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基于改良版U-Net的眼底视网膜血管分割方法

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简介:
本研究提出了一种改进型U-Net算法,专门针对眼底图像中的视网膜血管进行精确分割,以提高眼科疾病的早期诊断和分析能力。 针对视网膜血管图像特征复杂度高的问题以及现有算法在微血管分割精度低及病理信息误分割等方面的不足,本段落提出了一种融合DenseNet和U-Net网络的血管分割模型。首先通过限制对比度直方图均衡化和滤波器处理增强图像中的血管;其次利用局部自适应gamma校正提升图像亮度并减少伪影干扰;接着采用多尺度形态学滤波来加强微小血管特征信息;最后使用U型密集链接模块进行精确分割。该算法在DRIVE数据集上的实验结果显示,其平均准确率、灵敏度和特异性分别达到了96.74%、81.50%和98.20%,表明了良好的性能表现。

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客服
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  • U-Net
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    本研究提出了一种改进型U-Net算法,专门针对眼底图像中的视网膜血管进行精确分割,以提高眼科疾病的早期诊断和分析能力。 针对视网膜血管图像特征复杂度高的问题以及现有算法在微血管分割精度低及病理信息误分割等方面的不足,本段落提出了一种融合DenseNet和U-Net网络的血管分割模型。首先通过限制对比度直方图均衡化和滤波器处理增强图像中的血管;其次利用局部自适应gamma校正提升图像亮度并减少伪影干扰;接着采用多尺度形态学滤波来加强微小血管特征信息;最后使用U型密集链接模块进行精确分割。该算法在DRIVE数据集上的实验结果显示,其平均准确率、灵敏度和特异性分别达到了96.74%、81.50%和98.20%,表明了良好的性能表现。
  • U-Net图像
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    本研究提出了一种改进的U-Net架构,专门用于视网膜血管图像的精确分割。通过优化卷积神经网络结构和引入注意力机制,显著提升了血管边缘检测的准确性和稳定性,为眼科疾病的早期诊断提供了有力工具。 为了应对视网膜图像血管细小导致的分割精度低等问题,本段落在U-Net网络基础上引入了Inception、空洞卷积与注意力机制模块,提出了一种改进的视网膜血管图像分割算法。具体而言,首先,在编码阶段加入了Inception模块,并利用不同尺度的卷积核进行特征提取,以获得多尺度的信息;其次,在U-Net底部增加了级联空洞卷积模块,从而在不增加网络参数的情况下扩大了感受野;最后,在解码阶段结合注意力机制和跳跃连接方式设计反卷积操作,聚焦目标特征,解决了权重分散等问题。实验结果显示,基于DRIVE标准图像集的测试表明,该算法相较于U-Net和其他传统分割方法分别提高了1.15%、6.15%与0.67%的平均准确率、灵敏度和特异性。
  • U-Net研究.docx
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    本文探讨了一种基于优化版U-Net架构的视网膜血管自动分割技术,旨在提升医学图像处理精度与效率。通过实验验证了该算法的有效性及优越性能。 本段落探讨了视网膜血管分割的重要性以及在这一领域中深度学习技术的应用,特别是对U-Net网络的改进。视网膜血管分割对于多种眼部疾病的早期诊断至关重要,如糖尿病、高血压和早产儿的眼部病变。传统的方法依赖于医生的手动标注,效率低下且易出错。因此,研究人员转向了自动化算法,包括非监督学习和监督学习。 非监督学习算法,例如B-COSFIRE滤波器,能够精确检测血管的主干和末端部分,并特别适合处理微小血管的情况。而监督学习则利用预标注图像训练模型,如AdaBoost分类器用于对像素点进行分类。近年来,深度学习方法尤其是卷积神经网络(CNN)在医学图像处理中展现出强大的潜力。Ronneberger等人提出的U-Net以其特有的跳跃连接结构提升了特征提取的效率,但原始U-Net仍存在一些局限性,可能导致血管分割性能下降。 针对这些问题,研究者们进行了多种改进尝试。UU-Net引入了残差结构以增加网络深度,并通过Addition或Concatenation操作改善信息传递过程,形成多路径的信息流方式;AG-Net则结合注意力机制来指导滤波器恢复空间信息并减少噪声干扰的影响;无监督集成策略则是通过对多个基础网络结果的融合提高分割精度。IterNet采用迭代式U-Net结构发现并连接血管细节。 本段落提出的算法特别关注解决血管边界和非血管像素误分类的问题。在编码阶段,使用全局卷积网络(GCN)以及边界细化模块替代传统卷积操作以更准确地识别边界特征;为提高低对比度条件下的分割效果,改进了注意力机制包括位置注意与通道注意,并将这些改进应用于跳跃连接中;同时引入DenseNet加强特征提取过程,在解码阶段利用卷积长短记忆网络(ConvLSTM)来更好地捕捉空间信息并优化分割结果。 本段落的贡献在于提出了一种结合GCN、BR模块、改进后的注意力机制和ConvLSTM的新网络结构,旨在更精准地进行视网膜血管的分割处理。特别是在解决边界问题及低对比度场景时表现尤为突出。这种改进的U-Net架构有望进一步提升医学图像分析效率与准确性,并对临床诊断提供有力支持。
  • U-Net(Pytorch实现)
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    本项目采用Pytorch框架实现了基于U-Net的深度学习模型,专为视网膜血管自动分割设计,旨在提高眼底疾病诊断的准确性和效率。 代码适配数据集需要根据数据集的特点进行相应的调整和优化,确保程序能够高效准确地处理数据。这通常包括对算法的选择、参数的调优以及可能的数据预处理步骤等。在开始编码之前,深入理解数据集的需求和限制是至关重要的。
  • DenseNet镜图像处理
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    本研究提出了一种基于DenseNet架构的眼底镜图像处理技术,专注于视网膜血管的有效分割,旨在提高眼科疾病的早期诊断和治疗效果。 视网膜血管分割 作者:zhiyu-Lin 日期:2018-7-1 描述: 本段落探讨了如何利用深度卷积神经网络对眼底图像中的视网膜血管进行有效分割,这是一项数字图像处理的课程作业。 随着近年来医学设备和科技的进步,越来越多的医学影像被应用于病理诊断及研究中。其中,视网膜图像是非常关键的一类医学图像,在预测与诊断眼球疾病方面具有重要的指导意义。 本报告介绍了如何使用深度卷积神经网络对眼底图像进行视网膜血管分割的具体方法:训练二分类和多分类的分割模型(分别用于粗细血管的区分),利用二分类结果来增强原图,进而采用多分类模型进行二次精细分割。 实验结果显示,在大多数情况下,通过两次迭代处理得到的结果比单次处理具有更高的准确性。测试集中F1值达到了0.8253。 环境: - Python >= 3.5 - PyTorch == 0.3.0.post4 - TorchVision
  • KerasU-Net图像代码(Kaggle竞赛修
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    本项目提供了一个使用Keras实现的U-Net模型,专门用于眼底图像中血管的自动分割。此版本是在Kaggle竞赛的基础上进行了优化和改进,旨在提高算法在医学影像分析中的准确性和效率。代码开源,便于研究与应用。 经过修改后,输入图像可以是任何大小的jpg格式文件。如果不是指定尺寸需要进行调整,则使用基于Keras(安装简单)的方法来resize文件。将图像放入指定文件夹中并运行程序即可,在test目录下会输出血管结果图像,并且该方法仅用于测试目的。此工具在大多数眼底图像数据库分割任务上都表现良好,如有问题欢迎提问。
  • 图像三维重建
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    本研究致力于开发先进的算法和技术,用于精确分割视网膜血管图像,并构建眼底血管的三维模型,以提高眼科疾病的诊断和治疗水平。 眼底视网膜图像中的血管分布情况为高血压、糖尿病等疾病的早期诊断提供了重要的参考依据。通过计算机处理这些眼底图像可以减轻医生的重复劳动负担。本段落提出了一种新的用于分割眼底视网膜血管图像的算法,该算法首先利用局部归一化方法来消除背景差异性的影响;然后使用期望最大化算法进行聚类操作以实现精确地分割出血管区域;最后基于眼底成像原理通过投影逆变换构建了三维模型,使得可以从多个角度观察和分析视网膜结构。所建立的这种模型有助于更全面深入地理解与研究相关疾病的情况。
  • .rar__
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    本项目为一个关于眼底图像中血管自动识别与分割的研究资料集,包括各类算法、实验数据及结果分析。适用于医学影像处理和眼科疾病辅助诊断研究。 视网膜眼底血管分割程序已用Matlab实现,并且效果良好,大家可以参考学习。
  • 图像析——利用MATLAB实现高精度
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    本研究提出了一种基于MATLAB的改进视网膜血管分割算法,通过优化技术提升了眼底图像中血管结构的识别精确度和效率。 此脚本的版权归 Tyler L. Coye (2015) 所有。Tyler 是天普大学的一名医学博士生。自发布以来,该方法已被下载超过 6,000 次。对于那些问我是否之前发布过这个算法的人,答案是没有因为医学院的时间限制而未能提前分享。然而,大量使用这种方法的论文证明了它在研究中的价值。 如果有人愿意投入时间与我合作编写此算法,我很乐意共同完成这项工作。该脚本是经过许多小时的工作和解决问题后开发出来的成果。如果您在我的工作中使用此算法,请引用以下信息: 科耶,泰勒(2015 年)。一种用于眼底图像的新型视网膜血管分割算法,MATLAB中央文件交换。 这个脚本在眼底图像中实现视网膜血管的分割,这是一个极具挑战性的任务。
  • Retina-VesselNet:TensorFlow2简化U-net模型用-源码
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    本项目提供一个基于TensorFlow2的精简版U-net模型——Retina-VesselNet,专为视网膜血管图像分割设计。代码开源以促进相关研究与应用开发。 由于该项目已于2021年3月18日升级到Tensorflow 2.3版本,因此可以找到停止维护的旧分支: - [2019-6-9] keras-tensorflow 分支: - [2018-5-2] keras-theano 分支: 项目结构包括一个简单的U-net模型用于视网膜血管分割,并带有DRIVE数据集。我们提供了两个版本的项目,它们在实现上完全一致。 建议首先运行其中一个版本以获得直观演示。不同笔记本有不同的用途: - EntireBookForColab.ipynb 包含项目的完整部分,如过程、训练和测试。 - PreprocessIllustration.ipynb 展示了一些视网膜图像的预处理方法。 - TestAndEvaluation.ipynb 用于评估。 选择一个版本并开始使用吧!