基于深度学习的医学图像分割与分类技术研究

来源 :国防科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:keenkingzhu
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
随着人工智能和计算机视觉领域的快速发展,深度学习作为人工智能下的子学科在视觉分析任务中占据了重要位置。深度学习用包含大量神经元的神经网络来提取图像中有用的特征进行信息分析。利用深度学习的方法来进行图像分析已经形成了较为规范的分析框架,包括对网络模型的训练,学习输入到输出的关系映射,从而对未知的输入进行模式预测。该框架具有很强的通用性,通过较少的调整就能解决很多图像上类似的问题。医学是一个数据急剧增加的行业。人类专家在处理海量数据的过程中可能会出现误判或者采取了错误的处理方式。而深度学习不仅能高效且较为准确的处理这些数据,还能拓宽医学领域的界限,提供解决问题的新思路新方法。以前医学图像分析只能通过人工或者简单的机器学习方法来进行医学图像的分析,并不能解决医学图像出现差异后的问题。但是深度学习在医学图像上的广泛应用改变了这种状态,它能学习到图像的本质特征,并取得令人满意的分析结果。目前深度学习已经和医学领域有了紧密的联系。深度学习算法,特别是卷积网络,已经成为了分析医学图像的首选方法,它成为了医学图像分析的重要手段,并在很多医学成像应用中取得了很显著的成绩。但是深度学习在医学图像处理领域的应用也提出了独特的挑战,原因主要在于医学图像的处理不同于自然图像的处理,它对图像处理结果的要求会更高。利用深度学习对医学图像的分析主要包括对病灶区域的检测、分割与分类,医学图像的重构等。本文是在深度学习技术的基础上,对医学图像的分割与分类技术进行研究,将从以下几个方面进行:(1)研究现阶段较为流行的分割与分类的深度学习网络框架,总结各个网络框架的特点,为后续网络的选择与搭建以及模型的修改奠定了坚实的基础。(2)提出了基于U-Net网络模型的R2Att U-Net分割网络结构。分割就是将不同的物体从一张图中分离开来。从最基本的U-Net网络模型来进行分割研究,通过对其他的网络结构及相关机制的学习来对U-Net网络模型进行模型修改,搭建新的网络模型R2Att U-Net。最后通过在细胞数据集上进行对比实验来确定新的分割模型的效果。(3)利用迁移学习的方法来进行分类研究,构建新的分类预测网络模型。图像分类是深度学习对医学图像分析做出的巨大贡献的领域之一。通过调研不同的分类模型,总结这些模型的优缺点,选择已有的经典模型作为特征提取器,并加上设计的网络结构完成整个模型的搭建。探索在医学图像样本数量较少的情况下实现高准确率的分类的方法。对数据量相对较少的烧烫伤数据进行烧烫伤等级预测。
其他文献
随着自然语言处理技术的兴起,情感分析得到了广泛的研究。细粒度情感分析由于其分析对象更具体、更明确,成为近年来的研究热点。主流方法首先获取表征特定目标的句子嵌入层,然后将其馈送到各种经典神经网络以学习特征,最后通过分类器获得给定目标的情感极性。从CNN,LSTM,RAM,IAN到GNN的各种变体,研究人员挖掘各模型优势尝试对给定目标与其上下文之间的关系进行更好的建模。尽管已经取得了一些成果,但细粒度
学位
长期伏案工作会导致脊柱承重异常,椎间盘内压力不均衡,进而出现骨质增生或椎间盘纤维环破裂。同时,相关肌肉长期处于非协调受力状态,易致肌肉和韧带劳损,且肌肉肌力变化后会反向牵动骨骼弯曲,使不良姿势难以恢复。保持理想站坐姿,可维持脊柱承受压力较为均衡,避免不必要的损伤。市场上的矫姿产品可辅助人体保持良好姿势,矫正不良姿势,为探究其矫正效果及真实性,本文选购四款矫姿带,通过体表角度测量评价各款式的效果。(
学位
随着线上服装消费潮流的盛行,各大电子商务平台每天都会产生大量的服装购买数据,由于用户数量以及服装种类的不断增多,用户数据的稀疏性、复杂性给服装推荐模型的优化造成了大量的阻碍。现有的服装推荐模型对数据缺失较为敏感、对数据集的容错率较低、对离散型数据的处理效果较差,且只能给用户提供与推荐结果相关的图文信息,用户无法进行试穿,这会降低用户的购物体验并产生大量遗憾消费。因此,顺应机器学习技术、大数据分析技
学位
从公元3世纪开始,罗马帝国异教神庙的修建活动就趋于停滞,新建神庙的规模缩水了,献祭仪式也经历了一个衰弱的过程。异教的衰弱除了受到基督教的强势压迫,也是其自身演变的结果。
期刊
当今社会,随着生活节奏的不断加快,人们生活压力逐渐增大,现代人们很容易产生一些不良情绪,这些不良情绪如果没有及时消化会严重影响人们的精神状态和身体健康。高校学生是一个非常典型的社会群体,在面临着学业、就业等压力的情况下,很容易出现紧张、不安和焦虑等负面情绪,长期处于这样一种精神状态下极易诱发抑郁等心理疾病,严重的甚至会做出一些过激性行为,例如自残或自杀等,这些问题变得越来越普遍,受到了社会的广泛关
学位
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种主动式微波成像探测器,由于其具备全天时、全天候的对地观测能力,因而广泛应用于军事(如战场侦查)与民用(如海洋监视)等领域。作为SAR图像解译的重要分支,SAR图像目标识别旨在从SAR图像中根据感兴趣目标的特征,对其进行定位与识别。近年来,得益于高分辨率SAR图像较以往更加容易获取,基于深度学习的SAR自动目标识别技术也取
学位
街景分割是分割目标为街景图像的语义分割。随着深度学习的发展,基于卷积神经网络的街景分割方法获得了巨大发展。然而,当训练数据和测试数据中存在较大的领域差距时,神经网络模型会急剧退化,这种现象被称为域偏移。为了解决该问题,本文实现了如下的研究工作和创新点:1、实现了一个基于生成对抗学习的无监督域适应街景分割算法原型。通过生成对抗学习的思想,将分割网络视为生成器,添加额外的判别器来拉近目标域与源域的输出
学位
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像舰船目标检测技术可以自动标注SAR图像中舰船所在位置,其在军事和民用领域都具有重要应用价值。SAR高分辨率成像技术的不断发展,丰富了目标特征信息,为深度学习技术在SAR图像检测领域的应用提供了数据基础。SAR图像具有场景大目标小的特点,并且图像中舰船目标尺寸跨度大,舰船形态多样,多种尺度的舰船目标给检测过程增加了一定难度。
学位
线性调频(Linear Frequency Modulated,LFM)信号,以其低截获率(Low Probability of Intercept,LPI)特性被广泛应用于各种雷达系统中,是一种应用极其广泛的辐射源信号。LFM信号的检测与参数估计算法已经相对成熟,不同的算法适用于不同的电磁场景,但它们大多只能估计LFM信号时频脊线的调制参数,而且存在估计精度与计算效率之间的矛盾。对于雷达系统中的
学位
由于浅海声传播特性复杂多变,因此浅海环境下水声目标定位技术一直是水声学领域的热点和难点。该技术的典型代表是匹配场处理,其在海洋环境参数已知条件下通过水声传播模型生成拷贝声场,与阵列接收数据进行匹配,实现目标定位。然而在实际应用中,海洋环境参数(声速剖面、海深、海底地质参数等)存在诸多不确定性,使得拷贝声场计算不准确,导致匹配场处理性能急剧恶化甚至失效。随着计算机图形处理单元运算性能的提高以及深度学
学位