[發(fā)明專利]一種基于非配對數(shù)據(jù)的LDCT圖像恢復(fù)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011172293.3
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112258438B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊余久;侯冠群
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)深圳國際研究生院
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T5/00;G06N3/0475;G06N3/094;G06N3/0464;G06N3/048;G06N3/084
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 方艷平

1.一種基于非配對數(shù)據(jù)的LDCT圖像恢復(fù)方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將包括非配對的多個(gè)LDCT圖像和多個(gè)HDCT圖像的預(yù)訓(xùn)練集輸入到圖像恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)以對所述圖像恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練，其中所述圖像恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)包括兩個(gè)生成器和兩個(gè)鑒別器，兩個(gè)所述生成器分別包括卷積層和殘差通道注意力塊；其中，每個(gè)所述殘差通道注意力塊包括兩個(gè)3×3的卷積層和通道注意力機(jī)制層，其中所述通道注意力機(jī)制層連接在相互連接的兩個(gè)3×3的卷積層之后，并將兩個(gè)3×3的卷積層的輸入連接到所述通道注意力機(jī)制層的輸出以形成跳過連接；每個(gè)所述通道注意力機(jī)制層包括一個(gè)全局池化層、兩個(gè)全連接層、Sigmoid激活函數(shù)，其中所述全局池化層連接在兩個(gè)相互連接的所述全連接層之前，所述Sigmoid激活函數(shù)連接在兩個(gè)相互連接的所述全連接層之后，將所述全局池化層的輸入連接到所述Sigmoid激活函數(shù)的輸出以進(jìn)行乘積運(yùn)算，并將所述全局池化層的輸入連接到乘積運(yùn)算的輸出以形成跳過連接

S2：將包括配對的多個(gè)LDCT圖像和多個(gè)HDCT圖像的調(diào)節(jié)訓(xùn)練集對所述圖像恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)中的所述生成器進(jìn)行調(diào)節(jié)得到訓(xùn)練完成的所述生成器；

S3：將待恢復(fù)的LDCT圖像輸入到訓(xùn)練完成的所述生成器中，得到高質(zhì)量的LDCT圖像；

其中所述調(diào)節(jié)訓(xùn)練集中的LDCT圖像和HDCT圖像的數(shù)量小于所述預(yù)訓(xùn)練集中的LDCT圖像和HDCT圖像的數(shù)量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LDCT圖像恢復(fù)方法，其特征在于，所述圖像恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)所述生成器包括生成器G_L2H和生成器G_H2L，其中生成器G_L2H用于將LDCT圖像生成對應(yīng)的HDCT圖像，生成器G_H2L用于將HDCT圖像生成對應(yīng)的LDCT圖像；步驟S2中具體將所述調(diào)節(jié)訓(xùn)練集對生成器G_L2H進(jìn)行調(diào)節(jié)得到訓(xùn)練完成的生成器G_L2H，步驟S3中具體將待恢復(fù)的LDCT圖像輸入到訓(xùn)練完成的生成器G_L2H中，得到高質(zhì)量的LDCT圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LDCT圖像恢復(fù)方法，其特征在于，步驟S1中將包括非配對的多個(gè)LDCT圖像和多個(gè)HDCT圖像的預(yù)訓(xùn)練集輸入到圖像恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)以對所述圖像恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練具體包括前向循環(huán)和后向循環(huán)，并在所述前向循環(huán)和所述后向循環(huán)過程中分別用各自的循環(huán)一致性損失函數(shù)進(jìn)行約束；

其中所述前向循環(huán)包括將預(yù)訓(xùn)練集中多個(gè)LDCT圖像輸入到生成器G_L2H后得到圖像G_L2H(LDCT)，再將圖像G_L2H(LDCT)輸入到生成器G_H2L，得到圖像G_H2L(G_L2H(LDCT))；

所述后向循環(huán)包括將預(yù)訓(xùn)練集中多個(gè)HDCT圖像輸入到生成器G_H2L后得到圖像G_H2L(HDCT)，再將圖像G_H2L(HDCT)輸入到生成器D_L2H，得到圖像G_L2H(G_H2L(HDCT))。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LDCT圖像恢復(fù)方法，其特征在于，其中所述前向循環(huán)的循環(huán)一致性損失函數(shù)為：

所述后向循環(huán)的循環(huán)一致性損失函數(shù)為：

其中，P_data(LDCT)是LDCT圖像域的分布，P_data(HDCT)是HDCT圖像域的分布，E表示均值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LDCT圖像恢復(fù)方法，其特征在于，兩個(gè)所述生成器分別包括兩個(gè)卷積層和多個(gè)殘差通道注意力塊，其中多個(gè)所述殘差通道注意力塊依次相互連接，兩個(gè)所述卷積層分別連接在相互連接的多個(gè)所述殘差通道注意力塊的首尾兩端，第一個(gè)所述卷積層用于淺層特征的提取，最后一個(gè)所述卷積層用于圖像的解碼，并將通過第一個(gè)所述卷積層的輸出連接到最后一個(gè)所述卷積層的輸入以形成跳過連接。