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基于Transformer和ConvNet融合模型的无监督MRI图像配准算法及系统技术方案

技术编号:40982695 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-18 21:28
本发明专利技术涉及图像处理技术领域,尤其涉及一种基于Transformer和ConvNet融合模型的无监督MRI图像配准算法及系统,该方法包括以下步骤:S1,将MRI图像进行预处理;S2,通过预先训练得到的融合模型提取预处理后的MRI图像中的形变场,所述融合模型包括并行的Transformer子网络和ConvNet子网络;S3,将移动图像与得到的形变场输入空间变换网络中,得到配准后的图像。本发明专利技术可有效地不同的二维或者三维图像进行快速配准,既利于医学图像的后续融合分割等处理,还有利于辅助医生能够更好的了解随访病人的身体变化状况,精准判断身体的患病区域变化情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理,尤其涉及一种基于transformer和convnet融合模型的无监督mri图像配准算法及系统。


技术介绍

1、可变形图像配准是许多医学成像分析任务的基本过程,其目的是在一对固定图像和运动图像之间获得密集的非线性空间对应关系,以最小化差异,这对于临床诊断和外科治疗至关重要。传统的图像配准方法都试图通过直观的显式特征匹配来最大化图像对之间的图像相似性。然而,这些方法求解每个新图像对的过程繁琐,因此导致计算成本高且耗时大。

2、基于深度学习的模型,特别是卷积神经网络,在医学图像分析领域的任务中表现出了优异的性能。为了解决传统方法耗时的问题,在图像配准领域引入了基于convnet的模型。基于convnet的模型在训练阶段使用单个全局函数优化方法,并学习图像配准的通用表示,有助于在训练后快速对齐看不见的图像对,并提高配准性能。由于卷积运算固有的局部性质,基于convnet的架构在显式建模图像中的长程空间关系时通常面临限制,导致空间信息的提取不完整。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种基于transformer和convnet融合模型的无监督mri图像配准算法及系统,可以提高配准图像的精准性。

2、为了实现上述目的,本专利技术提供了以下技术方案:

3、第一方面,本专利技术提供了一种基于transformer和convnet融合模型的无监督mri图像配准算法,包括以下步骤:

4、s1,将mri图像进行预处理;</p>

5、s2,通过预先训练得到的融合模型提取预处理后的mri图像中的形变场,所述融合模型包括并行的transformer子网络和convnet子网络;

6、s3,将移动图像与得到的形变场输入空间变换网络中,得到配准后的图像。

7、基于本专利技术实施例,所述s1包括以下步骤:

8、s11,将原始mri图像的t2序列由dcm格式转为.nii.gz格式;

9、s12,将格式转换后的图像进行体素调整,体素调整为统一标准;

10、s13,将体素调整后的图像的尺寸调整为设定大小;

11、s14,通过仿射变换和刚性配准对经s13处理后的图像对进行预配准;

12、s15,对预配准后的图像进行归一化处理。

13、基于本专利技术实施例,所述s2中的融合模型通过以下步骤训练得到:

14、s21,构建transformer子网络;

15、s22,构建convnet子网络;

16、s23,融合transformer子网络和convnet子网络,得到融合模型;

17、s24,基于数据集对所述融合模型进行无监督训练,得到训练完成的融合模型。

18、基于本专利技术实施例,所述transformer子网络包括4个阶段,第一个阶段进行4倍下采样,后面3个阶段均进行2倍下采样。

19、基于本专利技术实施例,所述convnet子网络包括5个阶段,每个阶段均进行2倍下采样。

20、所述s23中,采用如下公式进行融合,其中,ti为transformer子网络在第i个阶段采样得到特征图,ci为convnet子网络在第i个阶段采样得到特征图,fi为融合模型在第i个阶段得到融合特征图。

21、第二方面,本专利技术提供了一种基于transformer和convnet融合模型的无监督mri图像配准系统,包括:

22、图像预处理模块,用于将mri图像进行预处理;

23、形变场提取模块,用于通过预先训练得到的融合模型提取预处理后的mri图像中的形变场,所述融合模型包括并行的transformer子网络和convnet子网络;

24、配准模块,用于将移动图像与得到的形变场输入空间变换网络中,得到配准后的图像。

25、第三方面,本专利技术提供了一种计算机程序产品,包括计算机可读指令,其特征在于,所述计算机可读指令在被处理器执行时实现本专利技术无监督mri图像配准算法中的步骤。

26、第四方面,本专利技术提供了一种包括计算机可读指令的计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读指令在被处理器执行时实现本专利技术无监督mri图像配准算法中的步骤。

27、第五方面,本专利技术提供了一种电子设备,包括:存储器,存储程序指令;处理器,与所述存储器相连接,执行存储器中的程序指令,实现本专利技术无监督mri图像配准算法中的步骤。

28、与现有技术相比,本专利技术是针对医学图像进行配准的技术,可有效地不同的二维或者三维图像进行快速配准,既利于医学图像的后续融合分割等处理,还有利于辅助医生能够更好的了解随访病人的身体变化状况,精准判断身体的患病区域变化情况。

29、本专利技术还具有的其他优势请见实施例部分的相关描述。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于Transformer和ConvNet融合模型的无监督MRI图像配准算法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于Transformer和ConvNet融合模型的无监督MRI图像配准算法,其特征在于,所述S1包括以下步骤:

3.根据权利要求1所述的基于Transformer和ConvNet融合模型的无监督MRI图像配准算法,其特征在于,所述S2中的融合模型通过以下步骤训练得到:

4.根据权利要求3所述的基于Transformer和ConvNet融合模型的无监督MRI图像配准算法,其特征在于,所述Transformer子网络包括4个阶段,第一个阶段进行4倍下采样,后面3个阶段均进行2倍下采样。

5.根据权利要求4所述的基于Transformer和ConvNet融合模型的无监督MRI图像配准算法,其特征在于,所述ConvNet子网络包括5个阶段,每个阶段均进行2倍下采样。

6.根据权利要求5所述的基于Transformer和ConvNet融合模型的无监督MRI图像配准算法,其特征在于,所述S23中,采用如下公式进行融合,其中,Ti为Transformer子网络在第i个阶段采样得到特征图,Ci为ConvNet子网络在第i个阶段采样得到特征图,Fi为融合模型在第i个阶段得到融合特征图。

7.一种基于Transformer和ConvNet融合模型的无监督MRI图像配准系统,其特征在于,包括:

8.一种计算机程序产品,包括计算机可读指令,其特征在于,所述计算机可读指令在被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述无监督MRI图像配准算法中的步骤。

9.一种包括计算机可读指令的计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读指令在被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述无监督MRI图像配准算法中的步骤。

10.一种电子设备,其特征在于,包括:存储器,存储程序指令;处理器,与所述存储器相连接,执行存储器中的程序指令,实现权利要求1-6任一项所述无监督MRI图像配准算法中的步骤。

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【技术特征摘要】

1.一种基于transformer和convnet融合模型的无监督mri图像配准算法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于transformer和convnet融合模型的无监督mri图像配准算法,其特征在于,所述s1包括以下步骤:

3.根据权利要求1所述的基于transformer和convnet融合模型的无监督mri图像配准算法,其特征在于,所述s2中的融合模型通过以下步骤训练得到:

4.根据权利要求3所述的基于transformer和convnet融合模型的无监督mri图像配准算法,其特征在于,所述transformer子网络包括4个阶段,第一个阶段进行4倍下采样,后面3个阶段均进行2倍下采样。

5.根据权利要求4所述的基于transformer和convnet融合模型的无监督mri图像配准算法,其特征在于,所述convnet子网络包括5个阶段,每个阶段均进行2倍下采样。

6.根据权利要求5所述的基于transfor...

【专利技术属性】
技术研发人员:张雨倪泽昊黄梦醒刘娜娜毋媛媛冯文龙
申请(专利权)人:海南大学
类型:发明
国别省市:

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