1.一种非侵入性的肝功能分级系统,其特征在于,包括:NLGBP特征提取模块(1),用于对肝脏ROI图像提取NLGBP特征FNLGBP;
SVM分类器(2),用于根据NLGBP特征获取肝脏分级结果;
所述NLGBP特征提取模块包括:
多尺度纹理特征提取模块(11),用于提取肝脏ROI图像的多尺度纹理特征Fu,v(x,y):其中,I(x,y)表示肝脏ROI图像中坐标(x,y)处的灰度值,“*”表示卷积运算;Au,v(x,y)和θu,v(x,y)分别表示第v个尺度、第u个方向上的幅频和相频响应,u=0,1,…,7,v=1,
2,…,5;Ψu,v(x,y)为多尺度纹理特征提取滤波器,定义为:其中,(x,y)为像素点坐标,σx和σy分别为图像中X轴和Y轴上高斯包络的标准差,fv为复正弦平面波在第v个尺度上的中心频率, fmax表示多尺度纹理特征提取滤波器的最大频率,θu为复正弦平面波在第u个方向的角度,θu=πu/8;
主要方向计算模块(12),用于计算像素点(x,y)处各个尺度上的幅频响应最大和最小值所对应的方向数值D1,v(x,y)和D2,v(x,y):方向编码模块(13),用于根据像素点(x,y)处各个尺度上的幅频响应最大和最小值所对应的方向数值D1,v(x,y)和D2,v(x,y)按下式进行编码:Cv(x,y)=8D1,v(x,y)+D2,v(x,y) (5)其中,Cv(x,y)表示像素点(x,y)在第v个尺度上的编码值,图像中每个像素点的编码值构成方向编码图像;
方向编码图像直方图统计模块(14),用于将每个尺度的方向编码图像进行分块直方图统计,并将所有尺度的直方图进行级联,得到方向编码图像的直方图 具体步骤为:将第v个尺度的方向编码图像Cv分为K个子块,计算第k个子块的直方图 k=1,2,*,K;
即有:
其中,“∪”表示级联;
像素点排序模块(15),用于对肝脏ROI图像中所有像素点按灰度值从小到大进行排序:其中, 表示肝脏ROI图像排序前像素点灰度值构成的集合, 表示排序后像素点灰度值构成的序列,M是肝脏ROI图像的像素点数量,sort(·)表示升序排序函数;
anchor确定模块(16),用于根据排序后中心像素点灰度值构成的序列确定J个anchor,其中第j个anchor的灰度值 为:其中j=1,...,J, 为向下取整运算符;
差异编码模块(17),用于计算像素点与每个anchor之间的差异编码;对于像素点(x,y),其与第j个anchor的差异编码为:其中 表示像素点(x,y)周围半径为r的邻域内第p个像素点处的灰度值,p=0,
1,…,P‑1,P为像素点(x,y)周围半径为r的邻域内像素总数;U(NLBP(x,y))的计算如下:其中s(·)为符号函数,定义为:
NLBP编码图像获取模块(18),用于获取肝脏ROI图像的NLBP编码图像,对于一幅肝脏ROI图像,生成J个NLBP编码图像,其中第j个NLBP编码图像在像素点(x,y)处的灰度值为NLBP编码直方图统计模块(19),用于获取NLBP编码图像的直方图 具体步骤为:S19.1、对J个NLBP编码图像做如下操作:
将第j个NLBP编码图像分为K个子块,计算其中第k个子块的直方图 级联后得到第j个NLBP编码图像的直方图S19.2、将J个NLBP编码图像的直方图 进行级联,得到肝脏ROI图像对应的NLBP编码图像的直方图NLGBP特征获取模块(20),用于将方向编码图像的直方图 和NLBP编码图像的直方图级联,得到肝脏ROI图像的NLGBP特征FNLGBP:
2.根据权利要求1所述的肝功能分级系统,其特征在于,所述SVM分类器按如下步骤进行训练:S1、采集患者肝脏CT图像和同时期的血液学指标;从肝脏CT图像中提取ROI图像;计算MELD评分;根据MELD评分将肝功能划分为三个等级;
构建训练样本集,所述训练样本集中的样本为肝脏ROI图像,所述样本的标签为肝功能等级;
S2、将样本中的肝脏ROI图像输入NLGBP特征提取模块(1)中,得到对应的NLGBP特征;以NLGBP特征为输入,样本标签为输出,训练SVM分类器。
3.根据权利要求2所述的肝功能分级系统,其特征在于,所述MELD评分Rmeld的计算式为:Rmeld=3.8×lna+11.2×ln(INR)+9.6×lnb+6.4×c其中a和b分别为胆红素浓度和肌酐浓度,单位均为mg/dl;INR为凝血酶原时间国际标准化比值;c为病因影响因子,当患者为胆汁性或酒精性时c为0,其他c为1。
4.根据权利要求3所述的肝功能分级系统,其特征在于,根据MELD评分将肝功能划分为三个等级,具体为:Rmeld<15时,等级为低危;15≤Rmeld≤18时,等级为中危;Rmeld≥18时,等级为高危。
5.根据权利要求1所述的肝功能分级系统,其特征在于,所述多尺度纹理特征提取模块(11)中,
6.根据权利要求1所述的肝功能分级系统,其特征在于,所述方向编码图像直方图统计模块(14)和NLBP编码直方图统计模块(19)采用相同的划分方式将图像划分为K个子块。