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专利号: 2021104437737
申请人: 广东工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种冠状动脉CT影像深度聚类和分割方法,其特征在于:所述的方法包括步骤如下:S1:采用卷积神经网络,输入冠状动脉CT影像,构造特征提取器,从而生成输入图像的若干特征;

S2:利用聚类算法,将生成的若干特征聚成K类,并调整相关损失函数值,对每个样本x赋予伪标签y;

S3:利用聚类生成的伪标签y,通过优化相关损失函数值,更新卷积神经网络权重;再利用优化后的伪标签y对冠状动脉CT影像进行分类训练;

S4:通过冠状动脉CT影像分类结果,利用3D U‑net分组对冠状动脉进行分割。

2.根据权利要求1所述的冠状动脉CT影像深度聚类和分割方法,其特征在于:所述的卷积神经网络包括AlexNet、VGG‑16几种中的一种。

3.根据权利要求1所述的冠状动脉CT影像深度聚类和分割方法,其特征在于:所述的聚类算法采用K‑means聚类算法。

4.根据权利要求3所述的冠状动脉CT影像深度聚类和分割方法,其特征在于:采用所述的K‑means聚类算法,将从卷积神经网络中抽取的所有特征聚成K类。然后,通过调整以下损失函数,对每个样本x赋予伪标签y:式中,fθ(xn)是由卷积神经网络产生的特征;yn是通过聚类产生的样本xn的伪标签;N为样本总数,C为聚类的质心矩阵。

5.根据权利要求4所述的冠状动脉CT影像深度聚类和分割方法,其特征在于:利用聚类算法得到的伪标签,通过优化以下损失函数,对卷积神经网络的权重进行更新:式中,l是多项逻辑损失,亦称为log‑softmax函数;gw为特征分类器。

6.根据权利要求2~5任一项所述的冠状动脉CT影像深度聚类和分割方法,其特征在于:由于将特征和伪标签同时进行学习,会产生平凡解,为了避免平凡解,当一个簇变为空时,随机选择一个非空簇,并使用带有小随机扰动的质心作为空簇的新质心,然后,将属于非空簇的点重新分配给两个结果簇。

7.根据权利要求6所述的冠状动脉CT影像深度聚类和分割方法,其特征在于:为了避免平凡参数,对输入数据进行重新采样使得分布均匀,或使用伪标签。

8.一种基于权利要求1、2、3、4、5、7任一项所述的冠状动脉CT影像深度聚类和分割方法的系统,其特征在于:包括

采用卷积神经网络,输入冠状动脉CT影像,构造特征提取器,从而生成输入图像的若干特征;

聚类算法模块,将生成的若干特征聚成K类,并调整相关损失函数值,对每个样本x赋予伪标签;

分类器,通过伪标签y对冠状动脉CT影像进行分类训练,再利用相关损失函数,对卷积神经网络的权重进行更新;

3D U‑net分组模块,根据分类器输出的分类结果,分组对冠状动脉进行分割。

9.一种计算机系统,包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于:所述的处理器执行所述的计算机程序时,实现如权利要求1、2、3、

4、5、7任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于:所述的计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求1、2、3、4、5、7任一项所述的方法的步骤。