发明名称 一种大尺度DTI图像的快速准确的分割方法
摘要 本方法提供一种大尺度DTI图像的快速准确的分割方法,通过考虑DTI数据的非线性的特点,引入黎曼流形中的竞争学机制,将对称半正定的3×3矩阵的体素集合看成是黎曼流形,把DTI图像的每个体素看成是黎曼流形中的点,然后通过黎曼竞争学算法来把这些体素聚类。在此框架下,选用黎曼距离来度量体素之间的相似性,选取竞争学作为聚类的方法。在聚类过程中,选取均沿着测地线而非欧式空间聚类的直线来更新节点。同时,加入频率敏感机制来克服聚类问题对初始值敏感的问题。本发明能快速准确地分割活体组织的DTI成像。本方法有两个主要应用,一是进行脑白质分子水平上的检测,以辅助临床诊断某些常规设备无法检测的疾病;二是用于人脑神经联通模式研究。
申请公布号 CN106408568A 申请公布日期 2017.02.15
申请号 CN201610605176.9 申请日期 2016.07.27
申请人 广州大学 发明人 郑立刚
分类号 G06T7/10(2017.01)I 主分类号 G06T7/10(2017.01)I
代理机构 广州粤高专利商标代理有限公司 44102 代理人 陈卫
主权项 一种大尺度DTI图像的快速准确的分割方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:预处理:对DTI图像的每个voxel进行分析,找出所有正定对称的voxel,剔除0点,并保存0点和非0点的位置;S2:黎曼空间中的频率敏感竞争学习分割:对于每个非0的voxel,假定标号依次为{x<sub>1</sub>,x<sub>2</sub>,…,x<sub>n</sub>},假定每个初始中心依次为{w<sub>1</sub>,w<sub>2</sub>,…,w<sub>k</sub>},每个中心的初始频率为{f<sub>1</sub>,f<sub>2</sub>,…,f<sub>k</sub>},其中,n表示非0的voxel的个数,k是将要分割的区域个数;(1)从{x<sub>1</sub>,x<sub>2</sub>,…,x<sub>n</sub>}中选取k个点{w<sub>1</sub>,w<sub>2</sub>,…,w<sub>k</sub>}作为起始中心,并设置每个中心的初始频率{f<sub>1</sub>,f<sub>2</sub>,…,f<sub>k</sub>};(2)计算x<sub>i</sub>到{w<sub>1</sub>,w<sub>2</sub>,…,w<sub>k</sub>}的黎曼距离,i=1,2,…,n,选取频率和距离之积中最小的w<sub>i</sub>作为胜利点(winner),将w<sub>i</sub>对应的频率加1,即f<sub>i</sub>+1,作为下一次迭代的频率,并使用下面的公式计算新的w<sub>i</sub>的位置:w<sub>i</sub><sup>t+1</sup>=[w<sub>i</sub><sup>t</sup>]<sup>1/2</sup>([w<sub>i</sub><sup>t</sup>]<sup>‑1/2</sup>x<sub>i</sub>[w<sub>i</sub><sup>t</sup>]<sup>‑1/2</sup>)<sup>a</sup>[w<sub>i</sub><sup>t</sup>]<sup>1/2</sup>其中上标t表示迭代的次序,a是学习率;(3)重复(2)直到收敛;S3:将聚类结果重新排列成DTI图像的形式。
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