基于加权熵K-means聚类的改进卷积神经网络下喉镜图像分类研究

来源 :长春工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huangxz
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对于喉镜疾病的诊断,大多都是通过采集喉镜内窥镜影像,再结合医生的肉眼观察。然而,仅凭医生的肉眼去识别医学影像中的问题,任务庞大且艰巨。计算机辅助技术已经在某些医疗领域投入使用,但是,很少有关于喉镜图像方面的研究。本文对吉林省某医院耳鼻喉头颈外科喉镜影像数据展开研究,使用三种算法,对正常喉镜图像和具有咽喉反流特征的图像进行分类,将两者的细微差别放大化,以提高医生的诊断效率和诊断的精确性。第一部分,利用熵权法K-means-GMM(Gaussian Mixture Model,高斯混合模型)算法对喉镜影像数据进行分类研究。考虑样本指标对K-means聚类的影响,使用熵权法对欧式距离进行加权,将熵权法K-means得到的聚类结果作为GMM分类器的初始参数,该算法对喉镜图像的分类准确率为90.34%,比K-means-GMM提升了0.60%。第二部分,利用改进激活函数的熵权法K-means-CNN(Convolutional Neural Network,卷积神经网络)算法对喉镜影像数据进行分类研究。首先提出一个新的激活函数SRe LU(S-shaped Rectified Linear Activation Unit,S型修正线性激活单元),再结合无监督学习和有监督学习的优势,在无监督学习部分,使用熵权法K-means,在有监督学习部分,使用CNN(SRe LU),最终对喉镜图像的分类准确率达96.07%,比K-means-CNN(Re LU)提升了0.33%。第三部分,利用改进熵权法K-means-LeNet-5算法对喉镜影像数据进行分类研究。使用无监督学习和有监督学习相结合的方法,在无监督学习部分,使用熵权法Kmeans,在有监督学习部分,对LeNet-5网络进行改进,并使用SRe LU激活函数,尽可能放大喉镜图像的差异性信息,该算法对喉镜图像的分类准确率达96.35%,比未改进的LeNet-5(Re LU)网络提升了0.31%。
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