基于分类分数重排和卷积神经网络的CT胸腹器官检测

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lflhzq
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
在临床医学中,使用计算机断层图像(Computed Tomography,CT)进行辅助诊断与治疗已非常常见,通过计算机断层图像技术获得患者的身体信息可帮助医生快速,准确的找出患者患病区域与存在的问题,尽快安排治疗方案,帮助患者早日摆脱病魔的困扰。随着计算机技术与人工智能技术的发展,通过计算机对医学图像进行处理,帮助医师快速准确的检测患者病因已获得多方关注,其中,为保证后续诊断的正确性,应当将计算机关注的焦点聚焦在患病器官上,这就需要快速准确的对器官进行定位,这样才能减少其他健康器官对诊断结果的影响,提高医生的诊断精度与效率。所以本文提出一种基于分类分数重排和卷积神经网络的三维CT胸腹器官检测方法。首先,本文对当前器官检测算法进行改进,由于当前的器官检测算法通常为单阶段的器官检测算法,是通过对医学图像进行特征提取后直接获得图像中的器官类别与边界框,这会导致产生的正负样本不均衡,本文将单阶段的检测算法改为双阶段的检测算法,第一阶段产生器官可能存在的区域,第二阶段对这些区域进行分类,找出各个区域属于那些器官,保证器官可以被检测出来。其次,为了减少由于不同大小,不同长宽比的器官与预设锚点之间不匹配的问题,减少网络设计的超参数,本文对基于锚点的区域推荐网络进行了改进,提出了基于热力图的区域推荐方法,改进后的方法的优势在于网络不需要对不同大小,不同长宽比的器官分别预设锚点的大小与长宽比,而是直接回归当前特征点是器官中心的概率以及当前点到器官边界框的距离,减少了网络设计的超参数。第三,由于神经网络自身特质决定的分类精度高于回归精度,导致检测出的器官的边界框与器官的真实边界框之间存在较大差异,本文通过对推荐区域进行分类分数重排,使得边界框回归更好的区域可以被第二阶段选中,增加检测器的检测精度。第四,使用基于热力图的区域推荐网络导致的体积不同的器官回归速度存在差异,导致网络训练时间增加,本文通过对损失函数的权值进行调整,使得体积较大的器官获得较大权重,帮助网络快速收敛,最终在数据集中获得精度的提升。
其他文献
光作为一种承载目标信息的载体在很多方面都有很重要的应用,在日常生活中,错综复杂的环境会影响我们对目标信息的获取和判断。本课题对现有的多种从不规则散射光场中获取信息的技术进行分析及研究之后,为了解决现有的散射介质后目标分类方法适应性和鲁棒性差这一缺点,最终选择散斑自相关方法来处理散斑并获得隐藏在散射介质后的目标物体信息,为了解决传统特征提取和分类算法效率低这一问题,选择利用卷积神经网络对处理后的散斑
冲压发动机自发明以来被世界各国广泛运用到超声速领域,具有比冲高、结构简单,经济性高等优点。冲压发动机在世界各国的国防军事领域都有着举足轻重的地位,尤其是欧美等军事强国一直在致力于开展冲压发动机的技术研究。随着冲压发动机工作范围拓宽、飞行距离更远等需求发生改变,仅考虑燃油可调单一变量控制的冲压发动机已经无法适应新环境和新的作战需求。本文针对固定几何结构冲压发动机面临的问题,考虑引入进排气可调的结构,
同步定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)是机器人领域的重要研究问题,实现了机器人搭载相机和激光雷达等传感器在未知环境中对自身定位同时构建地图的任务。近年来,随着增强现实和自动驾驶等应用的兴起,视觉SLAM(Visual SLAM)研究受到了广泛的关注。VSLAM以图像作为主要感知信息源,通过多视图几何理论估计相机位姿和构建3D场景。
在医学诊断中计算机断层扫描技术(CT)是一种重要的技术手段,但是如果病人的身体中含有金属物质例如人造髋关节,脊柱植入物等,会导致扫描到的CT图像中产生明暗相间的金属伪影,掩盖人体器官组织,从而影响医生对于病情的判断。因此研究CT图像中的金属伪影去除算法具有重要的实际意义。因为传统去除金属伪影的算法在临床应用中效果并不好,要么计算时间较长,要么伪影去除不彻底。而近年来,在计算机视觉领域中,深度学习逐
随着信息技术水平的提升和现代工业的飞速发展,机械设备逐渐朝着集成化、电气化和自动化的发展方向迈进,其设备结构也越来越精细化和复杂化。机械旋转部件作为机械设备中的关键部件,一旦发生故障将会导致整个设备无法运转,轻则增加停机时间,重则引起大量经济损失甚至人员伤亡。因此,对其开展状态检测和故障诊断技术研究,可以维护机械设备的工业生产安全,具有重要的应用价值和潜在的经济效益。目前,机械旋转部件故障诊断工作
主动跟踪系统能够主动地、有目的地调整相机参数实现目标跟踪,在大范围智能监控、大尺度移动目标跟踪领域应用广泛,如何获得目标参数,在具体应用场景中实现优化控制仍是一大难点。利用科技手段辅助体育训练正成为我国体育科研工作的热点和趋势,尤其冬季体育项目,亟需发挥科技力量提升训练质量,实现跨越式发展。短道速滑是典型的滑行技术与比赛战术高度结合的竞技项目,对训练或比赛全过程视频记录是进行训练质量评估和比赛策略
垃圾回收与重新处理,始终是人类社会一个不可忽略的问题。尤其是进入21世纪以来,人类生产力飞速提升的同时,垃圾数量迅速增长。妥善的处理垃圾,可以高效的利用资源,减少污染,甚至再次创造效益。而且垃圾处理工作环境一般比较恶劣,有时候运送来的垃圾中掺杂一些的玻璃废渣,废旧电池等,这会使垃圾分拣工作者有一定受伤的风险。因此,建立全自动的智能垃圾分拣系统就显得十分重要。本文设计了一套智能垃圾自动分拣系统,重点
数控机床和基础制造装备作为装备制造业的“工作母机”,是“中国制造2025”十大战略必争领域之一。主轴系统作为数控机床的“心脏”,其回转精度与健康状态直接影响数控机床的产品质量及加工效率,同时由于主轴系统结构复杂且易受生产环境的干扰,导致加工精度难以保证且故障频发,不仅造成巨大经济损失同时威胁人身安全。因此,如何保证数控机床的回转精度及高稳定性是亟需解决的问题。针对以上问题,本文开展数控机床主轴回转
高光谱遥感图像(Hyperspectral Image,HSI)中的对地物分类问题是高光谱遥感图像处理领域的重要课题之一。在高光谱图像分类问题中,训练样本的标记是一件费时费力的工作,而较少的训练样本与高光谱图像较高的维度易造成“休斯效应”。对此,本文在高光谱图像小样本的情况下,从数据扩充以及降维的两个角度提出了适合该情况的两种算法,主要研究工作和创新思路如下:(1)提出了适合高光谱图像小样本条件下
移动通信技术追求的一个技术指标是更快的数据传输速率。但目前的蜂窝架构网络却可能对此施加限制。于是一种新的被称为Cell-Free Massive MIMO或简称为CF的网络概念被提出。与此同时,随着移动终端设备计算能力的大大增强,一些如VR等的计算密集型任务逐渐需要由被移动设备完成。但用户往往希望这些任务能够以低时延被完成,从而为自身带来良好体验。而设备的便携性又会限制其计算能力,使得上述目标很难