视网膜眼底图像的自动评估是涌现为最重要的早期检测和治疗渐进眼疾病的工具之一。青光眼导致视力的进步退化,其特征在于光学杯形状的变形和血管的变性导致沿神经垂体边缘形成凹口的形成。在本文中,我们提出了一种基于深度学习的管道,用于从数字眼底图像(DFIS)的光盘(OD)和光学杯(OC)区域的自动分割,从而提取预测青光眼所需的不同特征。该方法利用了神经古代轮辋的局灶性凹口分析以及杯盘比值值作为分类参数,以提高计算机辅助设计(CAD)系统的准确性分析青光眼。支持基于向量的机器学习算法用于分类,基于提取的功能将DFIS分类为青光眼或正常。在自由可用的DRISHTI-GS数据集上评估了所提出的管道,得到了从DFIS检测青光眼的93.33%的精度。
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由于图像的复杂性和活细胞的时间变化,来自明亮场光显微镜图像的活细胞分割具有挑战性。最近开发的基于深度学习(DL)的方法由于其成功和有希望的结果而在医学和显微镜图像分割任务中变得流行。本文的主要目的是开发一种基于U-NET的深度学习方法,以在明亮场传输光学显微镜中分割HeLa系的活细胞。为了找到适合我们数据集的最合适的体系结构,提出了剩余的注意U-net,并将其与注意力和简单的U-NET体系结构进行了比较。注意机制突出了显着的特征,并抑制了无关图像区域中的激活。残余机制克服了消失的梯度问题。对于简单,注意力和剩余的关注U-NET,我们数据集的平均值得分分别达到0.9505、0.9524和0.9530。通过将残留和注意机制应用在一起,在平均值和骰子指标中实现了最准确的语义分割结果。应用的分水岭方法适用于这种最佳的(残留的关注)语义分割结果,使每个单元格的特定信息进行了分割。
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视网膜脉管系统的研究是筛查和诊断许多疾病的基本阶段。完整的视网膜血管分析需要将视网膜的血管分为动脉和静脉(A/V)。早期自动方法在两个顺序阶段接近这些分割和分类任务。但是,目前,这些任务是作为联合语义分割任务处理的,因为分类结果在很大程度上取决于血管分割的有效性。在这方面,我们提出了一种新的方法,用于从眼睛眼睛图像中对视网膜A/V进行分割和分类。特别是,我们提出了一种新颖的方法,该方法与以前的方法不同,并且由于新的损失,将联合任务分解为针对动脉,静脉和整个血管树的三个分割问题。这种配置允许直观地处理容器交叉口,并直接提供不同靶血管树的精确分割罩。提供的关于公共视网膜图血管树提取(RITE)数据集的消融研究表明,所提出的方法提供了令人满意的性能,尤其是在不同结构的分割中。此外,与最新技术的比较表明,我们的方法在A/V分类中获得了高度竞争的结果,同时显着改善了血管分割。提出的多段方法允许检测更多的血管,并更好地分割不同的结构,同时实现竞争性分类性能。同样,用这些术语来说,我们的方法优于各种参考作品的方法。此外,与以前的方法相比,该方法允许直接检测到容器交叉口,并在这些复杂位置保留A/V的连续性。
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组织学图像中核和腺体的实例分割是用于癌症诊断,治疗计划和生存分析的计算病理学工作流程中的重要一步。随着现代硬件的出现,大规模质量公共数据集的最新可用性以及社区组织的宏伟挑战已经看到了自动化方法的激增,重点是特定领域的挑战,这对于技术进步和临床翻译至关重要。在这项调查中,深入分析了过去五年(2017-2022)中发表的原子核和腺体实例细分的126篇论文,进行了深入分析,讨论了当前方法的局限性和公开挑战。此外,提出了潜在的未来研究方向,并总结了最先进方法的贡献。此外,还提供了有关公开可用数据集的概括摘要以及关于说明每种挑战的最佳性能方法的巨大挑战的详细见解。此外,我们旨在使读者现有研究的现状和指针在未来的发展方向上开发可用于临床实践的方法,从而可以改善诊断,分级,预后和癌症的治疗计划。据我们所知,以前没有工作回顾了朝向这一方向的组织学图像中的实例细分。
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人类生理学中的各种结构遵循特异性形态,通常在非常细的尺度上表达复杂性。这种结构的例子是胸前气道,视网膜血管和肝血管。可以观察到可以观察到可以观察到可以观察到可以观察到空间排列的磁共振成像(MRI),计算机断层扫描(CT),光学相干断层扫描(OCT)等医学成像模式(MRI),计算机断层扫描(CT),可以观察到空间排列的大量2D和3D图像的集合。这些结构在医学成像中的分割非常重要,因为对结构的分析提供了对疾病诊断,治疗计划和预后的见解。放射科医生手动标记广泛的数据通常是耗时且容易出错的。结果,在过去的二十年中,自动化或半自动化的计算模型已成为医学成像的流行研究领域,迄今为止,许多计算模型已经开发出来。在这项调查中,我们旨在对当前公开可用的数据集,细分算法和评估指标进行全面审查。此外,讨论了当前的挑战和未来的研究方向。
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MRI图像中的脑肿瘤分析是一个重要而挑战性的问题,因为误诊可能导致死亡。脑肿瘤在早期阶段的诊断和评估增加了成功治疗的概率。然而,肿瘤,形状和位置的复杂性和各种使其分割和分类复合物。在这方面,许多研究人员提出了脑肿瘤细分和分类方法。本文使用含有MRI图像增强和肿瘤区检测的框架,呈现了一种同时分段和分类MRI图像中的脑肿瘤的方法。最终,提出了一种基于多任务学习方法的网络。主观和客观结果表明,基于评估指标的分割和分类结果更好或与最先进的。
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眼底图像中血管的自动分割可以帮助分析视网膜脉管系统的状况,这对于确定各种全身性疾病(如高血压,糖尿病等)至关重要大量参数化,因此在实际应用中使用有限。本文提出了Itermiunet,这是一种新的基于轻量级卷积的细分模型,需要更少的参数,但提供了类似于现有模型的性能。该模型利用了ITERNET体系结构的出色分割功能,但通过将Miunet模型的编码器解码器结合在其中克服了严重的参数化性质。因此,新模型可减少参数,而不会与网络的深度进行任何妥协,这对于在深模型中学习抽象的层次概念是必不可少的。这种轻巧的分割模型可以加快训练和推理时间的速度,并且在数据稀缺的医疗领域可能会有所帮助,因此,大量参数化的模型往往过于拟合。在三个公开可用的数据集上评估了所提出的模型:驱动器,凝视和Chase-DB1。还进行了进一步的交叉培训和评估者之间的变异性评估。提出的模型具有很大的潜力,可以用作早期诊断许多疾病的工具。
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Mitosis nuclei count is one of the important indicators for the pathological diagnosis of breast cancer. The manual annotation needs experienced pathologists, which is very time-consuming and inefficient. With the development of deep learning methods, some models with good performance have emerged, but the generalization ability should be further strengthened. In this paper, we propose a two-stage mitosis segmentation and classification method, named SCMitosis. Firstly, the segmentation performance with a high recall rate is achieved by the proposed depthwise separable convolution residual block and channel-spatial attention gate. Then, a classification network is cascaded to further improve the detection performance of mitosis nuclei. The proposed model is verified on the ICPR 2012 dataset, and the highest F-score value of 0.8687 is obtained compared with the current state-of-the-art algorithms. In addition, the model also achieves good performance on GZMH dataset, which is prepared by our group and will be firstly released with the publication of this paper. The code will be available at: https://github.com/antifen/mitosis-nuclei-segmentation.
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肺癌是最致命的癌症之一,部分诊断和治疗取决于肿瘤的准确描绘。目前是最常见的方法的人以人为本的分割,须遵守观察者间变异性,并且考虑到专家只能提供注释的事实,也是耗时的。最近展示了有前途的结果,自动和半自动肿瘤分割方法。然而,随着不同的研究人员使用各种数据集和性能指标验证了其算法,可靠地评估这些方法仍然是一个开放的挑战。通过2018年IEEE视频和图像处理(VIP)杯竞赛创建的计算机断层摄影扫描(LOTUS)基准测试的肺起源肿瘤分割的目标是提供唯一的数据集和预定义的指标,因此不同的研究人员可以开发和以统一的方式评估他们的方法。 2018年VIP杯始于42个国家的全球参与,以获得竞争数据。在注册阶段,有129名成员组成了来自10个国家的28个团队,其中9个团队将其达到最后阶段,6队成功完成了所有必要的任务。简而言之,竞争期间提出的所有算法都是基于深度学习模型与假阳性降低技术相结合。三种决赛选手开发的方法表明,有希望的肿瘤细分导致导致越来越大的努力应降低假阳性率。本次竞争稿件概述了VIP-Cup挑战,以及所提出的算法和结果。
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糖尿病(DM)可导致严重的微脉管破坏,最终导致糖尿病性视网膜病变(DR)或由于糖尿病引起的眼睛并发症。如果不受组织的检查,这种疾病会随着时间的流逝而增加,并最终导致完全视力丧失。检测到这种光学发展的一般方法是通过检查视网膜图像的血管,视神经头,微型毛发,出血,渗出液等。最终,这受到经验丰富的眼科医生和大量DM案例的数量的限制。为了启用早期有效的DR诊断,眼科领域需要强大的计算机辅助诊断(CAD)系统。我们的审查旨在为从学生到成熟的研究人员提供给任何人,他们想了解CAD系统及其算法可以完成的工作,再到建模以及计算机视觉和模式识别中的视网膜图像处理领域的发展方向。对于刚开始的人来说,我们特别强调了不同数据库和算法框架的逻辑,优势和缺点,重点是最近的方法。
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Pneumonia, a respiratory infection brought on by bacteria or viruses, affects a large number of people, especially in developing and impoverished countries where high levels of pollution, unclean living conditions, and overcrowding are frequently observed, along with insufficient medical infrastructure. Pleural effusion, a condition in which fluids fill the lung and complicate breathing, is brought on by pneumonia. Early detection of pneumonia is essential for ensuring curative care and boosting survival rates. The approach most usually used to diagnose pneumonia is chest X-ray imaging. The purpose of this work is to develop a method for the automatic diagnosis of bacterial and viral pneumonia in digital x-ray pictures. This article first presents the authors' technique, and then gives a comprehensive report on recent developments in the field of reliable diagnosis of pneumonia. In this study, here tuned a state-of-the-art deep convolutional neural network to classify plant diseases based on images and tested its performance. Deep learning architecture is compared empirically. VGG19, ResNet with 152v2, Resnext101, Seresnet152, Mobilenettv2, and DenseNet with 201 layers are among the architectures tested. Experiment data consists of two groups, sick and healthy X-ray pictures. To take appropriate action against plant diseases as soon as possible, rapid disease identification models are preferred. DenseNet201 has shown no overfitting or performance degradation in our experiments, and its accuracy tends to increase as the number of epochs increases. Further, DenseNet201 achieves state-of-the-art performance with a significantly a smaller number of parameters and within a reasonable computing time. This architecture outperforms the competition in terms of testing accuracy, scoring 95%. Each architecture was trained using Keras, using Theano as the backend.
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由于肿胀和病态增大,人体组织中组织的异常发育被称为肿瘤。它们主要被归类为良性和恶性。大脑中的肿瘤可能是致命的,因为它可能是癌性的,因此可以以附近的健康细胞为食并不断增加大小。这可能会影响大脑中软组织,神经细胞和小血管。因此,有必要以最高的精度在早期阶段检测和分类。脑肿瘤的大小和位置不同,这使得很难理解其性质。由于附近的健康细胞与肿瘤之间的相似性,即使使用先进的MRI(磁共振成像)技术,脑肿瘤的检测和分类过程也可能是一项繁重的任务。在本文中,我们使用Keras和Tensorflow来实施最先进的卷积神经网络(CNN)架构,例如EdgitionNetB0,Resnet50,Xpection,MobilenetV2和VGG16,使用转移学习来检测和分类三种类型的大脑肿瘤,即神经胶质瘤,脑膜瘤和垂体。我们使用的数据集由3264个2-D磁共振图像和4个类组成。由于数据集的尺寸较小,因此使用各种数据增强技术来增加数据集的大小。我们提出的方法不仅包括数据增强,而且还包括各种图像降级技术,头骨剥离,裁剪和偏置校正。在我们提出的工作效率NETB0体系结构中,最佳准确性为97.61%。本文的目的是区分正常和异常像素,并以更好的准确性对它们进行分类。
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全景牙科射线照相(PDR)图像处理是法医医学中最广泛使用的方法之一。深度学习模型由于其高处理速度,准确性和稳定性而被广泛用于当今放射学图像的自动分析。提出了一些使用转移学习的方法来分类PDR图像。在这项研究中,使用了Densenet121卷积神经网络(CNN)分类器,该分类器是预先训练的深度学习体系结构之一。提出的Densenet121网络已在最后一层之前进行了几层扩展和微调,以提高其从数据中理解更复杂模式的能力。在此阶段结束时,它已经通过包含PDR图像的牙科数据集进行了培训,并变得更有经验。采用了K折的交叉验证方法来提高所提出的Densenet121模型的准确性。在这项研究中,对于4,800个测试数据集的分类精度为97.25%,实现了最佳性能。提出的模型以及基于Grad-CAM的分析还表明,下颌骨和牙齿是性别分类中最重要的领域。
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X-ray imaging technology has been used for decades in clinical tasks to reveal the internal condition of different organs, and in recent years, it has become more common in other areas such as industry, security, and geography. The recent development of computer vision and machine learning techniques has also made it easier to automatically process X-ray images and several machine learning-based object (anomaly) detection, classification, and segmentation methods have been recently employed in X-ray image analysis. Due to the high potential of deep learning in related image processing applications, it has been used in most of the studies. This survey reviews the recent research on using computer vision and machine learning for X-ray analysis in industrial production and security applications and covers the applications, techniques, evaluation metrics, datasets, and performance comparison of those techniques on publicly available datasets. We also highlight some drawbacks in the published research and give recommendations for future research in computer vision-based X-ray analysis.
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脑肿瘤是最常见和最致命的疾病,可在所有年龄组中发现。通常,采用MRI模态来通过放射科医师鉴定和诊断肿瘤。肿瘤区域的正确鉴定及其类型可以帮助诊断随访治疗计划的肿瘤。然而,对于任何分析这种扫描的放射科学家是一种复杂且耗时的任务。基于深度学习的计算机辅助诊断系统的动机,本文提出了使用MRI图像对脑肿瘤区域进行分类和分割脑肿瘤区域的多任务注意力引导的编码器。Mag-Net培训和评估了图的图解数据集,包括冠状,轴向和矢状瘤,具有3种肿瘤脑膜瘤,胶质瘤和垂体肿瘤。通过详尽的实验试验,模型与现有最先进的模型相比,实现了有希望的结果,同时在其他最先进的模型中具有至少数量的培训参数。
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乳腺癌是女性可能发生的最严重的癌症之一。通过分析组织学图像(HIS)来自动诊断乳腺癌对患者及其预后很重要。他的分类为临床医生提供了对疾病的准确了解,并使他们可以更有效地治疗患者。深度学习(DL)方法已成功地用于各种领域,尤其是医学成像,因为它们有能力自动提取功能。这项研究旨在使用他的乳腺癌对不同类型的乳腺癌进行分类。在这项研究中,我们提出了一个增强的胶囊网络,该网络使用RES2NET块和四个额外的卷积层提取多尺度特征。此外,由于使用了小的卷积内核和RES2NET块,因此所提出的方法具有较少的参数。结果,新方法的表现优于旧方法,因为它会自动学习最佳功能。测试结果表明该模型的表现优于先前的DL方法。
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目的:多发性硬化症(MS)是一种自身免疫和脱髓鞘疾病,导致中枢神经系统的病变。可以使用磁共振成像(MRI)跟踪和诊断该疾病。到目前为止,多数多层自动生物医学方法用于在成本,时间和可用性方面对患者没有有益的病变。本文的作者提出了一种使用只有一个模态(Flair Image)的方法,准确地将MS病变分段。方法:由3D-Reset和空间通道注意模块进行设计,灵活的基于补丁的卷积神经网络(CNN),以段MS病变。该方法由三个阶段组成:(1)对比度限制自适应直方图均衡(CLAHE)被施加到原始图像并连接到提取的边缘以形成4D图像; (2)尺寸80 * 80 * 80 * 2的贴片从4D图像中随机选择; (3)将提取的贴片传递到用于分割病变的关注的CNN中。最后,将所提出的方法与先前的相同数据集进行比较。结果:目前的研究评估了模型,具有测试集的ISIB挑战数据。实验结果表明,该方法在骰子相似性和绝对体积差方面显着超越了现有方法,而该方法仅使用一种模态(Flair)来分割病变。结论:作者推出了一种自动化的方法来分割基于最多两种方式作为输入的损伤。所提出的架构由卷积,解卷积和SCA-VOXRES模块作为注意模块组成。结果表明,所提出的方法优于与其他方法相比良好。
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背景和目的:与生物医学分析相结合的人工智能(AI)方法在Pandemics期间具有关键作用,因为它有助于释放来自医疗保健系统和医生的压力压力。由于持续的Covid-19危机在具有茂密的人口和巴西和印度等测试套件中的国家恶化,放射性成像可以作为准确分类Covid-19患者的重要诊断工具,并在适当时期规定必要的治疗。通过这种动机,我们基于使用胸部X射线检测Covid-19感染肺的深度学习架构的研究。数据集:我们共收集了三种不同类标签的2470张图片,即健康的肺,普通肺炎和Covid-19感染的肺炎,其中470个X射线图像属于Covid-19类。方法:我们首先使用直方图均衡技术预处理所有图像,并使用U-Net架构进行它们。然后,VGG-16网络用于从预处理图像中的特征提取,该特征提取通过SMTE过采样技术进一步采样以实现平衡数据集。最后,使用具有10倍交叉验证的支持向量机(SVM)分类器分类类平衡功能,评估精度。结果和结论:我们的新方法结合了众所周知的预处理技术,特征提取方法和数据集平衡方法,使我们在2470 X射线图像的数据集中获得了Covid-19图像的优秀识别率为98% 。因此,我们的模型适用于用于筛选目的的医疗保健设施。
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For the diagnosis of Chinese medicine, tongue segmentation has reached a fairly mature point, but it has little application in the eye diagnosis of Chinese medicine.First, this time we propose Res-UNet based on the architecture of the U2Net network, and use the Data Enhancement Toolkit based on small datasets, Finally, the feature blocks after noise reduction are fused with the high-level features.Finally, the number of network parameters and inference time are used as evaluation indicators to evaluate the model. At the same time, different eye data segmentation frames were compared using Miou, Precision, Recall, F1-Score and FLOPS. To convince people, we cite the UBIVIS. V1 public dataset this time, in which Miou reaches 97.8%, S-measure reaches 97.7%, F1-Score reaches 99.09% and for 320*320 RGB input images, the total parameter volume is 167.83 MB,Due to the excessive number of parameters, we experimented with a small-scale U2Net combined with a Res module with a parameter volume of 4.63 MB, which is similar to U2Net in related indicators, which verifies the effectiveness of our structure.which achieves the best segmentation effect in all the comparison networks and lays a foundation for the application of subsequent visual apparatus recognition symptoms.
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从侵入性冠状动脉造影(ICA)中准确提取冠状动脉(ICA)在临床决策中对于冠状动脉疾病的诊断和风险分层(CAD)很重要。在这项研究中,我们开发了一种使用深度学习来自动提取冠状动脉腔的方法。方法。提出了一个深度学习模型U-NET 3+,其中包含了全面的跳过连接和深度监督,以自动从ICAS中自动提取冠状动脉。在这个新型的冠状动脉提取框架中采用了转移学习和混合损失功能。结果。使用了一个包含从210名患者获得的616个ICA的数据集。在技​​术评估中,U-NET 3+的骰子得分为0.8942,灵敏度为0.8735,高于U-NET ++(骰子得分:0.8814:0.8814,灵敏度为0.8331)和U-net(骰子分数) :0.8799,灵敏度为0.8305)。结论。我们的研究表明,U-NET 3+优于其他分割框架,用于自动从ICA中提取冠状动脉。该结果表明了临床使用的巨大希望。
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