改进型卷积神经网络在皮肤癌诊断中的应用研究

来源 :西安石油大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wanghuayu1985
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
癌症如今已成为人类健康最主要的“杀手”之一,而皮肤癌是癌症中常见的一种,对皮肤癌疾病进行及早筛查,可以大大提高患者的生存率和治愈率。皮肤镜检查技术可以生成皮肤镜图像,显示肉眼不可见的皮肤形态特点,作为一种代表性的无创伤式皮肤辅助诊断方法,是目前诊断皮肤癌疾病的核心工具。通过肉眼识别皮肤镜图像,不仅费时费力,而且极易受到医生个人主观经验的影响,造成误诊和漏诊。因此,利用计算机技术辅助医生对皮肤镜图像进行识别、分类,对辅助诊断具有非常重要的现实意义。目前,已经有诸多学者利用深度学习技术为皮肤癌图像分类任务提供解决方案,但依然存在样本不足、数据不均衡、分类准确率不高等问题。为此,本文使用生成对抗网络进行数据增强,再利用改进型卷积神经网络对皮肤癌图像进行分类,取得了良好效果。论文要点如下:(1)针对皮肤癌图像样本少且数据不平衡的问题,本文采用生成对抗网络对数据不充足的类别进行扩充。研究分析了三种生成对抗网络DCGAN、WGAN、WGAN-GP以及Style GAN模型的原理和特点,之后分别使用它们进行数据生成实验,对三者的生成效果进行视觉评价和定量评估。实验表明Style GAN模型对皮肤癌图像的生成效果在视觉评价上好于DCGAN模型、WGAN模型和WGAN-GP模型,在定量评估方面,Style GAN模型的生成结果取得最高的Inception分数(IS),为3.5389,且Frechet Inception距离(FID)最小,仅为73.313,表明其所生成皮肤癌图像的质量和多样性最佳,且最接近真实图像,数据增强效果较好。(2)针对皮肤癌图像分类准确率低的问题,本文提出了Conv Ne Xt-E模型,即在原始Conv Ne Xt模型中引入ECA注意力模块。首先使用限制对比度自适应直方图均衡化(CLAHE)算法对数据集进行预处理,接着分别采用Inception-v3、Res Net-50、Conv Ne Xt以及Conv Ne Xt-E模型四种卷积网络模型对数据集进行分类。通过实验可得Conv Ne Xt-E模型在参数量保持小幅度上涨的情况下获得在测试集上96.37%的准确率,优于其他模型。最后,将Conv Ne Xt-E模型应用于未经数据增强的原始数据集上,得到的分类准确率仅为75.08%,远低于使用Style GAN算法增强后数据集的分类准确率,从而进一步印证了数据增强工作的有效性。
其他文献
新冠疫情背景下,学生的汉语学习需求以线上教育的形式得到满足。中新合作关系日益密切,新加坡的汉语学习热情日益高涨,且在华文教学方面取得不小的成就,但在汉字教学上依然存在不足,汉字教学一直都是汉语教学的难点,为了探索新的汉字教学方法,提高学生学习效率,将行之有效的教学方法应用到线上汉字教学中刻不容缓。字理教学法依据汉字的组构规律,从汉字形音义的关系着手进行识字的教学方法。本文在分析新加坡华裔学生汉字教
学位
随着信息技术的快速发展,企业积累了大量的行业数据信息,如何将海量的数据转化为企业的价值财富,充分发挥数据要素,为数据赋能,在我国《“十四五”大数据产业发展规划》当中被重点提出。近年来,石油钻井公司纪录了大量非结构化的钻井事故案例报告,而已发生事故的案例记录中存在很多有关事故的描述信息和安全隐患信息,如何对钻井事故案例信息之间的关联性挖掘以及数据的可视化,将其应用在钻井事故的检索和风险推理中,对钻井
学位
近年来,情感分析的模型架构不断改进与发展,极大提升了模型的预测性能。由于传统深度学习方法存在信息遗忘或文本语义特征提取能力不足的问题,使得其应用于情感分析任务性能不佳。目前对于情感分析模型的构建大多是在BERT预训练模型的基础上进行针对性地架构改进。但仍然存在一些问题,比如:模型只关注于对文本单方面项局部信息的提取,而忽略全局信息对整体情感走向的影响,使得模型预测结果过于片面。为此,本文从信息提取
学位
石油资源是我国工业发展的基石,支撑着国民经济的飞速发展。目前我国的大多数油田已进入开采中后期,抽油机作业时常处于“轻载”或“空载”状态,导致了生产成本中电能的严重浪费。因此,提高抽油机的工作效率,减少成本损耗,对低渗透油田的持续开采至关重要。本文结合低渗透油田的研究现状,基于油田中广泛使用的游梁式抽油机机采系统,对开关磁阻电机展开节能控制研究。完成的主要工作如下:(1)通过分析游梁式抽油机的机械结
学位
在当今信息爆炸的时代,人们越来越难在海量的数据中快速准确地获取自己想要的信息。人们想了解中国饮食文化或有对这方面的疑惑,通常会选择查阅纸质书籍或搜索引擎来获取所需信息。但前者效率低下,且需要相关的书籍资源。而通过搜索引擎获取的信息,内容繁杂且存在冗余,需要用户花时间去筛选、甄别信息,效率也不高。针对以上问题,本文提出构建基于知识图谱的中国饮食文化问答系统来帮助用户解答该领域的问题。不同于传统搜索引
学位
在油田开发中后期,随着含水率上升、出砂量增大、产油量自然递减等问题的出现,各油田公司都会采取不同类型的措施方案来确保产量的提升,但与此同时,措施成本的加大,导致油田的经济效益反而降低。目前油田在评价措施方案过程中,由于地质环境复杂、影响因素多,并且掺杂了措施评价人员的主观推测,因此缺少一个科学、合理的油田措施方案评价体系。本文基于此,提出基于案例推理的油田措施方案评价方法研究与应用。本文首先分析油
学位
本论文通过颗粒层直接过滤特性的实验研究,探讨过滤器结构参数和操作条件对深层过滤的影响。采用离散单元法(DEM)和计算流体力学(CFD)相结合的方法,建立合适的颗粒模型和颗粒碰撞模型,实现固体相与流体相的耦合计算,通过仿真模拟进一步探究滤层内部的颗粒沉积状态以及颗粒沉积对过滤效果的影响。结论如下:单因素分析表明,120~150目石榴石颗粒层的效率高于90%,且更早达到稳定的过滤状态,可作为有效的过滤
学位
电机作为一种能量转换设备,在我国工业化进程中起着不可替代的作用,在工业生产中,电机的性能和质量影响着企业的生产效率和经济效益,因此在电机投入使用前,对电机性能和质量的测试尤为重要。传统的电机测试系统存在测试手段单一、测试量少、数据批量化采集不方便、数据分散等问题。为此,本文基于微服务设计并实现了电机测试测量系统,主要研究内容如下:在电机测试方面,本文利用EMQX消息服务器和微服务架构,搭建了一个电
学位
在我国油田的开发后期,其主体开发方式是注水开发,然而长期的注水开发导致油田进入高含水甚至特高含水期,开发难度越来越大。为了提高注水开发效率,对水驱油过程和注水驱替后剩余油分布规律进行深入研究十分关键。本文针对现有水驱油研究过程中物理仿真实验准备周期长、局限性大等问题,设计并实现了一种基于岩心图像识别的水驱油仿真系统。该系统以输入的岩心图像数据为基础,结合数字图像处理技术和计算机仿真方法,能够实现在
学位
在以往的钻井生产中,专家工程师通常需要驻守钻井现场,进行数据监测和生产指挥。但是钻井现场大多位置偏僻,环境恶劣,给工作人员带来了很大的不便。为了解决专家工程师需要驻守钻井现场的问题,本文结合远程钻井技术和集成学习算法,研究并实现了钻井实时数据管理系统,主要研究内容包括钻井事故检测算法和钻井实时数据管理系统两部分。在钻井事故检测中,本文提出了基于GA(Genetic Algorithm,遗传算法)-
学位