[发明专利]一种脑部核磁共振图像组织分割方法

权利要求书

1.一种脑部核磁共振图像组织分割方法，其特征在于，包括以下步骤，

S1、将脑部核磁共振图像输入VoxResnet深度网络，进行组织预分割，并获得初步分割结果；

S2、根据初步分割结果，进行偏移场校正并获得校正后的真实图像；

S3、利用最大期望法对校正后真实图像进行分割处理，得到最终的脑组织分割结果；

所述步骤S2具体为：

S21、建立灰度不均衡的脑部MR图像数学模型；

S22、根据脑部MR图像数学模型建立灰度不均衡的脑部MR图像的能量函数；

S23、以初步分割结果为基础，求出对应的能量函数中的每种脑组织的灰度平均值C_i和对应的基函数的系数W；

S24、根据C_i、W和脑部MR图像的能量函数，计算得到偏移场b(x,y,z)和偏移场校正后的真实图像；

所述步骤S21中：

灰度不均衡的脑部MR图像数学模型为：

式中，I(x,y,z)是观测得到的图像在三维MR图像中位于体素(x,y,z)处的灰度值；

b(x,y,z)是偏移场在体素(x,y,z)处的值；

J(x,y,z)是未受到灰度不均衡污染的图像位于体素(x,y,z)处的灰度值；

n(x,y,z)表示位于体素(x,y,z)处的噪声值；

且

g_i(x,y,z)是正交基函数；

w_i是基函数g_i(x,y,z)的系数；

c_i为第i类组织的灰度值；

u_i(x,y,z)为隶属度函数，其定义为：且

2.根据权利要求1所述的脑部核磁共振图像组织分割方法，其特征在于，所述步骤S22中：

脑部MR图像的能量函数为，

将所述能量函数表示为向量的形式为：

式中，W^TG(x,y,z)＝b(x,y,z)；

C^TU(x,y,z)＝J(x,y,z)，C＝(c₁,c₂,c₃)^T；

W＝(w₁,w₂,...,w_m)^T；

G(x,y,z)＝(g₁(x,y,z),g₂(x,y,z),...,g_m(x,y,z))^T；

U(x,y,z)＝(u₁(x,y,z),u₂(x,y,z),u₃(x,y,z))^T。

3.根据权利要求2所述的脑部核磁共振图像组织分割方法，其特征在于，所述步骤S23中：所述C_i的取值为隶属度函数u_i(x,y,z)非零区域对应的核磁共振图像的灰度平均值；

根据拉格朗日乘数法得到所述基函数的系数的计算公式为：

W＝(V)^-1S (4)

式中，

4.根据权利要求3所述的脑部核磁共振图像组织分割方法，其特征在于，所述步骤S24中：

根据公式(3)和公式(4)，得到偏移场b(x,y,z)的计算公式为：

b(x,y,z)＝(W)^TG(x,y,z) (5)

根据公式(1)和公式(5)，得到校正后的真实图像J(x,y,x)的计算公式为：

J(x,y,x)＝I(x,y,x)/b(x,y,x)＝I(x,y,x)/((W)^TG(x,y,x)) (6)。