[发明专利]基于R3Det的女性阴道病原体的旋转框目标检测方法

权利要求书

1.基于R3Det的女性阴道病原体的旋转框目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：准备好待训练图像，在待训练图像中采用外接直立矩形边界框的形式标注出目标物；

S2：将S1中目标物的外接直立矩形边界框转换为目标物的外接旋转矩形边界框，具体步骤如下：

S21：从准备好的待训练图像中截取直立矩形边界框坐标位置处的感兴趣区域；

S22：将S21中的感兴趣区域从BGR颜色图像转换成灰度图像；

S23：利用基于高斯平滑的自适应阈值方法分割二值化S22中的灰度图像，得到二值化图；

S24：对S23中的二值化图进行一次形态学的开运算；

S25：拟合S24中开运算后二值化图中的轮廓，找到面积最大的轮廓；

S26：拟合S25中面积最大轮廓的最小外接旋转矩形，得到外接旋转矩形边界框；

S3：将S2中目标物的外接旋转矩形边界框对应的坐标信息进行保存，构建出检测目标物的外接旋转矩形边界框的训练集；

S4：基于R3Det并结合ResNet152，将S3构建出的训练集进行训练，得到病原体的旋转框目标检测模型；

S5：将待检测的图像输入S4的旋转框目标检测模型进行检测，得到病原体的旋转框检测结果。

2.如权利要求1所述的基于R3Det的女性阴道病原体的旋转框目标检测方法，其特征在于：所述S1中待训练图像包含芽生孢子、假菌丝的妇科生殖道微生态显微图像，采用外接直立矩形边界框的形式标注出目标物，得到标注信息，其中标注信息包含目标物的类别标签和位置坐标信息，设定芽生孢子的标注标签为“blastospore”，假菌丝的标注标签为“hypha”。

3.如权利要求2所述的基于R3Det的女性阴道病原体的旋转框目标检测方法，其特征在于，所述S23中基于高斯平滑的自适应阈值方法包括以下步骤：

S231：将灰度图像gray进行高斯平滑，高斯平滑的结果记为

S232：将S231得到的高斯平滑结果乘以一个小于1的比例系数ratio；

S233：利用原灰度图像减去S232的结果；

S234：将S233得到结果的大于0的位置处的像素值设置为0，小于0的位置处的像素值设置为255；

其中gray代表灰度图像，代表对灰度图像gray进行高斯平滑，其中高斯平滑的窗口的大小为k×k，Threshold_adaptive代表自适应阈值的结果。

4.如权利要求3所述的基于R3Det的女性阴道病原体的旋转框目标检测方法，其特征在于：高斯平滑的窗口的大小为(87,87)，ratio＝0.81。

5.如权利要求3至4任一所述的基于R3Det的女性阴道病原体的旋转框目标检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S27：对S26中拟合得到的最小外接旋转矩形进行人工审核，若自动拟合结果正确，则将拟合的最小外接旋转矩形作为目标物最终的外接旋转矩形边界框，若自动拟合结果错误，则需重新人工标注出目标物的轮廓，然后，拟合重新人工标注出目标物的轮廓的最小外接旋转矩形，将以上拟合出的最小外接旋转矩形作为目标物最终的外接旋转矩形标注框。

6.如权利要求1所述的基于R3Det的女性阴道病原体的旋转框目标检测方法，其特征在于：所述S3中目标物的外接旋转矩形边界框对应的坐标信息的表示方式为：

θ-90-based-旋转矩形，用五个参数(x,y,w,h,θ)确定旋转矩形，其中(x,y)作为旋转矩形的中心点的坐标，最左侧的边，即水平方向逆时针旋转遇到的该旋转矩形的第一条边，长度为w，另一条边的长度为h，角度θ为最左侧的边与水平方向的夹角，θ∈[-90,0)。

7.如权利要求6所述的基于R3Det的女性阴道病原体的旋转框目标检测方法，其特征在于：所述S4中的R3Det具体为：

旋转框的边界回归为：

t_θ＝θ-θ_a，

t′_θ＝θ-θ_a,

其中i,i_a,i′分别代表ground truth box，anchor box，predicted box的旋转矩形的参数，

i＝x,y,w,h,θ；

损失函数的定义如下：

L_reg(v′_nj,v_nj)＝smooth_L1(v′_nj-v_nj),

L_cls(p_n,t_n)＝-log(p_n*t_n),λ₁和λ₂默认值为1,

其中N代表anchor box的个数，v′_nj代表预测旋转矩形边界框(predicted box)坐标位置向量，v_nj代表ground-truth旋转矩形边界框的坐标位置向量，t_n代表目标物的类别，p_n代表预测目标物类别的概率经sigmoid函数计算出的值。