在本文中,我们设计了一种基于生成的对抗网络(GAN)的解决方案,用于视网膜层的光学相干断层扫描(OCT)扫描的超分辨率和分割。 OCT已被确定为成像的一种非侵入性和廉价的模态,可发现潜在的生物标志物,以诊断和进展神经退行性疾病,例如阿尔茨海默氏病(AD)。当前的假设假设在OCT扫描中可分析的视网膜层的厚度可能是有效的生物标志物。作为逻辑第一步,这项工作集中在视网膜层分割的挑战性任务以及超级分辨率的挑战性任务上,以提高清晰度和准确性。我们提出了一个基于GAN的细分模型,并评估合并流行网络,即U-NET和RESNET,在GAN体系结构中,并具有其他转置卷积和子像素卷积的块,以通过将OCT图像从低分辨率提高到高分辨率到高分辨率的任务。四个因素。我们还将骰子损失纳入了额外的重建损失项,以提高该联合优化任务的性能。我们的最佳模型配置从经验上实现了0.867的骰子系数,MIOU为0.765。
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具有高分辨率的视网膜光学相干断层扫描术(八八)对于视网膜脉管系统的定量和分析很重要。然而,八颗图像的分辨率与相同采样频率的视野成反比,这不利于临床医生分析较大的血管区域。在本文中,我们提出了一个新型的基于稀疏的域适应超分辨率网络(SASR),以重建现实的6x6 mm2/低分辨率/低分辨率(LR)八八粒图像,以重建高分辨率(HR)表示。更具体地说,我们首先对3x3 mm2/高分辨率(HR)图像进行简单降解,以获得合成的LR图像。然后,采用一种有效的注册方法在6x6 mm2图像中以其相应的3x3 mm2图像区域注册合成LR,以获得裁切的逼真的LR图像。然后,我们提出了一个多级超分辨率模型,用于对合成数据进行全面监督的重建,从而通过生成的对流策略指导现实的LR图像重建现实的LR图像,该策略允许合成和现实的LR图像可以在特征中统一。领域。最后,新型的稀疏边缘感知损失旨在动态优化容器边缘结构。在两个八八集中进行的广泛实验表明,我们的方法的性能优于最先进的超分辨率重建方法。此外,我们还研究了重建结果对视网膜结构分割的性能,这进一步验证了我们方法的有效性。
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可以使用超分辨率方法改善医学图像的空间分辨率。实际增强的超级分辨率生成对抗网络(Real-Esrgan)是最近用于产生较高分辨率图像的最新有效方法之一,给定较低分辨率的输入图像。在本文中,我们应用这种方法来增强2D MR图像的空间分辨率。在我们提出的方法中,我们稍微修改了从脑肿瘤分割挑战(BRATS)2018数据集中训练2D磁共振图像(MRI)的结构。通过计算SSIM(结构相似性指数量度),NRMSE(归一化根平方误),MAE(平均绝对误差)和VIF(视觉信息保真度)值,通过计算SSIM(结构相似性指数量度)进行定性和定量验证。
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医疗图像分割有助于计算机辅助诊断,手术和治疗。数字化组织载玻片图像用于分析和分段腺,核和其他生物标志物,这些标志物进一步用于计算机辅助医疗应用中。为此,许多研究人员开发了不同的神经网络来对组织学图像进行分割,主要是这些网络基于编码器编码器体系结构,并且还利用了复杂的注意力模块或变压器。但是,这些网络不太准确地捕获相关的本地和全局特征,并在多个尺度下具有准确的边界检测,因此,我们提出了一个编码器折叠网络,快速注意模块和多损耗函数(二进制交叉熵(BCE)损失的组合) ,焦点损失和骰子损失)。我们在两个公开可用数据集上评估了我们提出的网络的概括能力,用于医疗图像分割Monuseg和Glas,并胜过最先进的网络,在Monuseg数据集上提高了1.99%的提高,而GLAS数据集则提高了7.15%。实施代码可在此链接上获得:https://bit.ly/histoseg
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Low-field (LF) MRI scanners have the power to revolutionize medical imaging by providing a portable and cheaper alternative to high-field MRI scanners. However, such scanners are usually significantly noisier and lower quality than their high-field counterparts. The aim of this paper is to improve the SNR and overall image quality of low-field MRI scans to improve diagnostic capability. To address this issue, we propose a Nested U-Net neural network architecture super-resolution algorithm that outperforms previously suggested deep learning methods with an average PSNR of 78.83 and SSIM of 0.9551. We tested our network on artificial noisy downsampled synthetic data from a major T1 weighted MRI image dataset called the T1-mix dataset. One board-certified radiologist scored 25 images on the Likert scale (1-5) assessing overall image quality, anatomical structure, and diagnostic confidence across our architecture and other published works (SR DenseNet, Generator Block, SRCNN, etc.). We also introduce a new type of loss function called natural log mean squared error (NLMSE). In conclusion, we present a more accurate deep learning method for single image super-resolution applied to synthetic low-field MRI via a Nested U-Net architecture.
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在医学图像分割任务中,脑肿瘤分割仍然是一个挑战。随着变压器在各种计算机视觉任务中的应用,变压器块显示了在全球空间中学习长距离依赖性的能力,这是与CNN互补的。在本文中,我们提出了一个新型的基于变压器的生成对抗网络,以自动分割具有多模式MRI的脑肿瘤。我们的架构由一个发电机和一个歧视器组成,这些发电机和歧视器接受了最小游戏进度的培训。发电机基于典型的“ U形”编码器架构,其底层由带有Resnet的变压器块组成。此外,发电机还接受了深度监督技术的培训。我们设计的鉴别器是一个基于CNN的网络,具有多尺度$ L_ {1} $损失,事实证明,这对于医学语义图像分割是有效的。为了验证我们方法的有效性,我们对BRATS2015数据集进行了实验,比以前的最新方法实现了可比或更好的性能。
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光学相干断层扫描(OCT)是未侵入性且易于出现的生物标志物(视网膜层的厚度(可在OCT扫描中可检测到的)),以诊断阿尔茨海默氏病(AD)。这项工作旨在自动细分OCT图像。但是,由于各种问题,例如斑点噪声,小目标区域和不利的成像条件,这是一项具有挑战性的任务。在我们以前的工作中,我们提出了多阶段和多歧视性生成对抗网络(Multisdgan),以在高分辨率分段标签中翻译OCT扫描。在这项调查中,我们旨在评估和比较渠道和空间关注的各种组合与多根式体系结构,以通过捕获丰富的上下文关系以提高细分性能来提取更强大的特征图。此外,我们开发并评估了一个引导的MUTLI阶段注意力框架,在该框架中,我们通过在专门设计的二进制掩码和生成的注意力图之间强迫L-1损失来结合引导的注意机制。我们的消融研究结果在五倍交叉验证(5-CV)中的WVU-OCT数据集结果表明,具有串行注意模块的拟议的多键型提供了最有竞争力的性能,并指导二进制蒙版的空间注意力图。进一步提高了我们提出的网络中的性能。将基线模型与添加指导性注意事项进行比较,我们的结果表明,骰子系数和SSIM的相对改善分别为21.44%和19.45%。
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图像超分辨率(SR)是重要的图像处理方法之一,可改善计算机视野领域的图像分辨率。在过去的二十年中,在超级分辨率领域取得了重大进展,尤其是通过使用深度学习方法。这项调查是为了在深度学习的角度进行详细的调查,对单像超分辨率的最新进展进行详细的调查,同时还将告知图像超分辨率的初始经典方法。该调查将图像SR方法分类为四个类别,即经典方法,基于学习的方法,无监督学习的方法和特定领域的SR方法。我们还介绍了SR的问题,以提供有关图像质量指标,可用参考数据集和SR挑战的直觉。使用参考数据集评估基于深度学习的方法。一些审查的最先进的图像SR方法包括增强的深SR网络(EDSR),周期循环gan(Cincgan),多尺度残留网络(MSRN),Meta残留密度网络(META-RDN) ,反复反射网络(RBPN),二阶注意网络(SAN),SR反馈网络(SRFBN)和基于小波的残留注意网络(WRAN)。最后,这项调查以研究人员将解决SR的未来方向和趋势和开放问题的未来方向和趋势。
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Accurate segmentation of live cell images has broad applications in clinical and research contexts. Deep learning methods have been able to perform cell segmentations with high accuracy; however developing machine learning models to do this requires access to high fidelity images of live cells. This is often not available due to resource constraints like limited accessibility to high performance microscopes or due to the nature of the studied organisms. Segmentation on low resolution images of live cells is a difficult task. This paper proposes a method to perform live cell segmentation with low resolution images by performing super-resolution as a pre-processing step in the segmentation pipeline.
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医疗图像分类是图像识别领域中最关键的问题之一。该领域的主要挑战之一是缺乏标记的培训数据。此外,数据集通常会出现类不平衡,因为某些情况很少发生。结果,分类任务的准确性通常很低。特别是深度学习模型,在图像细分和分类问题上显示出令人鼓舞的结果,但它们需要很大的数据集进行培训。因此,需要从相同分布中生成更多的合成样品。先前的工作表明,特征生成更有效,并且比相应的图像生成更高。我们将此想法应用于医学成像领域。我们使用转移学习来训练针对金标准班级注释的小数据集的细分模型。我们提取了学习的功能,并使用它们使用辅助分类器GAN(ACGAN)来生成在类标签上进行调节的合成特征。我们根据其严重程度测试了下游分类任务中生成特征的质量。实验结果表明,这些生成特征的有效性及其对平衡数据和提高分类类别的准确性的总体贡献的结果有希望的结果。
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Image segmentation is a key topic in image processing and computer vision with applications such as scene understanding, medical image analysis, robotic perception, video surveillance, augmented reality, and image compression, among many others. Various algorithms for image segmentation have been developed in the literature. Recently, due to the success of deep learning models in a wide range of vision applications, there has been a substantial amount of works aimed at developing image segmentation approaches using deep learning models. In this survey, we provide a comprehensive review of the literature at the time of this writing, covering a broad spectrum of pioneering works for semantic and instance-level segmentation, including fully convolutional pixel-labeling networks, encoder-decoder architectures, multi-scale and pyramid based approaches, recurrent networks, visual attention models, and generative models in adversarial settings. We investigate the similarity, strengths and challenges of these deep learning models, examine the most widely used datasets, report performances, and discuss promising future research directions in this area.
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Deep learning has made a breakthrough in medical image segmentation in recent years due to its ability to extract high-level features without the need for prior knowledge. In this context, U-Net is one of the most advanced medical image segmentation models, with promising results in mammography. Despite its excellent overall performance in segmenting multimodal medical images, the traditional U-Net structure appears to be inadequate in various ways. There are certain U-Net design modifications, such as MultiResUNet, Connected-UNets, and AU-Net, that have improved overall performance in areas where the conventional U-Net architecture appears to be deficient. Following the success of UNet and its variants, we have presented two enhanced versions of the Connected-UNets architecture: ConnectedUNets+ and ConnectedUNets++. In ConnectedUNets+, we have replaced the simple skip connections of Connected-UNets architecture with residual skip connections, while in ConnectedUNets++, we have modified the encoder-decoder structure along with employing residual skip connections. We have evaluated our proposed architectures on two publicly available datasets, the Curated Breast Imaging Subset of Digital Database for Screening Mammography (CBIS-DDSM) and INbreast.
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单个图像超分辨率(SISR)是一个不良问题,旨在获得从低分辨率(LR)输入的高分辨率(HR)输出,在此期间应该添加额外的高频信息以改善感知质量。现有的SISR工作主要通过最小化平均平方重建误差来在空间域中运行。尽管高峰峰值信噪比(PSNR)结果,但难以确定模型是否正确地添加所需的高频细节。提出了一些基于基于残余的结构,以指导模型暗示高频率特征。然而,由于空间域度量的解释是有限的,如何验证这些人为细节的保真度仍然是一个问题。在本文中,我们提出了频率域视角来的直观管道,解决了这个问题。由现有频域的工作启发,我们将图像转换为离散余弦变换(DCT)块,然后改革它们以获取DCT功能映射,它用作我们模型的输入和目标。设计了专门的管道,我们进一步提出了符合频域任务的性质的频率损失功能。我们的SISR方法在频域中可以明确地学习高频信息,为SR图像提供保真度和良好的感知质量。我们进一步观察到我们的模型可以与其他空间超分辨率模型合并,以提高原始SR输出的质量。
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面部超分辨率方法的性能依赖于它们有效地收回面部结构和突出特征的能力。尽管卷积神经网络和基于生成的对抗网络的方法在面对幻觉任务中提供令人印象深刻的性能,但使用与低分辨率图像相关的属性来提高性能的能力是不令人满意的。在本文中,我们提出了一种属性引导的注意力发生抗体网络,该受体对抗网络采用新的属性引导的注意力(AGA)模块来识别和聚焦图像中各种面部特征的生成过程。堆叠多个AGA模块可以恢复高电平的高级面部结构。我们设计鉴别者来学习利用高分辨率图像与其相应的面部属性注释之间关系的鉴别特征。然后,我们探索基于U-Net的架构来改进现有预测并综合进一步的面部细节。跨越几个指标的广泛实验表明,我们的AGA-GaN和Aga-GaN + U-Net框架优于其他几种最先进的幻觉的方法。我们还演示了我们的方法的可行性,当每个属性描述符未知并因此建立其在真实情景中的应用程序时。
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Recent research on super-resolution has progressed with the development of deep convolutional neural networks (DCNN). In particular, residual learning techniques exhibit improved performance. In this paper, we develop an enhanced deep super-resolution network (EDSR) with performance exceeding those of current state-of-the-art SR methods. The significant performance improvement of our model is due to optimization by removing unnecessary modules in conventional residual networks. The performance is further improved by expanding the model size while we stabilize the training procedure. We also propose a new multi-scale deep super-resolution system (MDSR) and training method, which can reconstruct high-resolution images of different upscaling factors in a single model. The proposed methods show superior performance over the state-of-the-art methods on benchmark datasets and prove its excellence by winning the NTIRE2017 Super-Resolution Challenge [26].
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单个图像超分辨率(SISR)是一个非常活跃的研究领域。本文通过使用带有双鉴别器的GaN的方法来解决SISR,并将其与注意机制合并。实验结果表明,与其他传统方法相比,GDCA可以产生更尖锐和高令人愉悦的图像。
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盲目图像超分辨率(SR)是CV的长期任务,旨在恢复患有未知和复杂扭曲的低分辨率图像。最近的工作主要集中在采用更复杂的退化模型来模拟真实世界的降级。由此产生的模型在感知损失和产量感知令人信服的结果取得了突破性。然而,电流生成的对抗性网络结构所带来的限制仍然是显着的:处理像素同样地导致图像的结构特征的无知,并且导致性能缺点,例如扭曲线和背景过度锐化或模糊。在本文中,我们提出了A-ESRAN,用于盲人SR任务的GAN模型,其特色是基于U-NET的U-NET的多尺度鉴别器,可以与其他发电机无缝集成。据我们所知,这是第一项介绍U-Net结构作为GaN解决盲人问题的鉴别者的工作。本文还给出了对模型的多规模注意力突破的机制的解释。通过对现有作品的比较实验,我们的模型在非参考自然图像质量评估员度量上提出了最先进的水平性能。我们的消融研究表明,利用我们的鉴别器,基于RRDB的发电机可以利用多种尺度中图像的结构特征,因此与先前作品相比,更加感知地产生了感知的高分辨率图像。
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Because of the necessity to obtain high-quality images with minimal radiation doses, such as in low-field magnetic resonance imaging, super-resolution reconstruction in medical imaging has become more popular (MRI). However, due to the complexity and high aesthetic requirements of medical imaging, image super-resolution reconstruction remains a difficult challenge. In this paper, we offer a deep learning-based strategy for reconstructing medical images from low resolutions utilizing Transformer and Generative Adversarial Networks (T-GAN). The integrated system can extract more precise texture information and focus more on important locations through global image matching after successfully inserting Transformer into the generative adversarial network for picture reconstruction. Furthermore, we weighted the combination of content loss, adversarial loss, and adversarial feature loss as the final multi-task loss function during the training of our proposed model T-GAN. In comparison to established measures like PSNR and SSIM, our suggested T-GAN achieves optimal performance and recovers more texture features in super-resolution reconstruction of MRI scanned images of the knees and belly.
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随着深度学习方法的进步,如深度卷积神经网络,残余神经网络,对抗网络的进步。 U-Net架构最广泛利用生物医学图像分割,以解决目标区域或子区域的识别和检测的自动化。在最近的研究中,基于U-Net的方法在不同应用中显示了最先进的性能,以便在脑肿瘤,肺癌,阿尔茨海默,乳腺癌等疾病的早期诊断和治疗中发育计算机辅助诊断系统等,使用各种方式。本文通过描述U-Net框架来提出这些方法的成功,然后通过执行1)型号的U-Net变体进行综合分析,2)模特内分类,建立更好的见解相关的挑战和解决方案。此外,本文还强调了基于U-Net框架在持续的大流行病,严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-COV-2)中的贡献也称为Covid-19。最后,分析了这些U-Net变体的优点和相似性以及生物医学图像分割所涉及的挑战,以发现该领域的未来未来的研究方向。
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在没有人为干预的图像自动色彩上是在机器学习界的兴趣中的一个短暂的时间。分配颜色到图像是一个非常令人虐待的问题,因为它具有非常高的自由度的先天性;给定图像,通常没有单一的颜色组合是正确的。除了着色之外,图像重建中的另一个问题是单图像超分辨率,其旨在将低分辨率图像转换为更高的分辨率。该研究旨在通过专注于图像的非常特定的图像,即天文图像,并使用生成的对抗网络(GAN)来提供自动化方法。我们探索两种不同颜色空间,RGB和L * A *中各种型号的使用。我们使用传输学习,由于小数据集,使用预先训练的Reset-18作为骨干,即U-Net的编码器,进一步微调。该模型产生视觉上有吸引力的图像,其在原始图像中不存在的这些结果中呈现的高分辨率高分辨率,着色数据。我们通过使用所有通道的每个颜色空间中的距离度量(例如L1距离和L2距离)评估GAN来提供我们的结果,以提供比较分析。我们使用Frechet Inception距离(FID)将生成的图像的分布与实际图像的分布进行比较,以评估模型的性能。
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