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基于Unet+Attention的胸部CT影像支气管分割算法
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作者 张子明 周庆华 +1 位作者 薛洪省 覃文军 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期60-69,共10页
目前肺气管分割中,由于CT图像灰度分布复杂,分割目标像素近似,易造成过分割;而且肺气管像素较少,难以得到更多目标特征,造成细小肺气管容易被忽略。针对这些难点,本研究提出结合Unet网络和注意力机制的肺气管分割算法,注意力机制使用的... 目前肺气管分割中,由于CT图像灰度分布复杂,分割目标像素近似,易造成过分割;而且肺气管像素较少,难以得到更多目标特征,造成细小肺气管容易被忽略。针对这些难点,本研究提出结合Unet网络和注意力机制的肺气管分割算法,注意力机制使用的是关注通道域和空间域的卷积块注意力模型(CBAM),该模型提高了气管特征权重。在损失函数方面,针对原始数据中正负样本失衡的问题,引入focal loss损失函数,该函数对标准交叉熵损失函数进行了改进,使难分类样本在训练过程中得到更多关注;最后通过八连通域判断将孤立点去除,保留较大的几个连通域,即最后的肺气管部分。选用由合作医院提供的24组CT影像和43组CTA影像,共计26157张切片图像作为数据集,进行分割实验。结果表明,分割准确率能够达到0.86,过分割率和欠分割率均值为0.28和0.39。经过注意力模块和损失函数的消融实验,在改进前的准确率、过分割率和欠分割率分别为0.81、0.30、0.40,可见其分割效果均不如Unet+Attention方法。与其他常用方法在相同条件下进行比较后,在保证过分割率和欠分割率不变的情况下,所提出的算法得到了最高的准确率,较好地解决了细小气管分割不准确的问题。 展开更多
关键词 医学图像分割 肺气管 Unet 注意力机制 focal loss
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基于QR分解的类Jacobi联合对角化算法
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作者 季策 李烨 李伯群 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期305-313,共9页
为提高实矩阵集的近似联合对角化的盲源分离性能,避免平凡解,提出了一种基于QR分解的类Jacobi联合对角化算法.利用QR分解的数值稳定性,采用Jacobi旋转矩阵,将分离矩阵分解为多个初等三角矩阵和正交矩阵的乘积,利用Jacobi旋转矩阵的结构... 为提高实矩阵集的近似联合对角化的盲源分离性能,避免平凡解,提出了一种基于QR分解的类Jacobi联合对角化算法.利用QR分解的数值稳定性,采用Jacobi旋转矩阵,将分离矩阵分解为多个初等三角矩阵和正交矩阵的乘积,利用Jacobi旋转矩阵的结构及矩阵变换后的相关元素求解最优参数,将高维矩阵最小化问题转化为一系列低维矩阵子问题,提升源信号恢复精度.通过求解简化的Frobenius范数目标函数降低算法复杂度.混合心电信号仿真结果表明,与QRJ2D,LUCJD,EGJLUD算法相比,本文算法在分离精度和收敛速度方面均有一定优势. 展开更多
关键词 盲源分离 非正交联合对角化 QR分解 类Jacobi算法 心电信号模型
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永磁磁共振扩散加权平面回波成像涡流伪影校正 被引量:2
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作者 王艳飞 杨金柱 康雁 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1048-1053,共6页
研究了涡流对永磁磁共振扩散加权平面回波成像的影响,提出了一种针对永磁磁共振成像系统的涡流补偿算法,并对扩散加权EPI序列由于剩余涡流引起的相位误差提出了一种补偿方法.在0. 35 T永磁型磁共振成像系统上对算法进行了验证,不同的梯... 研究了涡流对永磁磁共振扩散加权平面回波成像的影响,提出了一种针对永磁磁共振成像系统的涡流补偿算法,并对扩散加权EPI序列由于剩余涡流引起的相位误差提出了一种补偿方法.在0. 35 T永磁型磁共振成像系统上对算法进行了验证,不同的梯度方向经过涡流预加重补偿后,涡流最少也会降至未补偿前的1/15.对涡流补偿和未补偿的模体扩散加权EPI图像进行了比较,经过两次补偿后,图像几何畸变会降低5%,图像伪影会降低1/3.实验结果表明,所提出的算法可以有效抑制因涡流引起的扩散加权EPI伪影及畸变. 展开更多
关键词 磁共振成像 平面回波成像 扩散加权成像 涡流 预加重
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一种快速自旋回波的受激回波伪影校正方法
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作者 王艳飞 覃文军 +1 位作者 杨金柱 康雁 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期147-152,共6页
研究了快速自旋回波产生受激回波的原理,以及受激回波与射频脉冲相位角之间的关系.针对快速自旋回波脉冲序列提出了一种受激回波伪影校正方法.通过两次激发分离出自旋回波与受激回波,然后调整预散相梯度的面积使受激回波与自旋回波中心... 研究了快速自旋回波产生受激回波的原理,以及受激回波与射频脉冲相位角之间的关系.针对快速自旋回波脉冲序列提出了一种受激回波伪影校正方法.通过两次激发分离出自旋回波与受激回波,然后调整预散相梯度的面积使受激回波与自旋回波中心重合,并修改180°回聚脉冲相位角使受激回波与自旋回波同相位.在1.5 T超导磁共振成像系统对校正方法进行了验证,经过受激回波伪影校正后,快速自旋回波图像的信噪比提高了57.08%,图像伪影降低了76.12%.实验结果表明,所提出的方法可以有效抑制受激回波对快速自旋回波成像的影响,提高了图像质量. 展开更多
关键词 磁共振成像 快速自旋回波 受激回波 射频脉冲 伪影校正
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基于双字典自适应学习算法的低采样率CT重建 被引量:2
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作者 栾峰 杨帆 +1 位作者 蔡睿智 杨晨 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1709-1716,共8页
在医疗诊断中,稀疏采样能减少CT扫描过程中辐射对患者的伤害.但直接对稀疏采样后的投影数据进行重建,会使CT重建后的图像出现失真、伪影等问题.为保证低采样率下重建图像的质量,提出了双字典自适应学习算法,参照Sparse-Land模型的双字... 在医疗诊断中,稀疏采样能减少CT扫描过程中辐射对患者的伤害.但直接对稀疏采样后的投影数据进行重建,会使CT重建后的图像出现失真、伪影等问题.为保证低采样率下重建图像的质量,提出了双字典自适应学习算法,参照Sparse-Land模型的双字典学习框架,将K-SVD算法与双字典学习算法框架相结合得到补全投影数据,利用FBP算法进行重建得到高质量的重建图像.实验结果表明,在低采样率下使用所提方法进行CT重建的图像质量优于COMP双字典学习算法和MOD双字典学习算法,并且此方法有效提高了CT图像重建在低采样率时的性能. 展开更多
关键词 CT图像重建 K-SVD算法 双字典学习算法 自适应学习算法 FBP算法
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时变信道下基于LSTM的信道估计方法
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作者 季策 王鑫 +1 位作者 耿蓉 梁敏骏 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1521-1528,共8页
针对时变信道环境下传统信道估计方法性能受限,其他基于深度学习的信道估计方法估计精度低或复杂度高的问题,提出一种基于长短期记忆结构的信道估计网络,由双向长短期记忆(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)网络和多层感知... 针对时变信道环境下传统信道估计方法性能受限,其他基于深度学习的信道估计方法估计精度低或复杂度高的问题,提出一种基于长短期记忆结构的信道估计网络,由双向长短期记忆(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)网络和多层感知器(multilayer perceptron,MLP)网络组成,即BiLSTM-MLP.首先,利用BiLSTM网络来学习信道的时变特性;然后,利用MLP网络进行去噪并重构信道估计.仿真结果表明,所提出的信道估计方法与传统方法相比,性能提升明显,与同类型的基于深度学习的估计方法相比,复杂度较低且性能更优.此外,所提方法还具有对不同导频密度的鲁棒性. 展开更多
关键词 时变信道 信道估计 深度学习 长短期记忆 多层感知器
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