基于深度学习的胸部X光图像肺炎诊断

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:reg8c4user
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
肺炎是一种常见的呼吸系统疾病,严重影响人类健康,进行早期诊断是治愈肺炎的关键。目前医学领域对肺炎诊断的主要途径是专业医生观测胸部X光图像,结合图像特征与肺炎病理学知识给出诊断结果。近年来,随着人工智能的发展,深度学习技术在医学领域也得到了广泛应用并取得了一定成果。利用深度学习技术解决肺炎诊断问题既可以节约公共医疗资源,又能够降低人力成本,顺应目前的发展趋势,具有重要的研究意义和现实价值。本文主要工作如下:1)为解决不同采集设备生成X光图像差别大,采集过程中易受噪声干扰导致图像质量差的问题,本文采用限制对比度自适应直方图均衡化算法对X光图像进行图像特征增强,设置多种不同参数组合验证算法性能,给出算法最佳参数。经过最佳参数算法处理后的X光图像数据集拥有相似亮度条件和更加清晰的肺部特征,能够提升后续任务效果。2)为实现胸部X光图像肺部区域分割,本文基于U形网络给出一种图像分割网络架构Lung-Unet。该网络通过下采样卷积层实现图像特征提取,并且加入注意力机制模块,更好的关注X光图像中的肺部区域。通过上采样反卷积操作,将特征图恢复为原始图像大小,实现精准分割。实验表明,Lung-Unet相较原始Unet在X光图像肺部区域分割任务中有更好的性能表现。3)为诊断肺炎,本文给出深度卷积神经网络Lung Net,该网络采用改进的残差思想和模块化设计,具有深层结构。实验表明,其在X光图像分类任务中具有良好性能表现,可高效、精确的输出X光图像类别,该网络在胸部X光数据集和肺部X光数据集上分类精度分别达到92.2%和92.3%。4)为解决传统深度学习模型复杂度高的问题,本文采用迁移学习方法改进Alex Net、Vgg Net和Res Net,迁移以上3种网络部分结构并重新设计全连接网络,完成X光图像分类任务。实验表明,迁移网络与原始网络相比复杂度更低且具有更好的性能,在加快模型训练速度的同时提高X光图像分类任务精度。
其他文献
近年来的研究发现,肺癌是世界上发病率和死亡率最高的癌症之一,而肺癌的早期的临床表现是肺结节,在肺结节的所有类型中,恶性病变程度最高的是肺内亚实性结节(Subsolid Nodules,SSN)。目前,医生主要通过肺部CT图像的结节表现特征来进行病变诊断与治疗,因此存在一定的误差。随着医学影像技术的发展,可以将肺部CT序列与计算机辅助诊断系统(Computer Aided Diagnosis,CAD
学位
鞋印序列是指具有时序关系的多枚鞋印的集合,鞋印序列包含人行走习惯引起的动力形态特征及运动轨迹特征,具有唯一性和稳定性等特点。鞋印序列识别可以被用于嫌疑人筛查、智能家居和机场通道等场所。因此,基于鞋印序列图像的生物特征分析与识别具有特定的应用优势,进行鞋印序列识别技术的研究是非常有意义的。鞋印图像识别的研究多为同人同花纹鞋印图像识别,在日常生活中,同人在不同时间穿着同一双鞋概率较低。跨花纹鞋印序列识
学位
足底生物特征识别是指根据人足底的特点进行身份识别,足底特征具有普遍性、独特性、持久性的特点,其可以用作多生物特征的一种有力补充,且其具有不易被盗取的优点。基于足底特征的身份识别可以被用于法医调查、洗浴中心、教堂等人们需要脱鞋的场所中进行身份验证。因此,基于足底图像的生物特征分析与识别具有特定的应用优势,进行足底识别的研究是非常有意义的。目前没有能够专门采集到完整足底图像的仪器,部分研究人员使用平面
学位
指静脉作为生物特征之一,由于其采集成本低以及难以仿造的特点,成为用来进行身份验证的主要特征。指静脉验证算法的目的是对两张指静脉图像进行相似性度量并判断两张图像是否来自于同一根手指。而目前已有的算法往往较为复杂庞大,需要较高的算力与内存空间,部署成本较高,并且会存在训练模型时与验证时不是相同指静脉采集设备的问题。如何实现跨设备轻量级的指静脉验证方法成为待解决的一大难题。同样的,指静脉图像在采集时质量
学位
提升产业链供应链韧性和安全水平是推动高质量发展的重要内容,也是统筹发展和安全的关键环节。产业链供应链韧性和安全表现出系统完备、“两化”支撑、自主可控、高端高质的典型特征,是抵抗力稳定性和恢复力稳定性的统一、高质量发展和高水平安全的统一。目前,我国产业链供应链韧性和安全还存在着供需冲击和预期转弱导致产业链供应链不稳定、工业化城镇化不同步导致产业链供应链不协调、关键技术“卡脖子”导致产业链供应链不完整
期刊
基于光学传感器的视觉监控系统现已被广泛应用到了各行各业中,输入的图像或视频能否保持清晰严重影响了后续人工监测和基于视觉技术的智能处理算法有效性。在现实生活中,图像和视频的成像质量受天气影响较大,当雾霾天气出现时,图像和视频的传输画面会严重降质。因此如何对图像和视频实现有效的去雾,提高成像质量近年来受到了国内外学者的广泛关注。本文主要根据图像去雾和视频去雾的现有发展趋势,结合各自成像特点,提出对应的
学位
随着人们对室内外空气质量的日益关注,对高性能传感器技术的需求迅速增长,导致气体传感器市场迅速扩大。二氧化锡(Sn O2)量子点薄膜气体传感器以其结构简单、制造容易、成本低、化学性质稳定等优点而备受关注。Sn O2为金红石结构,八面体配位,是一种宽禁带N型半导体。Sn O2量子点作为一种新型的功能材料,晶粒尺寸较小(<10nm),表面有大量的原子与气体分子发生电子交换,导致晶粒表面发生化学电阻效应。
学位
向家坝水电站是金沙江下游通往长江上游的重要通航枢纽,向家坝水电站的建立改善了金沙江下流区域的航运条件,金沙江下游航运事业愈发繁荣。与此同时,船舶大型化的发展趋势,导致向家坝时常发生超高船舶撞击坝区主体建筑的水上交通事故,给坝区通航和船员的生命安全带来巨大威胁。目前,船舶测高方法主要有两种,其中单目视觉法存在测量精度低的问题,激光阵列法主要用于限高而非测高。因此,针对现有测量方法的不足,本文提出了基
学位
我国海洋资源丰富,对于发展海洋经济、维护国家海洋权益、建设海洋强国具有重要意义。舰船作为海上交通以及资源探测的重要目标,开展海面舰船目标检测可广泛应用于军事以及民事方面。而随着航天遥感技术的发展,光学遥感卫星分辨率也不断提高,为舰船目标检测提供了更丰富的颜色以及纹理信息。但同时也会出现一些问题,例如幅宽较大的舰船遥感图像检测时间长;在复杂背景下,存在薄云、海杂波、舰船尾迹或舰船停泊在港口时等情况,
学位
近年来随着我国经济水平的飞速发展,各类商品交易也越来越频繁,发票作为交易活动的凭证和财务部门核算的基本依据,在我国经济生活中发挥着重大的作用。而在传统经济生活中,发票的管理流程也繁琐复杂,需要消耗大量的人力物力,效率较低。随着科技的发展,尤其是深度学习领域相关技术的发展,给进一步提高发票管理工作的效率提供了可能性,各类发票管理系统应运而生。本文结合使用了传统领域和深度学习领域的相关技术,设计实现了
学位