基于無線膠囊內窺鏡圖像的出血檢測算法研究及應用.pdf

1、無線膠囊內窺鏡作為消化道疾病的檢測工具，無創(chuàng)傷、無痛苦、無盲點、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)的插入式內窺鏡檢查不全面和給患者帶來痛苦的缺點，已成為醫(yī)療器械研究的熱點。無線膠囊內窺鏡能將胃腸的內部情況，通過彩色照片呈現出來，每個患者將產生4-6萬張圖片，需要專業(yè)的醫(yī)務人員進行查看，以判斷消化道是否發(fā)生病變，這對醫(yī)務人員的注意力和時間都是一個巨大考驗，同時也是膠囊內鏡推廣應用的絆腳石，因此需要計算機智能技術對病變范圍做

2、一個初步的預測。本文主要針對的疾病是胃腸出血，胃腸出血是許多惡性疾病的預兆信號，因此需要早發(fā)現，采取措施。
　　本文的核心研究是圖像的預處理和基于顏色特征的內窺鏡圖像出血檢測問題。無線膠囊內窺鏡拍攝到的圖片會因光照不足、消化液遮擋、食物殘渣遮擋、氣泡
　　遮擋等原因，導致圖像部分區(qū)域不包含有效信息，會對后續(xù)的出血檢測造成干擾。在hsv顏色空間分析每種無效區(qū)域的通道取值，通過限制hsv三個顏色通道的范圍，刪除圖片中黑暗的無效區(qū)

3、域，被渾濁消化液和食物殘渣遮擋的區(qū)域；多數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)計特征，正常區(qū)域過大會降低出血檢測的敏感性。超像素分割可以有效提取出血區(qū)域，但它在提升準確度的同時也增加了計算量。通過分析發(fā)現出血區(qū)域的飽和度比正常區(qū)域的飽和度高，對于明顯出血可以有效提高出血區(qū)域的比例，因此本文通過提取高飽和度區(qū)域和超像素分割來提高出血區(qū)域的相對面積。同時對去除

4、無效區(qū)域和提取高飽和度區(qū)域過程中損失的有效區(qū)域進行分析。
　　在圖像出血檢測階段，對出血區(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行分析，并根據出血像素和非出血像素特征值范圍的不同，進一步對特征進行量化降維。預處理階段損失了一部分有效區(qū)域，通過實驗分析出血區(qū)域相對面積的大小對出血檢測的效果的影響。對樸素貝葉斯分類器、隨機森林分類器和支持向量機分類器的適用場景進行分析，并分別在圖片級別和超像素級別進行出血檢測，從而