[發(fā)明專利]神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練方法、消除金屬偽影的方法及其裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010971211.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-16
• 公開（公告）號(hào): CN112085809A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂元媛;林維安;廖昊夫;周少華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州工業(yè)園區(qū)智在天下科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T11/00
• 分類號(hào): G06T11/00;G06T7/11;G06T7/136;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 蘇州威世朋知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

本發(fā)明提供一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練方法、消除金屬偽影的方法及其裝置，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、快速濾波反投影算子和第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于接收含有偽影的投影數(shù)據(jù)S_ma和S_ma對(duì)應(yīng)的金屬投影數(shù)據(jù)M_p，減弱S_ma上的金屬偽影并得到投影S_se；所述快速濾波反投影算子用于對(duì)投影S_se進(jìn)行重建處理并得到圖像X_se，以及對(duì)投影S_ma進(jìn)行重建處理并得到圖像X_ma；第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于在圖像域上、對(duì)圖像X_se和X_ma進(jìn)行減弱二次金屬偽影的處理，最終輸出消除偽影的圖像。基于若干投影數(shù)據(jù)S_ma、以及每個(gè)S_ma對(duì)應(yīng)的金屬投影數(shù)據(jù)M_p，以及相對(duì)應(yīng)的不含偽影的投影標(biāo)簽S_gt和重建圖像標(biāo)簽X_gt，對(duì)所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練。該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型能夠很好的去除金屬偽影。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練方法、消除金屬偽影的方法及其裝置。

背景技術(shù)

CT(Computed Tomography，電子計(jì)算機(jī)斷層掃描)技術(shù)利用精確準(zhǔn)直的射線(例如：X射線、γ射線或超聲波等)、以及高靈敏度的探測(cè)器一同圍繞人體的某一部位作連續(xù)的斷面掃描，并生成該部位的影像，具有掃描時(shí)間快且圖像清晰等優(yōu)點(diǎn)。其過程通常可以歸納為：以不同的角度向人體射出射線，在經(jīng)過人體時(shí)，這些射線會(huì)被人體吸收并衰減，之后，探測(cè)器會(huì)接受到衰減后的射線，并得到原始投影數(shù)據(jù)，然后通過圖像重建(例如：濾波反投影等)算法生成最終的影像學(xué)圖像。

在發(fā)明人的長(zhǎng)期實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)如果在CT成像視野范圍內(nèi)存在金屬物體時(shí)，該金屬物體會(huì)導(dǎo)致射線束硬化，同時(shí)噪聲和散射效應(yīng)被放大；甚至?xí)?dǎo)致射線完全衰減，沒有光子達(dá)到接收器，導(dǎo)致沒有有效信息用于重建。這些因素會(huì)導(dǎo)致或者加劇金屬偽影。因此，設(shè)計(jì)一種去除金屬偽影的方法，就成為一個(gè)亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練方法、消除金屬偽影的方法及其裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實(shí)施方式提供了一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練方法，包括以下步驟：獲取投影數(shù)據(jù)S_ma、二值圖X_m和S_ma對(duì)應(yīng)的金屬投影數(shù)據(jù)M_p，所述投影數(shù)據(jù)S_ma包含金屬偽影，在所述二值圖X_m中，值為1的像素值用于表征金屬的形狀；創(chuàng)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、快速濾波反投影算子和第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于接收S_ma和M_p，減弱S_ma上的金屬偽影并得到投影S_se；所述快速濾波反投影算子用于對(duì)投影S_se進(jìn)行重建處理并得到圖像X_se，以及對(duì)投影S_ma進(jìn)行重建處理并得到圖像X_ma，并且濾波反投影算子是可微的，能夠?qū)⒌诙窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練中的梯度前向傳播至第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于在圖像域上，結(jié)合金屬二值圖X_m對(duì)圖像X_se和X_ma進(jìn)行減弱二次金屬偽影的處理；基于若干投影數(shù)據(jù)S_ma、以及每個(gè)S_ma對(duì)應(yīng)的金屬投影數(shù)據(jù)M_p，對(duì)所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行有監(jiān)督的訓(xùn)練。