)域右側(cè)的一點(diǎn)P1^ight (X1^ight, yHght)和下方的一點(diǎn) Pd_(xd_，yd_)，用于判斷灰色區(qū)域外圍是否為黑色區(qū)域。
g) 分別計(jì)算點(diǎn)PHght和Pd_周圍5x5區(qū)域的R, G, B均值rright_ _avgJ gright_avgJ bright _avg 和 rd_- avg，gd__avg，bdOTn_avg，根據(jù)公式（2)將其分別轉(zhuǎn)換到Y(jié)UV顏色空間，得到y(tǒng) Hght_ avgJ ^right avgJ Vri ght- avg矛口 Υ down-avgJ Ud〇wn-avgJ ^down avg? h) 當(dāng)滿足公式（6)所示的條件時(shí)，認(rèn)為點(diǎn)pHghdPpd_均為黑色，執(zhí)行步驟i ;否則結(jié)束 本次判斷，認(rèn)為根據(jù)Pi未檢測到黑灰嵌套色塊，P 1更新為下一個(gè)點(diǎn)，執(zhí)行步驟11 ;
i) 以點(diǎn)Pmht為生長起始種子點(diǎn)，根據(jù)公式m)所示的生長規(guī)則，分別向上、下2個(gè)方 向進(jìn)行線性生長；以起始點(diǎn)，根據(jù)公式（11)所示的生長規(guī)則，分別向左、右2個(gè)方 向進(jìn)行線性生長；結(jié)束生長后，得到四個(gè)方向的邊界，從而得到黑色區(qū)域B blacJplrft up，Pwght bottom )，以及寬 Wblack矛口" h black' 其中，Plrft_up= (