(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210923230.X (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 上海科技大 学 地址 201210 上海市浦东 新区华夏中路393 号 (72)发明人 沈定刚　鬲雨妍　杜少毅　 (74)专利代理 机构 上海光华专利事务所(普通 合伙) 31219 专利代理师 倪静 (51)Int.Cl. G06T 7/11(2017.01) G06V 10/774(2022.01) G06V 10/80(2022.01) (54)发明名称 基于多层级与焦点区域的精细脑区分割方 法、 装置、 设备和介质 (57)摘要 本申请提供的一种基于多层级与焦点区域 的精细脑区分割方法、 装置、 设备和介质， 通过 获 取大脑核磁共振图像， 通过多层 级脑区分割网络 对脑区进行多层级分割； 根据精细层级的脑区分 割结果， 利用焦点区域分割网络对精细层级的各 脑区按分割难易程度分配不同权重； 将多层级脑 区分割网络的输出结果与焦点区域分割网络的 输出结果融合， 以得到所有脑区的最终分割结 果。 本申请既结合了多层级上的预测， 又避免了 繁重的对每个脑区训练单独的网络， 在精度和效 率上都可以有较为良好的表现。 而且提出了基于 焦点区域的损失， 有助于提升网络在困难区域上 的分割能力。 最后采用融合模块将预测进行融 合， 得到更准确鲁棒的脑区分割结果。 权利要求书2页 说明书10页 附图3页 CN 115239745 A 2022.10.25 CN 115239745 A 1.一种基于多层级与焦点区域的精细脑区分割方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取大脑核磁共 振图像， 通过多层级脑区分割网络对脑区进行多层级分割； 根据精细层级的脑区分割结果， 利用焦点 区域分割网络对精细层级的各脑区按分割 难 易程度分配不同权 重； 将多层级脑区分割网络的输出结果与焦点 区域分割网络的输出结果融合， 以得到所有 脑区的最终分割结果。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述多层级包括： 全局层级、 中间层级、 精 细层级； 所述多层级脑区分割网络的损失函数定义如下： 其中， 分别代表全局层级、 中间层级、 精细层级的分割结果； YG， YM， YF分别代 表全局层级、 中间层级、 精细层级相应的真值； αi(i＝1， 2， 3)分别是三个层级的权重参数； 损失LMSP选用交叉熵损失。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据精细层级的脑区分割结果， 利用 焦点区域分割网络对精细 层级的各脑区按分割难易 程度分配不同权 重， 包括： 通过训练多层级脑区分割网络， 并在验证集上进行推理以获得精细层级的脑区分割结 果； 基于精细层级的各脑区分割结果计算每个脑区的平均Dice分数， 据以确定各脑区的分 割难易程度； 根据各脑区的分割难易 程度， 在焦点区域分割网络中对各脑区分配不同的权 重。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述焦点区域分割网络的损失函数定义 为： 其中， K是脑区的数量， lk是第k个脑区的分割结果和真值之间的交叉熵损失， wk是分配 的权重。 5.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 所述权 重wk的计算方式包括： 其中， wk∈[ δ， 1]， 0≤δ＜1； xmin和xmax分别是所有区域中最小和最大的Dice指标； xk是第 k个脑区的Dice指标， 其反映了该区域的分割难度。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特 征在于， 所述方法包括： xk越小， 第k个脑区的分割难度就越大， 分配的权 重wk越大； δ 为超参数， 用于控制归一 化的xk和权重wk之间的关系； 其中， δ越小， wk的范围就越大。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述融合得到所有脑区的最终分割结果 为： 其中， 多层级脑区分割网络和焦点区域分割网络的输出分别为OMSP和OFRP； OMSP(x， k)是权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115239745 A 2体素x属于第k个脑区的概 率； OFRP(x， k)是体素x属于第k个脑区的概 率。 8.一种电子装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 多层级脑区分割模块， 用于通过多层级脑区分割网络对脑区进行多层级分割； 焦点区域分割模块， 用于根据精细层级的脑区分割结果， 利用 焦点区域分割 网络对精 细层级的各脑区按分割难易 程度分配不同权 重； 融合模块， 用于将多层级脑区分割网络的输出结果与焦点 区域分割网络的输出结果融 合， 以得到所有脑区的最终分割结果。 9.一种计算机设备， 其特征在于， 所述设备包括： 存储器、 及处理器； 所述存储器用于存 储计算机指令； 所述处 理器运行计算机指令实现如权利要求1至7中任意 一项所述的方法。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 存储有计算机指令， 所述计算机指令被运 行时执行如权利要求1至7中任一项所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115239745 A 3