[發明專利]一種基于弱監督的大腦磁共振圖像分割方法

有效

• 申請號: 202011060583.9
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112508844B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 孔佑勇;孫君校;吳飛;伍家松;楊冠羽;舒華忠
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/10;G06T7/30
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 葉涓涓

1.一種基于弱監督的大腦磁共振圖像分割方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，使用超體素匹配方法實現待分割圖像與參考圖像之間的匹配；

步驟1-1，根據簡單線性迭代算法生成圖像的超體素；

步驟1-2，超體素匹配方法，包括如下子步驟：

步驟1-2-1，提取超體素特征并度量相似性，使用SuperPatch表示超體素，通過計算兩個超體素對應的SuperPatch之間的距離來表示它們的特征相似性；

步驟1-2-2，采用基于位置先驗的超體素匹配方法找到每個超體素的最近鄰超體素；

步驟1-3，選擇高置信度的超體素組成種子區域；

步驟2，設計一種BTSNet模型，該模型結合ResNeXt模塊、ASPP模塊和SELU激活函數，以選擇的種子區域作為監督標簽，指導網絡訓練，獲得圖像每個體素的類別概率；

步驟3，采用深度種子區域增長方法，以當前種子區域為基礎，使用卷積網絡輸出的類別概率，更新種子區域；

步驟4，采用更新后的種子區域標簽再來訓練BTSNet；不斷進行步驟2和步驟3，直至達到指定的迭代次數。

2.根據權利要求1所述的基于弱監督的大腦磁共振圖像分割方法，其特征在于，所述步驟1-2-1包括如下過程：

設圖像為A，A由n個超體素組成，即A＝(A_i}_i∈1，...n；對于超體素A_i，它對應的SuperPatchA_i表示為A_i＝{A_i′，||c_i-c_i′||≤R}，表示A_i相鄰的超體素A_i′的中心c_i′與A_i的中心c_i距離不大于設定的R時，A_i′屬于A_i；A_i中超體素索引的集合為假設待分割圖像為A，參考圖像為B，A中的超體素A_i對應的超體素SuperPatch為A_i和B中的超體素B_j對應SuperPatch為B_j，A_i和B_j的SuperPatch距離計算如公式(1)所示：

其中表示超體素A_i′和B_j′的特征向量，d表示歐式距離；ω為權重，由A_i′和B_j′的相對位置決定；ω的計算如公式(2)(3)(4)所示：

其中x_i′j′＝c_j′-c_i′+v_ij表示c_i′和c_j′的相對距離，v_ij＝c_i-c_j表示A_i和B_j的中心的相對距離；ω_s(A_i′)根據空間距離關系衡量A_i′對A_i的重要性；ω_s(B_j′)根據空間距離關系衡量B_i′對B_i的重要性；σ₁和σ₂為兩個縮放參數。