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龍圖騰網(wǎng)恭喜北京交通大學(xué);中國人民解放軍總醫(yī)院第四醫(yī)學(xué)中心申請的專利基于邊緣強化U-Net的椎骨分割方法及系統(tǒng)獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN115240027B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-23發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202210718545.0，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06V10/774；該發(fā)明授權(quán)基于邊緣強化U-Net的椎骨分割方法及系統(tǒng)是由魏子晨;田麗霞;張陽;張志成;孫天勝;鄭國權(quán);段連鴻設(shè)計研發(fā)完成，并于2022-06-23向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本基于邊緣強化U-Net的椎骨分割方法及系統(tǒng)在說明書摘要公布了：本發(fā)明提供一種基于邊緣強化U?Net的椎骨分割方法及系統(tǒng)，屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，獲取待分割的椎骨圖像；使用預(yù)先訓(xùn)練好的分割模型處理所述待分割的椎骨圖像，得到最終的椎骨分割結(jié)果；其中，所述預(yù)先訓(xùn)練好的分割模型以邊緣強化U?Net為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，使用訓(xùn)練集訓(xùn)練得到；所述訓(xùn)練集包括多張椎骨圖像以及標注圖像中椎骨像素的標簽。本發(fā)明采用具有編碼器和解碼器結(jié)構(gòu)的U?Net網(wǎng)絡(luò)對椎骨圖像進行分割，U?Net編碼器提取深層次的特征，跳層連接技術(shù)保留淺層次的紋理；U?Net解碼器將深層抽象的信息還原至原圖的尺寸，最終根據(jù)標簽真實值計算交叉熵損失；給予每個像素點不同的權(quán)值，這樣邊界附近的像素點損失加大，使網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)W習(xí)到邊界信息的特征，得到理想的分割結(jié)果。

本發(fā)明授權(quán)基于邊緣強化U-Net的椎骨分割方法及系統(tǒng)在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于邊緣強化U-Net的椎骨分割方法，其特征在于，包括：獲取待分割的椎骨圖像；使用預(yù)先訓(xùn)練好的分割模型處理所述待分割的椎骨圖像，得到最終的椎骨分割結(jié)果；其中，所述預(yù)先訓(xùn)練好的分割模型以邊緣強化U-Net為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，使用訓(xùn)練集訓(xùn)練得到；所述訓(xùn)練集包括多張椎骨圖像以及標注圖像中椎骨像素的標簽；其中，制作訓(xùn)練集時，對圖像進行預(yù)處理并制作權(quán)重圖，包括：對訓(xùn)練圖像進行增強，以擴大訓(xùn)練數(shù)據(jù)集；對訓(xùn)練圖像進行背景填充，將不同尺寸的圖像調(diào)整為長和寬統(tǒng)一的固定尺寸；根據(jù)預(yù)先的人工標注重新計算標注圖像上各像素點的權(quán)重，為邊界像素點分配最高權(quán)重，與邊界點距離較近的像素分配更大的權(quán)重，與邊界點距離較遠的像素分配更小的權(quán)重；構(gòu)建邊緣強化U-Net網(wǎng)絡(luò)模型包括構(gòu)建編碼器：對于輸入的圖像，通過層疊的卷積-下采樣操作獲取最終的編碼結(jié)果；其中，每一層的卷積-下采樣操作中，圖像經(jīng)過兩個多通道卷積提取特征；卷積操作之后使用ReLu作為激活函數(shù)；最大值池化充當(dāng)下采樣層，利用最大池化降低特征圖尺寸；構(gòu)建邊緣強化U-Net網(wǎng)絡(luò)模型還包括構(gòu)建解碼器：基于編碼器編碼結(jié)果，通過層疊的上采樣-卷積操作，獲取最終的像素的椎骨塊隸屬概率圖；其中，每一層的上采樣-卷積操作中，對于特征圖通過雙線性插值上采樣，得到維度加倍的特征圖，該特征圖與編碼器對應(yīng)層級的特征圖按照通道進行跳層連接，得到通道數(shù)倍增的特征圖；對于上述通道數(shù)倍增的特征圖進行卷積；在解碼器的最高層，經(jīng)過卷積輸出最終的像素的椎骨塊隸屬概率圖；訓(xùn)練所述分割模型時，以分割結(jié)果與人工標注之間的帶權(quán)重的交叉熵作為損失函數(shù)，公式為： 其中，Ω表示特征圖，w:Ω→R表示預(yù)先設(shè)置的像素權(quán)重圖；l:Ω→{1,2,...,K}表示像素點的類別，K為類別總數(shù)；pkx是softmax函數(shù)： 其中，akx代表像素點x在第k個類別的激活值；采用Adam優(yōu)化器，學(xué)習(xí)率乘法因子為0.96，每個epoch更新一次；訓(xùn)練采用凍結(jié)訓(xùn)練，首先凍結(jié)編碼器部分，訓(xùn)練解碼器部分；然后解凍編碼器部分，訓(xùn)練編碼器與解碼器部分。

如需購買、轉(zhuǎn)讓、實施、許可或投資類似專利技術(shù)，可聯(lián)系本專利的申請人或?qū)＠麢?quán)人北京交通大學(xué);中國人民解放軍總醫(yī)院第四醫(yī)學(xué)中心，其通訊地址為：100044 北京市海淀區(qū)西直門外上園村3號；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。