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专利号: 2023100121221
申请人: 南京信息工程大学
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:

1.一种基于深度学习的肾穿刺图像多类肾小球自动分割方法,其特征在于,包括:获取待分割的肾穿刺图像;将所述待分割的肾穿刺图像输入训练好的多类肾小球自动分割模型;

根据所述多类肾小球自动分割模型的输出,得到肾小球多类语义分割结果;其中所述多类肾小球自动分割模型包括编码器、分类分支、解码器和分割分支;所述编码器的处理过程包括:以肾穿刺图像作为输入,将肾穿刺图像经过Patch Partition处理得到第一Token,第一Token经过Token转特征图模块转换为第一特征图;第一Token经过第一Transform模块处理得到第二Token,第二Token经过Token转特征图模块转换为第二特征图;第二Token经过第二Transform模块处理得到第三Token,第三Token经过Token转特征图模块转换为第三特征图;第三Token经过第三Transform模块处理得到第四Token,第四Token经过Token转特征图模块转换为第四特征图;第四Token经过第四Transform模块处理得到第五Token;

所述解码器的处理过程包括:第五Token和第四特征图经过第四VGG模块上采样后拼接处理得到第四上采样特征图;第四上采样特征图和第三特征图经过第三VGG模块上采样后拼接处理得到第三上采样特征图;第三上采样特征图和第二特征图经过第二VGG模块上采样后拼接处理得到第二上采样特征图;第二上采样特征图和第一特征图经过第一VGG模块上采样后拼接处理得到第一上采样特征图;

所述分类分支的处理过程包括:以编码器第四Transform模块输出的第五Token作为输入,进行标准化LayerNorm操作;对标准化后的第五Token使用平均池化操作使Token维度为

1,保留批次维度与特征维度;使用全连接层将平均池化操作得到的特征维度映射到n维向量,其中n表示肾小球类别数量;对n维向量进行SoftMax操作,得到每一类的概率值,即分类结果;

所述分割分支的处理过程包括:以解码器第一VGG模块得到的第一上采样特征图作为输入,首先使用卷积核大小为2x2的卷积操作将第一上采样特征图的通道数映射到2维,即背景和肾小球区域,然后对映射后的第一上采样特征图进行SoftMax操作得到每一个像素点上,背景和肾小球区域的概率值,即轮廓分割结果;

将每张肾小球图像的分类结果和轮廓分割结果进行融合,得到完整的肾小球多类语义分割结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于深度学习的肾穿刺图像多类肾小球自动分割方法,其特征在于,获取待分割的肾穿刺图像包括:将原始肾穿刺图像在20倍放大倍数下,将每个肾小球置于中心并裁剪出384*384大小的图像块;将裁剪出的384*384大小的图像块进行归一化处理,得到待分割的肾穿刺图像。

3.根据权利要求1所述的一种基于深度学习的肾穿刺图像多类肾小球自动分割方法,其特征在于,所述多类肾小球自动分割模型的训练方法包括:获取训练数据集;

将所述训练数据集输入多类肾小球自动分割模型,结合分类任务损失函数进行训练,直至达到预设条件,得到训练好的多类肾小球自动分割模型。

4.根据权利要求3所述的一种基于深度学习的肾穿刺图像多类肾小球自动分割方法,其特征在于,获取训练数据集包括:A1.将带标签的原始肾穿刺图像在20倍放大倍数下,将每个肾小球置于中心并裁剪出

384*384大小的图像块;

A2.对数据进行归一化处理;

A3.数据增强方法具体包括:水平翻转、垂直翻转和转置中的一种,随机进行随机旋转

90°、弹性形变和网格畸变。

5.根据权利要求3所述的一种基于深度学习的肾穿刺图像多类肾小球自动分割方法,其特征在于,所述分类任务损失函数 ,包括:;

其中,取0.5,取2, 表示正确类别的交叉熵损失, 表示正确类别的相对置信度;

其中 表示正确类比的预测概率, 表示除正确类别外,最大的预测概率值。

6.一种基于深度学习的肾穿刺图像多类肾小球自动分割装置,其特征在于,包括处理器及存储介质;

所述存储介质用于存储指令;

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1至5任一项所述方法的步骤。

7.一种存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述方法的步骤。