基于深度学习的眼底视网膜图像多疾病分类研究

来源 :杭州电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:f805616873
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
在非先天性视力残疾案例中,眼底疾病是构成视力缺损的主要原因。而糖尿病视网膜病变、青光眼、白内障、高度近视、年龄相关性黄斑病变以及高血压等疾病通常是眼底病变的导火索。如果能够及时发现、及时治疗,那么将降低患者致盲风险,全国视力残疾患者增长率也将得到良好控制。随着深度学习技术热潮的涌起,计算机技术与实际应用结合越来越紧密,同样也逐渐在医疗领域崭露头角。然而深度学习在眼科疾病筛查中的应用,大多都是针对单种疾病,对于多种疾病的综合诊断研究,仍然较为匮乏,包括可用数据库及可参考方法都较难获得。且常规体检应以全面筛查为目的,对体检者健康状况给出综合评估报告。因此目前研究成果并不能满足体检项目中眼底疾病全面性筛查需求。基于此目的,本文提出了一种基于深度学习的多疾病分类方法,并给出了一个完整的眼底视网膜图像辅助诊断解决方案。首先,对数据归一化,剪裁掉多余的背景,并利用直方图均衡化解决光照不均匀问题,然后对少样本进行数据增强及扩充来解决样本不平衡;随后将Resnet50作为主干网络,并且利用多任务学习来解决多标签分类问题,并根据左右眼的相关性对左右眼图像进行拼接,融合左右眼特征,从而提高模型的精度;由于眼底图像的疾病分类本质上是根据图像上的病灶来判断的,因此引入注意力机制来使得模型更关注病灶特征,增强网络对有效特征的学习能力。最终训练得到的最佳单模型的准确率为0.7069,Jaccard指数为0.5916,f1-score为0.9232,AUC为0.9335。实验验证了Resnet50强大的特征提取能力,以及注意力机制的有效性。最后通过多模型融合技术,进一步提高模型的精度,模型融合后准确度为0.7103,Jaccard指数为0.6042,f1-score为0.9261,AUC为0.9458,具有一定辅助诊断价值。本文主要研究目的在于设计对多疾病、多标签的分类策略和框架,而不是讨论主干网络的好坏,所以并未选择性能最优的主干网络进行实验。另外,本实验基于表现层状态转移(REST)思想,搭建了辅助诊断交互平台。可以通过简单操作运行诊断程序,完成眼底视网膜图像多疾病分类的系统化实现。
其他文献
当前,心血管疾病已成为我国乃至全世界的重大公共卫生问题。展开对心血管疾病辅助诊断的相关研究,对提高国民生活质量,实现国家卫生与健康计划具有重要意义。目前,在心血管疾
胡峄阳文化是以青岛地区历史名人胡峄阳为文化符号、具有鲜明区域特色的传统乡村文化。中国传统乡村文化往往自发产生于乡民的生活实践和愿望,以某一历史名人和历史事件为基
骨关节炎是在老年人群中的高发的一种骨关节疾病,主要表现为关节软骨的破坏继发关节内炎症。临床上骨关节炎的早期多表现为弥漫的、大小不一的软骨浅表缺损。早期的病人在日常活动或者运动中关节受到创伤,会造成软骨撕裂、软骨块的剥脱,形成全层损伤和小块浅层损伤或者弥漫性大小深浅不一的浅层损伤。由于软骨组织的自我的修复能力有限,尤其是浅层部分的软骨的独特结构和生理病理特点,导致其更加难以修复。同时,由于现有治疗手
随着化石能源的日渐枯竭,以及全球变暖日益加剧,氢能作为零碳能源正在脱颖而出,在众多产氢方法中,电解水产氢凭借绿色环保的巨大优势,备受人们的关注;同时,将大气中的CO2经过
花是植物与传粉者交流的载体,花大小的变化通常能引起传粉者的访问偏好差异。在雌雄异株的植物中,雄花通常大于雌花,这种花大小的差异与性别功能密切相关,但不同雄花的花大小
脂肪酸层状结构以脂肪酸双分子层为基本单元构筑而成,包括平面双分子层、囊泡、碟状胶束、层状液晶(LLC)等,其中LLC及平面双分子层结构与细胞膜骨架磷脂双分子层结构类似而具有
基于机器学习和深度学习的传统方法能够在罪名预测、法条预测上取得较好的准确率,但是对于样本数量比较少的类别准确率较低,其主要原因是样本不均衡,导致模型学习过程中偏向
城市化的程度是衡量一个国家和地区经济、社会、文化、科技水平的重要标准,也是衡量国家和地区社会组织程度和管理水平的重要标志。合理的城市化可以改善环境,使得环境向着有
JM机电有限公司成立于2008年,是一家专业生产铁氧体永磁径向转子的企业,产品主要应用于家用电器、水族器材、电动工具等水泵、马达、电机的产品上。JM公司计划自2017年下半年
二胡作为中国的传统民族乐器的重要一员,距今已有一千多年历史,近百年来得到迅速的发展。它有“中国的小提琴”之称,以丰富的表现力、独特的音色倍受人们喜爱。自上世纪80年代以来,作曲家们对二胡艺术不断探索与挖掘,吸收西方的现代作曲技术、演奏方式,创作出了许多既保持传统音乐特征又具有现代作曲技法的作品,使二胡的艺术内涵得到丰富,对二胡艺术的发展起到了推动作用。作品《双阕》是谭盾先生为二胡、扬琴创作的二重奏