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摘要:本发明公开了一种基于U‑Net的低场NMR时域数据恢复方法,构建样本对数据集;建立一维U‑Net的网络模型;根据样本对数据集构建训练数据集和验证数据集,通过训练数据集训练一维U‑Net网络模型,验证数据集在训练过程中评估一维U‑Net网络模型,获得预测模型。本发明过程全自动,无需人工参与,无需先验信息。处理过程时间短,大大提升了恢复算法的效率。为核磁共振时域数据后续获得可靠地定量分析结果提供了保障。
主权项:1.一种基于U-Net的低场NMR时域数据恢复方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、构建样本对数据集其中为含干扰的NMR时域信号,Ml为不含干扰的NMR时域信号,l为样本对序号,含干扰的NMR时域信号和不含干扰的NMR时域信号Ml的组分对应一致;步骤2、建立一维U-Net的网络模型,步骤3、在样本对数据集随机选取样本对作为训练数据集和验证数据集,通过训练数据集训练一维U-Net网络模型,使得损失函数最小,得到含干扰的NMR时域数据与不含干扰的NMR时域信号的最佳映射关系,验证数据集在训练过程中评估一维U-Net网络模型,并微调一维U-Net网络模型的超参数,以提升一维U-Net网络模型的泛化能力,获得的含干扰的NMR时域数据与不含干扰的NMR时域信号的最佳的映射关系构成预测模型,所述的步骤1中构建样本对数据集包括以下步骤:步骤1.1、生成不同的NMR弛豫时间,步骤1.2、确定回波采样时间τ和回波数N,步骤1.3、构建单组分单个训练样本对,单组分含干扰的NMR时域信号与单组分不含干扰的NMR时域信号组成单组份单个训练样本对,单组分含干扰的NMR时域信号构建基于以下公式: 单组分不含干扰的NMR时域信号构建基于以下公式: 其中,是含干扰的NMR时域信号幅度,n为正整数,T2为步骤1.1中随机选取1个NMR弛豫时间,fT2为1,C0nτ为0.8~1之间的随机值,C1nτ为0.9~1之间的随机值,εnτ为莱斯噪声,步骤1.4:构建双组分单个训练样本对,双组分含干扰的NMR时域信号与双组分不含干扰的NMR时域信号组成双组份单个训练样本对,双组分含干扰的NMR时域信号构建基于下式: 双组分不含干扰的NMR时域信号构建基于以下公式: T2_1和T2_2分别是从步骤1.1中随机选取2个NMR弛豫时间,NMR弛豫时间的分布fT2_1和NMR弛豫时间的分布fT2_2的和为1,步骤1.5:构建三组分单个训练样本对,三组分含干扰的NMR时域信号与三组分不含干扰的NMR时域信号组成三组份单个训练样本对,三组分含干扰的NMR时域信号构建基于以下公式: 三组分不含干扰的NMR时域信号构建基于以下公式: T2_1、T2_2、以及T2_3分别是从步骤1.1中随机选取3个NMR弛豫时间,NMR弛豫时间的分布fT2_1、NMR弛豫时间的分布fT2_2和NMR弛豫时间的分布fT2_3的和为1,步骤1.6:重复步骤1.3-1.5,生成样本对数据集含干扰的NMR时域信号包括:单组分含干扰的NMR时域信号、双组分含干扰的NMR时域信号、以及三组分含干扰的NMR时域信号,不含干扰的NMR时域信号Ml包括:单组分不含干扰的NMR时域信号、双组分不含干扰的NMR时域信号、以及三组分不含干扰的NMR时域信号。
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百度查询: 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 湖北光谷实验室 一种基于U-Net的低场NMR时域数据恢复方法
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