基于多标签联合学习的细粒度胎儿超声标准切面识别

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yesyouok
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
深度学习已经在很多领域取得了巨大成功,例如语音识别,自然语言处理以及人脸识别,但在产前超声医疗领域的研究尚处于初步探索阶段。临床实践中,超声是主要的成像模态之一,具有无辐射、成本低、操作便捷等优点。因此,胎儿产前筛查一般采用超声成像方式,以便获取可以清晰显示关键解剖结构的标准切面,为产科医生诊断胎儿疾病提供重要依据。目前,胎儿超声标准切面由超声医师手工获取。由于胎儿在子宫中位置的差异和不同孕周的影响,关键解剖组织的位置和形态往往差异很大,这需要产科超声医师具备大量的解剖学知识以及丰富的临床经验,是一项劳动密集性和高度专业性的工作。随着人工智能技术的发展日渐成熟,以及产前超声医疗广阔的应用市场,使得深度学习在超声医疗领域的研究成为一个新兴热点,也带来了诸多挑战。本文就产前胎儿超声6种标准切面自动识别问题,提出一站式端到端的计算机辅助解决方案。为了体现在整个胎儿超声标准切面识别场景中的代表性,这6种切面同时含有一级、二级和三级产科超声检查中涉及的部分切面。该应用场景具有如下特点:在区分切面类别的同时,每种切面又可以分为标准、基本标准和不标准三种等级;同一张扫描切面可能同时归属多个切面种类;其数据呈现类间差异小类内差异大的特性。因此,本文提出了基于多标签联合学习的细粒度产前超声图像识别算法FGMixed-RCNN,主要内容包括:(1)解决多切面类型场景下,一图多类别标签以及混合粒度分类问题。本文在经典的二阶段目标检测算法Faster-RCNN的基础上,设计了新的网络架构,提出了分层多标签联合学习算法,将数据类间分类和类内分类任务解耦。(2)针对数据类内细粒度分类的问题,本文提出并设计了新的网络分支结构133SE,该分支引入了通道注意力结构Squeeze-Excitation以关注不同于粗粒度分类问题的特征;此外,针对该分支结构引入了加性裕度损失函数和交叉熵损失函数的组合损失方案,使得分类性能进一步提高。(3)在超过4.8万张样本的数据集上进行了大规模测试,实验表明本文提出的方法具有良好的性能,为其走向临床实用和推广到其他检测任务提供了可能性。
其他文献
自1949年建国至今,我国农村的居住条件发生巨大的改变,随着城乡一体化的迅速发展进一步推进了农村经济、技术、文化等各方面要素的剧烈变更,农村自建住宅发生了巨变,系统性的认识这种变化规律并寻求一个适宜的建设方向,是我国推进农村建设中亟需解决的现实问题。佳木斯永红村地处我国东北平原地区,属严寒气候区,自然环境特征显著,农村住宅长期凸显为对寒冷气候的适应性。近些年,城乡一体化逐步推进,农村的经济、技术条
当今社会,城市化进程不断演进,在农业人口变成非农业人口而城市人口喜欢往乡村放松休闲这一趋势下,使得城市与农村的交流和互动性提高,这也使得农村家庭的收入增加。有了稳定收入的人们渴望在自己有限的经济条件下获得更好的居住条件,有些甚至不惜背负债务,只为在乡下拥有一栋梦想中的房子。虽然农村经济条件仍不比城市,但年年回乡都能看到成堆的“新房子”,各式风格的乡村别墅兴起,这些此起彼伏的新住宅,灵感基本来源于城
随着精准生物医学技术的迅猛发展,多样化的人源化小鼠模型要求更严格的环境质量。目前大多数的实验动物房环境及设施研究都是在静态工况下分析大环境状况,实际运行中我们应该更多关注动物生活的笼具内饲养微环境,以此为基础延伸到室内大环境的状态甚至室外的环境安全问题。根据笼养系统的划分,我国应用最广泛的饲养间类型为层流架饲养间和IVC(Individually Ventilated Cage)饲养间,我国对于层
长沙火车站是于1975年为完善市内设施与提升城市形象而新建的一座特等铁路旅客站,其设计与施工的极高水准使其在建成后的四十余年时间中一直承担着长沙的普通铁路客站用途,并作为城市标志性建筑扎根于城市中,其产生的独特城市记忆与文化同样为城市带来了巨大影响。多年过去,长沙火车站不再承担城市对外最重要的交通功能任务,其交通地位与功能重要性虽逐渐变弱,却已经成为城市无法分割、代表长沙城市的文化地标。本文从文化
本文是本研究团队对既有研究“村落公共空间体系”的一个延续,本文的研究对象“邻里级公共空间”属于村落公共空间体系,是近几年的研究重点。村落的邻里级公共空间,在满足日常使用需求、促进村落转型与实现乡村振兴等方面发挥着重要作用,现有研究多集中在村落的大型公共空间上,对于与村民生活息息相关的小微型的邻里级公共空间讨论较少,并且在村落建设后的实际使用评价上鲜有探讨,致使建筑师与使用者在邻里级公共空间的认知上
世纪之交,我国作为一个发展中国家提前步入了人口老龄化社会。我国也制定了一系列规范制度和保障措施,但这些研究的侧重点都偏向于城镇地区。但从我国老年人口的城乡差距来看,农村老年人口数量,老龄化程度和速度都超过城市。农村老龄化问题比城市更为严峻。农村地区现有的养老配套设施和服务体系,远不能满足农村老年人的养老需求,农村养老问题亟待研究解决。同时,居家养老一直是农村地区主要的养老模式,但现实生活中农村老年
随着5G、工业物联网和人工智能等现代信息技术的高速发展,将工业4.0与人工智能相结合的工业智能应用技术已被广泛使用。为了支持工业智能技术的发展,深度神经网络(DNN)的应用已成为工业设备场景的通用技术。由于现代工业中以有向无环图(DAG)为特征的DNN任务急剧增加并且任务计算量大,难以同时满足这些关键性DNN任务的延迟和准确性要求。近年来此类问题的解决方案是结合云和边缘计算资源实现DNN分区推理加
岳阳城市因水而生,数千年来,滨洞庭湖、长江的自然地理条件始终影响着岳阳城市的发展。在长江经济带和洞庭湖生态经济区两大国家战略下,岳阳正迎来新的重要发展机遇。作为城市空间品质升级、城市软实力增强的重点发力区域,岳阳市旧城滨水区正逐步成为岳阳城市规划布局的重要区域。岳阳市旧城滨水区历经了岳阳市从城市兴起发展至今的演变过程,同时拥有良好的生态本底条件和湖南省唯一的长江岸线资源,它的发展对于岳阳市乃至湖南
在我国每年均会有大量的树木由于强风的作用而遭受重大损失。树木风倒损毁并不是单一因素影响的结果,往往是复杂且不确定的,这给学者们研究树木抗风带来了许多困难。本文基于现场实测树木的风致响应,旨在总结风致响应的规律为树木风毁破坏分析提供一种新的思路。首先,通过对柳树的树前风场及其树干加速度响应进行了现场实测,探究了在不同风速条件下树干各个高度的风致加速度响应的分布规律。结果表明树前顺风向脉动风速与风致树
文人园林起源于魏晋南北朝时期文人的群体自觉,在这样一个动荡的年代,却引起了文化领域的异常活跃。古代江南地区诞生了许多名士,随着文人在园林方面的相关理论和实践的发展,在清朝时期,颠覆了从秦汉时期开始的皇家园林影响私家园林的现象,甚至于江南园林对皇家园林有了相当大的影响,故本文将文人园林的范畴主要集中于江南地区。文人园林中的书斋,则是综合各类文化器物组合构建成的传统文化生活空间,是探究古代文人文化雅趣