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专利号: 202110092961X
申请人: 北京工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2025-03-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于Guide‑MultiScale‑Net端到端的三维乳腺超声图像肿瘤分割方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一、获取乳腺超声图像的数据集,并进行数据预处理;

步骤二、使用pytorch深度学习框架,模型构建;

步骤三、定义损失函数;

步骤四、对模型进行训练,直至收敛;

步骤五、对训练好的模型进行乳腺肿瘤病灶分割,得到最终分割结果。

2.根据权利要求1所述的基于Guide‑MultiScale‑Net端到端的三维乳腺超声图像肿瘤分割方法,在步骤一中采用的数据预处理方法有随机中心裁剪、随机平移、随机缩放、归一化操作。

3.根据权利要求1中所述的基于Guide‑MultiScale‑Net端到端的三维乳腺超声图像肿瘤分割方法,其特征在于步骤二模型的构建,遵循编码器解码器,并做出以下改动:

1)将残差思想引入到编码器中,提高模型特征提取能力,以及模型的收敛速度;

2)提出指导模块,在特征融合过程中,利用高阶语义特征来指导低阶特征,来抑制低阶特征中的噪声,避免由于噪声而引起分割不准确;

3)提出多尺度融合模块,由于乳腺超声图像肿瘤大小各不一,UNet网络很难捕捉到多尺度特征,因此提出多尺度模块来捕捉模型中的多尺度信息;

4)引入深监督技术,在模型的中间层上加入约束,防止模型过拟合,也能使得模型中间层学到具有区分能力的特征,加速模型收敛。

4.根据权利要求1中所述的基于Guide‑MultiScale‑Net端到端的三维乳腺超声图像肿瘤分割方法,其特征在于步骤三的损失函数的确定,模型最顶层输出对应的损失函数定义为:

该loss由两种loss组成,前者是weightCrossLoss,后者是DiceLoss,其中α∈[0,1]表示平衡因子,控制两种loss的比例,本发明中取0.5。β∈[0,1]表示控制假阴性和假阳性的权重,本发明中取0.5,大于0.5偏向惩罚假阳性,小于0.5偏向惩罚假阴性。N表示像素的个数,t∈{0,1}表示真实分割结果,p∈[0,1]表示模型预测处理的结果,其中K表示分割的种类,默认值为1,S表示缩放因子,默认值为1e‑5。

解码器中第i∈{1,2,3,4}层输出对应的损失函数定义为:其中N表示像素的总数,β∈[0,1]表示控制假阴性和假阳性错误比例,本发明中取0.5,如果大于0.5偏向惩罚假阳性,否则偏向惩罚假阴性,本发明中取0.5,t∈{0,1}表示真实标签,p∈[0,1]表示模型预测的概率值。

总损失定义为:

模型的总的损失函数由两步分组成,第一部分是由顶层的损失组成,并且由四个中间层输出对应的损失函数相加构成。