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专利号: 2018109993681
申请人: 陕西师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种磁共振图像去噪方法,包括如下步骤:S100:输入待重建图像y并初始化;

S200:根据待重建图像的原子的参数的上下限生成初始种群W;

S300:初始化迭代次数,利用自适应遗传算法加速搜寻L个最优原子,并利用这L个最优原子分别进行残差信号的匹配,更新原子的候选支撑集集合和残差信号,求得此次迭代的候选支撑集集合,如果迭代次数小于最大迭代次数则重复执行S300;

S400:对所得的候选支撑集集合进行二次筛选;

S500:当达到迭代要求时,找到对应残差最小的候选支撑集集合,进行重建信号的恢复,输出重建结果图

步骤S100进一步包括:

0 0

初始化如下:迭代次数k=0,初始残差r=y,初始候选支撑集集合S ={φ},最大迭代次数Ntem;

所述原子的参数的上下限具体设定如下:j

原子gγ=(x,y,s,θ)的参数的下限为bi=[0,0,0,0],上限为bs=[hx,hy,2 ,π],hx,hy分别代表图像高度和宽度,j表示尺度因子的指数,1≤j≤4;其中(x,y)表示原子的位置,s表示原子的尺度参数,θ表示原子的偏转角度;

步骤S300进一步包括:

k

S301:当k<Ntem时,迭代次数:k=k+1,候选索引:u=0,候选支撑集集合:S=φ;

k‑1

S302:当1≤i≤|S |,利用自适应遗传算法加速搜寻L个最优原子k‑1 k‑1

并利用这L个最优原子分别通过计算proj=进行残差信号的匹配,其中,|S |表k‑1

示对于第k‑1次迭代的候选支撑集集合的数量;ri 表示第k‑1次迭代的第i个残差;proj表示计算的内积值的变量,i表示循环变量;

k‑1

S303:当1≤j≤L,建立一个临时支撑集, 苴中,Si 表示第k‑1次迭代候选支撑集集合的第i个支撑集;grj表示针对当前的候选索引选择的最优的L个原子的第j个;

S304:检查是否存在共有支撑集,如果 则更新候选索引u=u+1,更新当前候选支撑集 更新候选支撑集集合 之后进行更新重建信号再更新残差信号 否则回到步骤S303,直至j=L,结束步骤S303,回到步骤S302,形成第k次的候选支撑集集合

2.根据权利要求1所述的一种磁共振图像去噪方法,步骤S400进一步包括:当迭代层数达到一定值时,即k≥Γ时,根据对应的残差信号的大小,对候选支撑集集k

合S中的候选支撑集进行二次筛选,去掉残差最大的 个候选支撑集,其中Γ表示一个常数,用来指定特定的迭代层数;u表示当前迭代层的候选索引集的数量,α表示一个常数,用来计算删减掉的索引集的数量。

3.根据权利要求1所述的一种磁共振图像去噪方法,步骤S200中的原子的生成函数是二维Gabor函数,二维Gabor函数g(x,y)是通过二维高斯窗函数w(x,y)和二维复数波s(x,y)相乘所得,g(x,y)=s(x,y)w(x,y),其中二维高斯窗函数w(x,y)和二维复数波s(x,y)分别表示如下:x′=(x‑x0)cosθ+(y‑y0)sinθ,y′=(y‑y0)cosθ‑(x‑x0)sinθ,s(x,y)=exp(i(2π(u0x+v0y))),将上述式子整理得出二维Gabor核函数,通过平移、调制得到Gabor原子簇,表示如下: 其

中:x,y,x′,y′为位置坐标, 表示高斯核幅度的比例,(u0,v0)表示频域坐标;四维参数组γ(x0,y0,s,θ)表示一个原子,(x0,y0)表示二维Gabor原子的位置,s表示原子的尺度参数,θ表示原子的偏转角度,二维复数波s(x,y)是复数形式。

4.根据权利要求1所述的一种磁共振图像去噪方法,步骤S300中为了加快搜寻L个最优原子的速度,在自适应遗传算法中按照下式确定交叉概率和变异概率,其中,fmax表示群体中最大的适应度值, 表示每代群体的平均适应度值,f′表示进行交叉的两个个体中较大的适应度值,f表示进行变异的个体的适应度值,pc_max表示最大交叉概率,pc_min表示最小交叉概率,pm_max表示最大变异概率,pm_min表示最小变异概率;其中,设置pc_max=0.9,pc_min=0.6,pm_max=0.1,pm_min=0.01,保证群体中适应度值最大个体的交叉概率和变异概率不为0,从而使得算法跳出局部最优解。