[发明专利]一种精液自动检测方法及系统

权利要求书

1.一种精液自动检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取精液样本视频；

2)对精液样本视频进行大小调整和正则化的预处理；

3)通过目标检测网络对预处理后的精液样本视频进行特征提取，根据所提取的特征筛选出目标检测精子；

4)对筛选出的每一个目标检测精子新建并激活精子轨迹，输出激活的精子轨迹的序号；

5)以精子轨迹的序号为索引，对所有精子轨迹按预设的间隔进行切分，进行精子数量统计及活性检测。

2.根据权利要求1所述的一种精液自动检测方法，其特征在于，所述步骤1)执行以下操作：

使用移动摄像头配合高倍镜或采用显微镜固定拍摄精液样本视频，所述精液样本视频的帧数率不低于20帧/秒，精液样本视频中精子的像素大小不低于5像素。

3.根据权利要求1所述的一种精液自动检测方法，其特征在于，所述步骤2)执行以下操作：

将步骤1)获取的精液样本视频的每一帧视频帧处理为图像矩阵，并对得到的图像矩阵进行大小调整和正则化的预处理操作。

4.根据权利要求1所述的一种精液自动检测方法，其特征在于，所述步骤3)包括以下步骤：

301)将预处理后的精液样本视频的每一帧图像矩阵输入到目标检测网络中，通过目标检测网络的主干网络进行特征提取，获得多种分别对应不同尺寸的特征层；

302)每一个特征层的下级特征层经过一次上采样后与特征层进行合并后输出，若存在没有下级特征层的特征层则进行两次连续的下采样再输出，获得尺寸不同的新特征层；

303)对获取到的每一个新特征层，配备一组锚框用于边界框的回归，对每一个新特征层与其配备的锚框组进行回归，获取精子的边界框信息；同时，对新特征层进行分类，根据边界框信息判断每一个精子的置信度是否低于0.2，置信度不低于0.2的精子则作为目标检测精子得以保留，置信度低于0.2的精子则去除。

5.根据权利要求1所述的一种精液自动检测方法，其特征在于，所述步骤4)包括以下步骤：

401)根据步骤3)中获得的精子的边界框信息，对精液样本视频的第一帧视频帧的精子边界框中每一个目标检测精子建立精子轨迹，并将精子轨迹设为激活状态，每一条精子轨迹都设有对应的序号；

402)对精液样本视频的第二帧视频帧开始的每一个目标检测精子的边界框进行分类，边界框置信度大于0.1作为高分框，边界框置信度小于0.1作为低分框；

403)对于持续追踪的精子轨迹和失去追踪的精子轨迹使用卡尔曼滤波预测下一帧视频帧的边界框信息，计算下一帧视频帧的边界框信息与高分框之间的IoU交并比值，构建IoU关系损失矩阵，使用匈牙利算法进行匹配，获取匹配成功的精子轨迹和未匹配成功的精子轨迹，对匹配成功的边界框更新其匹配的精子轨迹，并激活精子轨迹；对未成功匹配的高分框与处于未激活状态的轨迹进行匹配，若匹配成功则激活精子轨迹，并更新精子轨迹；根据未成功匹配的轨迹，对低分框进行二次匹配，匹配成功则更新精子轨迹，并激活精子轨迹；

404)对未成功匹配的轨迹和未匹配的高分框，计算两者之间的L2距离，在预设像素的阈值范围内进行匈牙利算法的匹配，将匹配成功的边界框更新其匹配的精子轨迹，并激活精子轨迹；若其中仍有未成功匹配的精子轨迹，则设为不激活状态，若其中有未成功匹配的高分框，则视为边界框新增的目标检测精子，对该新增的目标检测精子新建并激活精子轨迹；

405)对在连续预设数量视频帧内仍未激活的精子轨迹进行删除；

406)重复步骤401)至405)，直至将所有精液样本视频的视频帧处理完成，输出每一帧中激活的精子轨迹的序号。