前列腺结石的识别是一个重要的决定组织起源的基础。Computation-assistant前列腺结石的诊断可能有前途的潜力,但目前仍没有研究。我们研究了提取微积分前列腺腔和自动识别的图像。提取的腔前列腺癌组织学图像是基于局部熵和大津阈值识别使用PCA-SVM和前列腺结石的基于纹理特征。SVM分类器显示平均时间0.1432秒,平均训练精度为100%,平均测试精度为93.12%,敏感性为87.74%,特异性为94.82%。我们得出结论,该算法,基于纹理特征和PCA-SVM,可以很容易认出同心结构和可视化功能。因此,该方法是有效的前列腺结石的自动识别。gydF4y2Ba
前列腺的腺体和基质。前列腺是一个收集的gydF4y2Ba
前列腺结石的识别是一个重要的决定组织起源的基础。前列腺癌组织学图像似乎是不同的类型。即使同一类型仍然有不同的材质和外观。前列腺结石看起来类似于其他材料和经常在组织学图像连接到其他组织。在这种沟通中,我们提出了局部熵,大津阈值,和数学形态学方法提取前列腺腔和隔离可疑微积分的地区。前列腺结石的自动识别,基于纹理特征的前列腺结石和PCA-SVM模型,可以简化算法,提高识别精度。gydF4y2Ba
样本都来自广州Liuhuaqiao医院,从2003年1月至2007年12月存档,并由良性前列腺增生,13例,年龄在61年到79年,平均65.7,其病程大约12年,和前列腺癌15例,年龄在63年到75年,平均67.3,其病程约3至6年。两组样本共享在年龄和病程无显著差异(gydF4y2Ba
关注的结石腔、图像不同放大倍数的10到20倍得到无缝的奥林巴斯BH4显微镜捕获,然后在大约30佳能数码相机的图像进行分析。系统的光源调整了空白的视野。gydF4y2Ba
采用大津法通过选择一个合适的阈值,前景和背景之间的差距是明显的。如果平均灰色的前景gydF4y2Ba
数学形态学(gydF4y2Ba
前列腺癌组织学图像,前列腺结石是圆或椭圆形状的同心层状结构纹理特征。从微积分的特点,建立一个PCA-SVM模型区分真微积分地区noncalculus地区的可能。gydF4y2Ba
灰度图像的纹理特征包括统计、光谱和结构特点。他们相关的位置、形状、大小和方向的对象,而不是平均灰度。在这篇文章中,我们计算灰度共生矩阵法的可疑的微积分,并分析70年每个可疑的微积分的纹理特征gydF4y2Ba
我们使用14个类型的纹理特征在我们的研究中,包括能源、对比,相关性,熵,方差,总和的平均值,方差,同质性、方差的差异,和熵,熵的区别,影子的聚类,聚类的重要性,最大概率。即从每个可疑的微积分区域获得70的特性。gydF4y2Ba
主成分分析(PCA)允许我们计算一个线性变换,当数据从高维空间映射到低维空间。它是一种无监督的线性分析方法,它可以减少对分类器的影响所引起的相关的纹理特性。所以,我们提取主成分的贡献率大于98% (gydF4y2Ba
内核支持向量机分类器转换为一个低维向量空间映射到一个高维空间线性和非线性问题,然后选择最好的一类表面来解决分类问题。在本文中,我们使用传统的SVM分类器的方法。标准化的数据通过PCA与原来的不同,不能用于训练SVM分类器进行分类。因此是非常必要的处理特性的测试图像和训练集在一起来实现主成分分析。当我们进行主成分分析,结合应用PCA前的培训和考试日期。然后,新组合特征作为支持向量机分类器的数据。gydF4y2Ba
发现局部熵的图像变换方法。首先,指定每个像素的广场附近。然后,像素的灰度值熵计算在这个地区,然后被熵的灰度值所取代。灰度变化越小,其熵值越小。腺上皮细胞的细胞核和基质和纤维结缔组织的方差纹理是灰色的因素导致突变的前列腺癌组织学图像和局部熵的变化。但腔相对均匀的纹理,这使得它可以提取腔基于局部熵(数字gydF4y2Ba
纤维肌性的基质包围着前列腺腔。扩张前列腺腔包含各种前列腺结石。gydF4y2Ba
前列腺癌组织学图像揭示了蓝色和红色纹理通过当地的熵。gydF4y2Ba
计算最优阈值分离腔和背景,导致一个二进制图像(图gydF4y2Ba
流明和背景从一个灰度图像转换为二进制图像基于大津阈值。gydF4y2Ba
数学形态学,包括膨胀、腐蚀、开操作和关闭操作和区域填充的方法被用来提取腔完全,并防止不必要的微积分和结石之间的附着力和流明(数字gydF4y2Ba
前列腺腔通过形态学处理提取完全。gydF4y2Ba
提取的前列腺腔包含各种结石和附着力。gydF4y2Ba
可疑的结石是分段的前列腺腔。箭头指出前列腺腔粘连。gydF4y2Ba
结石是圆形或椭圆形结构的同心层状结构特性和不定向的特点。通过应用灰度共生矩阵建立计算五个方向获得14个类型的纹理特性,为每个可疑的微积分70特性得到地区。介绍了PCA方法提取主成分,其贡献率大于98% (gydF4y2Ba
处理70每个可疑的微积分的特点:(1)规范的矩阵数据集,(2)计算变量的相关系数矩阵,(3)计算矩阵gydF4y2Ba
使用PCA方法70纹理特性后,5倍交叉验证应用于训练和测试样本。支持向量机是用来识别结石(图gydF4y2Ba
前列腺结石的图像的自动识别是浅蓝色或红色白色同心圈年轮结构纹理。前列腺腔的粘附在左,底部角落里消失了。gydF4y2Ba
在这样一个过程,每个样本作为训练样本和测试样本。敏感和nonaccurate评估新方法的性能基于一步等几件样品一次5倍交叉验证。因此,我们分析后统计一次5倍交叉验证,包括上述五个步骤。gydF4y2Ba
在交叉验证过程中,125个样本测试,然后统计相应的真阴性样本(评分),假阳性样本(fps),假阴性样本(FNSs)和真阳性样本(支持)值可以知道,我们可以计算的准确性,特异性,敏感性,等等。我们已经做了5倍交叉验证基于相同的样本,但不同的十倍的组合集,在每次的验证、样品随机划分。十次5倍交叉验证的结果显示在表gydF4y2Ba
每一列显示一次5倍交叉验证的结果,其中包括描述的五个步骤。gydF4y2Ba
| 1gydF4y2Ba | 2gydF4y2Ba | 3gydF4y2Ba | 4gydF4y2Ba | 5gydF4y2Ba | 6gydF4y2Ba | 7gydF4y2Ba | 8gydF4y2Ba | 9gydF4y2Ba | 10gydF4y2Ba | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 丙氨酸(s)gydF4y2Ba | 0.1438gydF4y2Ba | 0.144gydF4y2Ba | 0.1532gydF4y2Ba | 0.1436gydF4y2Ba | 0.1314gydF4y2Ba | 0.1312gydF4y2Ba | 0.1374gydF4y2Ba | 0.1594gydF4y2Ba | 0.153gydF4y2Ba | 0.1346gydF4y2Ba |
| 阿尔特(%)gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba |
| ATA (%)gydF4y2Ba | 92.8gydF4y2Ba | 92年gydF4y2Ba | 93.6gydF4y2Ba | 92.8gydF4y2Ba | 94.4gydF4y2Ba | 93.6gydF4y2Ba | 94.4gydF4y2Ba | 91.2gydF4y2Ba | 94.4gydF4y2Ba | 92年gydF4y2Ba |
| TNSgydF4y2Ba | 91年gydF4y2Ba | 90年gydF4y2Ba | 93年gydF4y2Ba | 93年gydF4y2Ba | 93年gydF4y2Ba | 92年gydF4y2Ba | 94年gydF4y2Ba | 92年gydF4y2Ba | 95年gydF4y2Ba | 90年gydF4y2Ba |
| 帧/秒gydF4y2Ba | 6gydF4y2Ba | 7gydF4y2Ba | 4gydF4y2Ba | 5gydF4y2Ba | 5gydF4y2Ba | 5gydF4y2Ba | 4gydF4y2Ba | 5gydF4y2Ba | 2gydF4y2Ba | 7gydF4y2Ba |
| fngydF4y2Ba | 3gydF4y2Ba | 3gydF4y2Ba | 4gydF4y2Ba | 4gydF4y2Ba | 2gydF4y2Ba | 3gydF4y2Ba | 3gydF4y2Ba | 6gydF4y2Ba | 5gydF4y2Ba | 3gydF4y2Ba |
| TPSgydF4y2Ba | 25gydF4y2Ba | 25gydF4y2Ba | 24gydF4y2Ba | 23gydF4y2Ba | 25gydF4y2Ba | 25gydF4y2Ba | 24gydF4y2Ba | 22gydF4y2Ba | 23gydF4y2Ba | 25gydF4y2Ba |
| 灵敏度(%)gydF4y2Ba | 89.5gydF4y2Ba | 89.3gydF4y2Ba | 86.7gydF4y2Ba | 83.8gydF4y2Ba | 92.5gydF4y2Ba | 89.8gydF4y2Ba | 91.3gydF4y2Ba | 78.6gydF4y2Ba | 84.5gydF4y2Ba | 91.4gydF4y2Ba |
| 特异性(%)gydF4y2Ba | 94年gydF4y2Ba | 92.8gydF4y2Ba | 95.9gydF4y2Ba | 94.7gydF4y2Ba | 94.9gydF4y2Ba | 94.8gydF4y2Ba | 96.3gydF4y2Ba | 94.7gydF4y2Ba | 97.8gydF4y2Ba | 92.3gydF4y2Ba |
丙:平均培训时间;阿尔特:平均准确率的培训;ATA:平均测试精度;TNS:真阴性样本;FPS:假阳性样本;fn:假阴性样本;TPS:真阳性样本。gydF4y2Ba
结果在表gydF4y2Ba
前列腺结石是前列腺组织的退化的结果,具有很高的发病率随着年龄的增加。结石位于腔的小圆形或椭圆形,表面光滑,硬结构,似乎和浅蓝色或红色与白色tree-ring-like纹理在显微镜下的同心圆结构。这些独特的特点,颜色,质地,和外观的识别的主要依据是前列腺组织作为标本的来源。gydF4y2Ba
目前,研究计算机辅助诊断前列腺癌组织学图像关注如何使病理评分准确、高鲁棒性。在分类研究中,史密斯(gydF4y2Ba
图像计算机分析使用的方法包括提取腔和可疑的基于局部熵的结石,大津阈值和数学形态学,计算灰度共生矩阵法的可疑结石和70年每个可疑的微积分的纹理特性,利用主成分分析法(PCA)纹理特征的分析,以减少对SVM分类器的影响,选择组件的贡献是98%以上作为分类器的输入,结果显示93.12%的准确率识别的单一的结石。各领域的组织结构和细胞形态是由前列腺癌组织学图像,获得无缝的显微镜。获得不同的放大图像在同一地区也会获得对细节的观察。病理诊断是基于集成不同的组织结构和细胞形态分析在许多图像。与多倍的放大,和许多图像包含一个或多个微积分,几乎没有电脑误诊的趋势,与微积分识别率为93.12%。这是觉得电脑诊断不太受人为因素的影响,会降低误诊的可能性。gydF4y2Ba
基于纹理特征和PCA-SVM,总之,我们的算法,提取腔,段可疑的微积分,并承认结石的自动化成为可能,很容易辨认的同心结构和可视化功能,降低算法的复杂性,提高诊断的准确性。gydF4y2Ba
作者感谢博士弗雷德Bogott奥斯汀分校医学中心,明尼苏达州奥斯汀美国,因为他的优秀英语论文的编辑。gydF4y2Ba