[發明專利]基于ACU-Net的MRI多模態圖像分割方法和系統

在審

• 申請號: 202011345892.0
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112215844A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 談玲;馬雯杰;夏景明
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06K9/34;G06K9/46;G06N3/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 蘇虹

1.一種基于ACU-Net的MRI多模態圖像分割方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）獲取MRI多模態圖像并進行預處理；

（2）構建ACU-Net分割網絡，對預處理得到的數據集進行圖像淺層與深層結構特征提取及像素級標注處理；

（3）使用活動輪廓模型檢測分割邊緣，采用活動輪廓邊緣約束，將病變區域分割與核心壞死區域分割相結合，同時對病變區域邊界線與核心壞死區邊界線進行區分；

（4）訓練ACU-Net分割網絡，計算網絡的分割精確度。

2.根據權利要求1所述的基于ACU-Net的MRI多模態圖像分割方法，其特征在于：步驟（1）中，圖像的預處理包括以下步驟：

（1.1）讀取NIFTI格式立體圖像，采用二分位數分割法將病例的四個模態從橫斷位截面進行切片；

（1.2）對背景區域采用零-均值規范化方式進行歸一化操作，屏蔽圖像中未成像區域；

（1.3）裁剪圖像將分辨率從原始值調整為偶數像素值；

（1.4）對圖像進行判斷，去除沒有病灶的切片；

（1.5）輸入下一張圖像，重復步驟（1.1）至（1.4），直至遍歷完數據集中所有圖像。

3.根據權利要求1所述的基于ACU-Net的MRI多模態圖像分割方法，其特征在于：步驟（2）中，ACU-Net分割網絡以VGG16網絡為基礎框架，將網絡中的3個完全連接層和1個邏輯回歸層刪除，同時增加2個卷積層和18個歸一化層，構成9個獨立卷積塊。

4.根據權利要求3所述的基于ACU-Net的MRI多模態圖像分割方法，其特征在于：所述卷積層為深度可分離卷積，包括以下步驟：

（2.1）在二維平面內進行深度卷積操作，每個通道同步獨立操作，對4個輸入通道采用不同的3×3卷積核逐通道進行卷積，卷積核數依次設置為[32，64，128，256，512]；

（2.2）將深度卷積的4個輸出通過卷積核為1×1的逐點卷積整合得到特征圖。

5.根據權利要求1所述的基于ACU-Net的MRI多模態圖像分割方法，其特征在于：步驟（2）中，解碼器根據殘差密集塊實現對解碼器的像素類別標注，解碼器輸入的是編碼器提供的特征圖；其包括如下步驟：使用卷積層和激活層實現對表面特征信息的提取，殘差密集塊局部自適應學習前一卷積塊與當前卷積塊的有效特征信息，將這些特征進行融合并聯合學習全局特征，在U-Net長跳躍連接中加入ResNet短跳躍連接。