[發明專利]一種神經元骨架分叉點的校正方法及神經元形態重建方法

有效

• 申請號: 201910094482.4
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109948793B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 李詩瑋;黃青;周航;全廷偉;曾紹群
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06N3/08
• 分類號: G06N3/08
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

1.一種神經元骨架分叉點的校正方法，其特征在于，包括：

(1)對于待處理神經元骨架中的每一個分叉點p_o，獲得其附近與其直接相連的一段組合骨架和一段分立骨架；

所述分立骨架以所述分叉點p_o為頭節點，所述組合骨架由另外兩段以所述分叉點p_o為端點的骨架組合而成；

(2)對所述組合骨架進行平滑處理以得到平滑骨架，并利用三維高斯模板與所述平滑骨架進行卷積，生成包含所述平滑骨架及其鄰域體素點的仿真圖像；

在所述仿真圖像中，信號強度在所述平滑骨架的各骨架點處達到最大，并且所述平滑骨架的各骨架點處的信號強度已均一化；

(3)獲得所述平滑骨架上距離所述分叉點p_o最近的骨架點p_birfx，將其作為優化分叉點；

(4)獲得所述分立骨架的主方向dv₁，將所述優化分叉點作為所述分立骨架的新頭節點，并通過迭代優化調整所述優化分叉點的位置，使得所述優化分叉點位于所述平滑骨架上，且修改頭節點后所述分立骨架的主方向與所述主方向dv₁具有最高的一致性；

其中，所述分立骨架的主方向為：p_fx和p_v1為沿遠離分叉點的方向依次獲取的兩個骨架點，所述骨架點p_fx與所述平滑骨架上任意一個骨架點之間的距離大于閾值R，所述骨架點p_fx與所述骨架點p_v1之間的距離大于或等于閾值M，且所述骨架點p_fx與所述骨架點p_v1之間的任意一個骨架點與所述骨架點p_fx之間的距離小于所述閾值M，所述閾值R和所述閾值M均為預設的閾值；

(5)將所述平滑骨架上由所述優化分叉點劃分而成的骨架S₁₁和骨架S₁₂分別與所述分立骨架組合，從而得到第一組合骨架和第二組合骨架；

(6)將所述第一組合骨架和所述骨架S₁₂分別作為新的組合骨架和分立骨架，執行步驟(2)～(4)，并將所述第二組合骨架和所述骨架S₁₁分別作為新的組合骨架和分立骨架，執行步驟(2)～(4)，從而得到另外兩個優化分叉點；

(7)對所獲得的三個優化分叉點的位置進行加權平均以得到校正結果，從而實現對所述分叉點p_o的校正。

2.如權利要求1所述的神經元骨架分叉點的校正方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所獲得的組合骨架中骨架點的個數為16～25，且所獲得的分立骨架中骨架點的個數為21～30。

3.如權利要求1所述的神經元骨架分叉點的校正方法，其特征在于，所述步驟(2)包括：

固定所述組合骨架的兩個端點，通過纖維骨架校正方法對所述組合骨架進行校正，并對校正后的組合骨架進行重采樣，以得到平滑骨架；

構建三維高斯模板，并利用所述三維高斯模板與所述平滑骨架進行卷積，從而得到包含所述平滑骨架及其鄰域體素點的仿真圖像。

4.如權利要求3所述的神經元骨架分叉點的校正方法，其特征在于，所述三維高斯模板的尺寸為l×l×l；

所述三維高斯模板p(x,y,z)的x坐標、y坐標和z坐標的取值范圍均為[-l/2,l/2]；

其中，l的取值范圍為[7,15]。