1.一种面向快速MRI的深度神经网络的多尺度序贯训练方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
步骤1令f(·;Θ)表示对k空间中的任意u倍欠采样的MR图像 进行重建的深度神经网络,这里,Θ为f(·;Θ)的参数集, 表示MR图像所在的k空间, 为yu的维度,N为全采样的MR图像 的维度,表示MR图像所在的像素空间;本发明中,将k空间中的MR图像的维度称为其尺度;yu和x存在如下关系:yu=Suy=SuFx,M×N
其中, 表示在k空间中的全采样图像,Su∈{0,1} 表示对y进行u倍欠采样的掩码矩阵, 为傅里叶变换矩阵,用于将MR图像从像素空间变换到k空间;
★
步骤2基于多尺度序贯训练方法训练f(·;Θ),得到Θ的最优参数集Θ 。
2.如权利要求1所述的面向快速MRI的深度神经网络多尺度序贯训练方法,其特征在于,所述步骤2的步骤如下:步骤2.1构建用于训练深度神经网络f(·;Θ)的多尺度的MR图像集T={T1,T2,…,TD},这里, Td表示尺度为 的训练子集,且各训练子集Td的尺度存在如下关系:
M1>M2>…>MD=M;
Td通过如下方式构建:
其中,Γ={1,2,…,G}为训练样本的索引集,G为训练样本的个数, 为第g张全采样的MR图像, 为第g张尺度为 的MR图像,训练子集Td的尺度由 的尺度决定, 通过如下方式构建:其中, 表示对k空间中的MR图像进行ud倍欠采样的掩码矩阵;
步骤2.2构建深度神经网络f(·;Θ)的验证集V={V1,V2,…,VD}这里,Λ={1,2,…,L}为验证样本的索引集,L为验证样本的个数;
(0)
步骤2.3令d=0,随机初始化f(·;Θ)的参数集Θ为Θ ;
步骤2.4令迭代期数(Epoch)e=0,迭代次数t=0,d=d+1,取训练子集Td为当前阶段的训练集;
步骤2.5令e=e+1,训练批次b=0,将Td中训练样本的索引集Γ随机分割为B个不相交的子集:
步骤2.6令t=t+1,训练批次b=b+1, 计算步骤2.7通过梯度下降法,优化如下损失函数其中, 为损失函数;
(t)
步骤2.8在验证集Vd上评估深度神经网络f(·;Θ )的质量:其中,Q(·,·)为质量评估函数;
步骤2.9迭代执行上述步骤2.6~步骤2.8,直至b=B;
(d) (d)
步骤2.10迭代执行上述步骤2.5~步骤2.9,直至e=E ,这里E 为预设的最大训练期数;
(d) (d)
步骤2.11选取当前深度神经网络f(·;Θ)的最优参数集Θ =Θ(t ),其中,(0) (d)
步骤2.12令Θ =Θ ,迭代执行上述步骤2.4~步骤2.11,直至d=D;
★ (D)
步骤2.13选取深度神经网络f(·;Θ)的最优参数集Θ =Θ 。