[發(fā)明專利]基于殘差網(wǎng)絡(luò)的磁共振信號的時頻變換和相位校正的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811436577.1
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109557487A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 索斐;楊鈺
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: G01R33/46
• 分類號: G01R33/46;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

1.基于殘差網(wǎng)絡(luò)的磁共振信號的時頻變換和相位校正的方法，其特征在于包括以下步驟：

1)根據(jù)FID信號的特征，構(gòu)建同時存在零階相位失調(diào)與一階相位失調(diào)的自由感應(yīng)衰減時域信號的數(shù)學(xué)模型和理想的吸收譜，即無相位失調(diào)的頻譜實部的數(shù)學(xué)模型，由數(shù)學(xué)模型生成仿真信號，構(gòu)建訓(xùn)練集數(shù)據(jù)和測試集數(shù)據(jù)；

2)搭建殘差網(wǎng)絡(luò)模型，設(shè)置好相關(guān)的訓(xùn)練參數(shù)；

3)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練；

4)網(wǎng)絡(luò)測試。

2.如權(quán)利要求1所述基于殘差網(wǎng)絡(luò)的磁共振信號的時頻變換和相位校正的方法，其特征在于在步驟1)中，所述同時存在零階相位失調(diào)和一階相位失調(diào)的自由感應(yīng)衰減時域信號的數(shù)學(xué)模型為：

上式中，ω_k,σ_k,A_k分別為第k個諧波分量的頻率、衰減因子和振幅，θ為初始時刻相位，Δ為信號激勵與檢測之間的延遲，N為信號長度。

3.如權(quán)利要求1所述基于殘差網(wǎng)絡(luò)的磁共振信號的時頻變換和相位校正的方法，其特征在于在步驟1)中，無相位失調(diào)的理想吸收譜的數(shù)學(xué)模型為：

上式中，ω_k,σ_k,A_k分別為第k個諧波分量的頻率、衰減因子和振幅。

4.如權(quán)利要求1所述基于殘差網(wǎng)絡(luò)的磁共振信號的時頻變換和相位校正的方法，其特征在于在步驟2)中，所述殘差網(wǎng)絡(luò)模型包括：網(wǎng)絡(luò)模型的主體結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)模型的損失函數(shù)和相關(guān)的訓(xùn)練參數(shù)；網(wǎng)絡(luò)模型的主體結(jié)構(gòu)為：一層的卷積層、四個殘差單元和三層卷積層；所述一層卷積層對應(yīng)的卷積核大小為1×7，通道數(shù)為32；所述四個殘差單元的卷積核大小為1×3，通道數(shù)為32；所述三層卷積層的卷積核大小為1×512，通道數(shù)分別為48，32，1；每層卷積層連接激活函數(shù)ReLU，輸出層后不連接激活函數(shù)；

所述網(wǎng)絡(luò)模型的損失函數(shù)為：

上式中，f(·)是訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，W和b是網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，x是輸入的時域信號，y是對應(yīng)的標(biāo)簽，即無相位失調(diào)的理想吸收譜，δ是自定義的參數(shù)。

5.如權(quán)利要求1所述基于殘差網(wǎng)絡(luò)的磁共振信號的時頻變換和相位校正的方法，其特征在于在步驟3)中，所述網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的具體方法為：將步驟1)中得到的訓(xùn)練集數(shù)據(jù)輸入到網(wǎng)絡(luò)中訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，直至損失函數(shù)下降至收斂并趨于穩(wěn)定，得到功能化的網(wǎng)絡(luò)模型；所述訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)方式為：采用BP算法訓(xùn)練，每次迭代采用最小批的方式計算網(wǎng)絡(luò)損失，并以此損失更新網(wǎng)絡(luò)中的參數(shù)；當(dāng)達(dá)到預(yù)定的最大迭代次數(shù)時，損失函數(shù)下降至收斂并趨于穩(wěn)定，終止訓(xùn)練，獲得功能化的網(wǎng)絡(luò)模型。

6.如權(quán)利要求1所述基于殘差網(wǎng)絡(luò)的磁共振信號的時頻變換和相位校正的方法，其特征在于在步驟4)中，所述網(wǎng)絡(luò)測試的具體方法為：將步驟1)中得到測試集數(shù)據(jù)中的時域信號輸入到功能化的網(wǎng)絡(luò)模型中，得到經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)相并時頻分析的譜圖，并與標(biāo)簽進(jìn)行比較以驗證網(wǎng)絡(luò)的性能。