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专利号: 2015110336174
申请人: 中国科学院深圳先进技术研究院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于脑部MRI图像分类的图像处理方法,其特征在于,包括:获取第一类MRI图像集和第二类MRI图像集;

提取所述第一类MRI图像集和第二类MRI图像集的相似度信息;

使用Nystrom算法和投影算法,计算所述第一类MRI图像集和第二类MRI图像集中个体的欧几里得坐标;

利用所述相似度信息和欧几里得坐标对所述第一类MRI图像集和第二类MRI图像集进行分类训练,获得判决标准;

提取待分类MRI图像集的图像特征,根据所述判决标准进行图像分类。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述提取所述第一类MRI图像集和第二类MRI图像集的相似度信息包括:对I={N1,N2,…,Nm,A1,A2,…,An}数据集中每幅图像进行位置校正、偏移场校正,其中{N1,N2,…,Nm}为所述第一类MRI图像集,{A1,A2,…,An}为所述第二类MRI图像集;

从I中随机选取p个第一类MRI图像集个体和q个第二类MRI图像集个体,其中p+q<

对所述I'中的每一对MRI图像{Ii,Ij},i,j∈1,...,p+q,用任意微分同胚配准算法求得形变场φij和φji,满足Ij=Iiοφij,Ii=Ijοφji,其中“ο”为根据形变场对图像进行翘曲,图像Ii,Ij的非相似度:其中dist(Ii,Ij)表示图像Ii和Ij间的非相似度,d(Ii,Ij)表示图像Ii和Ij间的黎曼距离,Id表示单位变换;

计算所述I'的相似度矩阵:

其中sij=sji,i,j∈{1,...,p+q}。

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述使用Nystrom算法和投影算法,计算所述第一类MRI图像集和第二类MRI图像集中个体的欧几里得坐标包括:I”={Np+1,Np+2,…,Nm,Aq+1,Aq+2,…,An}={Ip+q+1,Ip+q+2,...,Im+n},其中I=I'∪I”,将I”中的MRI图像配准到I'中的个体空间,可得数据集I的相似度矩阵:其中sij=sji,i,j∈{1,...,m+n}。ξsub为(p+q)×(p+q)矩阵,可对角化为ξsub=UΛUT;设为ξ的近似特征向量,根据Nystrom算法可得 ξ可近似计算为:T

定义ξsub,ξpart,ξpart每行的和向量为:将 标准化为 可特征分解为 所述第一类MRI

图像集和第二类MRI图像集个体的投影坐标为 其

中dim取整数,为预先设置的投影空间维度。

4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,其中所述提取待分类MRI图像集的图像特征,根据所述判决标准进行图像分类包括:对于待分类MRI图像集M配准到所述I'的个体上,利用Nystrom算法和投影算法获得所述M个体在欧几里得空间的映射坐标。

5.如权利要求4中所述的方法,其特征在于,对于待分类MRI图像集M配准到所述I'的每个个体上,利用Nystrom算法和投影算法获得所述M个体在欧几里得空间的映射坐标包括:将M配准到训练子库所述I'的每个个体上,量化形变场,可得相似度向量ξnew=[s1,new s2,new … s(p+q),new]T,ξnewT的向量和为cnew,可得到:标准化ξnewT可得:

投影映射可得特征向量 所述M的个体坐标为

6.一种用于脑部MRI图像分类的图像处理装置,其特征在于,包括:获取模块,用于获取第一类MRI图像集和第二类MRI图像集;

提取模块,用于提取所述第一类MRI图像集和第二类MRI图像集的相似度信息;

计算模块,用于使用Nystrom算法和投影算法,计算所述第一类MRI图像集和第二类MRI图像集中个体的欧几里得坐标;

标准模块,用于利用所述相似度信息和欧几里得坐标对所述第一类MRI图像集和第二类MRI图像集进行分类训练,获得判决标准;

分类模块,用于提取待分类MRI图像集的图像特征,根据所述判决标准进行图像分类。

7.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述提取模块还用于:对I={N1,N2,…,Nm,A1,A2,…,An}数据集中每幅图像进行位置校正、偏移场校正,其中{N1,N2,…,Nm}为所述第一类MRI图像集,{A1,A2,…,An}为所述第二类MRI图像集;

从I中随机选取p个第一类MRI图像集个体和q个第二类MRI图像集个体,其中p+q<

对所述I'中的每一对MRI图像{Ii,Ij},i,j∈1,...,p+q,用任意微分同胚配准算法求得形变场φij和φji,满足Ij=Iiοφij,Ii=Ijοφji,其中“ο”为根据形变场对图像进行翘曲,图像Ii,Ij的非相似度:其中dist(Ii,Ij)表示图像Ii和Ij间的非相似度,d(Ii,Ij)表示图像Ii和Ij间的黎曼距离,Id表示单位变换;

计算所述I'的相似度矩阵:

其中sij=sji,i,j∈{1,...,p+q}。

8.如权利要求7所述的装置,其特征在于,所述计算模块还用于:对于I”={Np+1,Np+2,…,Nm,Aq+1,Aq+2,…,An}={Ip+q+1,Ip+q+2,...,Im+n},其中I=I'∪I”,将I”中的MRI图像配准到I'中的个体空间,可得数据集I的相似度矩阵:其中sij=sji,i,j∈{1,...,m+n},ξsub为(p+q)×(p+q)矩阵,可对角化为ξsub=UΛUT;设为ξ的近似特征向量,根据Nystrom算法可得 ξ可近似计算为:定义ξsub,ξpart,ξpartT每行的和向量为:将 标准化为 可特征分解为 所述第一

类MRI图像集和第二类MRI图像集个体的投影坐标为

其中dim取整数,为预先设置的投影空间维度。

9.如权利要求7所述的装置,其特征在于,其中分类模块还用于:对于待分类MRI图像集M配准到所述I'的个体上,利用Nystrom算法和投影算法获得所述M个体在欧几里得空间的映射坐标。

10.如权利要求9中所述的装置,其特征在于,其中所述分类模块还用于:将M配准到训练子库所述I'的每个个体上,量化形变场,可得相似度向量ξnew=[s1,new s2,new … s(p+q),new]T,ξnewT的向量和为cnew,可得到:标准化ξnewT可得:

投影映射可得特征向量 所述M的个体坐标为