眼科医学图像中的典型曲线结构体分割算法研究

发布时间：2021-04-29 19:11

　　医学图像中的曲线结构体泛指二维医学图像中纵横交错并相互连接的线条状结构集合,在眼科医学图像中广泛存在。临床医学表明,眼科医学图像中的曲线结构如视网膜血管、角膜神经等通常与年龄相关的黄斑病变、糖尿病、青光眼、高血压、动脉硬化以及多发性硬化等疾病息息相关。此外视网膜血管分割也是后续动静脉血管分类的基础,在眼科疾病的诊断过程中起到了极大的辅助作用。曲线结构体研究有两大难点:1)多模态低信噪比图像中小尺度曲线结构体的分割;2)断裂曲线结构体的修复。完整的曲线结构为临床治疗提供更加精确的辅助信息,其连通性对建立曲线结构的拓扑结构、动静脉分类等至关重要。结合神经网络强大的特征提取能力和随机游走算法的群体趋势性、个体随机性的综合优势,本文提出一种面向眼科医学图像中的典型曲线结构体分割和断裂血管修复方法。本文主要贡献包括:1)提出一种基于密集空洞卷积神经网络的曲线结构体分割方法。利用神经网络优秀的分类能力,设计基于卷积神经网络的曲线结构体分割网络,分割眼科医学图像中的彩色眼底视网膜血管。相比传统方法,本文的方法优势在于减少了人工设计特征提取的大量工作,采用基于学习的方式让网络自主提取特征,弥补了人工设... 

【文章来源】：武汉科技大学湖北省

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究主要内容和主要创新点
    1.4 章节安排
    1.5 本章小结
第2章 基于神经网络的图像分割方法
    2.1 基于区域分类的语义分割方法
        2.1.1 基于候选区域的语义分割方法
        2.1.2 基于分割掩膜的语义分割方法
    2.2 基于像素分类的语义分割方法
        2.2.1 全监督语义分割
        2.2.2 弱监督语义分割
    2.3 基于注意力机制的分割方法
        2.3.1 强注意力
        2.3.2 软注意力
        2.3.3 自注意力
    2.4 医学图像中曲线结构分割
    2.5 本章小结
第3章 基于密集空洞卷积网络和概率正则化游走的血管分割方法
    3.1 密集空洞网络
        3.1.1 网络框架
        3.1.2 密集空洞卷积模块
        3.1.3 多尺度Dice Coefficient损失函数
    3.2 概率正则化游走算法
    3.3 实验设计及实验结果
        3.3.1 实验数据
        3.3.2 评价指标
        3.3.3 模型训练及测试
        3.3.4 PRW算法超参数设置
        3.3.5 消融实验
        3.3.6 血管分割实验
    3.4 本章小结
第4章 多模态低信噪比图像曲线结构体分割
    4.1 通道和空间注意力网络
        4.1.1 网络架构
        4.1.2 注意力模块
        4.1.3 损失函数设计
    4.2 实验数据
        4.2.1 彩色眼底视网膜血管数据集
        4.2.2 角膜共聚焦显微成像数据集
        4.2.3 光学相干断层扫描成像数据集
    4.3 实验设计与实验结果
        4.3.1 彩色眼底视网膜血管分割
        4.3.2 角膜共聚焦神经提取
        4.3.3 光学相干断层扫描毛细血管分割
        4.3.4 实验结论
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
中文详细摘要


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双流网络的视网膜血管分割方法[J]. 吕晓文,邵枫,熊义明,杨伟山.  光学学报. 2020(04)
[2]基于改进U-Net的视网膜血管图像分割[J]. 雷军明,王成钢,刘雪燕.  信息技术与信息化. 2019(10)
[3]基于有偏随机游走的曲线目标断裂连接方法[J]. 卢明,陈黎,田菁.  计算机工程与设计. 2019(10)
[4]基于多尺度滤波的视网膜血管分割算法[J]. 梁礼明,盛校棋,蓝智敏,钱艳群.  计算机应用与软件. 2019(10)
[5]基于超像素仿射传播聚类的视网膜血管分割[J]. 许言兵,周阳,李灿标,郑楚君,张润谷,王文斌.  光学学报. 2020(02)
[6]面向少样本网状结构体的候选区域自适应检测方法[J]. 牟磊,陈黎.  计算机应用研究. 2019(12)
[7]形状约束下活动轮廓模型冠脉血管图像多尺度分割[J]. 郭笑妍,梅雪,李振华,曹佳松,周宇.  中国图象图形学报. 2016(07)
[8]光学相干断层扫描血管成像技术在糖尿病视网膜病变中的应用[J]. 刘青,艾明.  国际眼科杂志. 2016(04)
[9]利用MRF方法的高分辨率影像道路提取[J]. 余长慧,易尧华.  武汉大学学报(信息科学版). 2011(05)
[10]基于遗传算法的SAR图像自动道路提取[J]. 贾承丽,赵凌君,吴其昌,匡纲要.  中国图象图形学报. 2008(06)

硕士论文
[1]角膜共聚焦显微镜参数特点分析及在糖尿病周围神经病变中的应用[D]. 李丽丽.山东大学 2018



本文编号：3168017