人工智能（AI），机器学习和深度学习（DL）方法在生物医学图像分析领域变得越来越重要。但是，为了利用此类方法的全部潜力，需要作为训练数据代表数量的实验获得的图像，其中包含大量手动注释对象。在这里，我们将语法（合成数据）介绍为一种新的方法，用于生成合成，光现实和高度复杂的生物医学图像作为DL系统的训练数据。我们在组织学切片中的肌肉纤维和结缔组织分析的背景下显示了方法的多功能性。我们证明，可以在以前看不见的现实世界数据上执行强大和专家级的细分任务，而无需仅使用合成训练数据进行手动注释。作为一种完全参数技术，我们的方法为生成对抗网络（GAN）构成了可解释的可控替代方案，并且有可能在显微镜及其他地区的各种生物医学应用中显着加速定量图像分析。

深度学习对组织病理学整体幻灯片图像（WSIS）的应用持有提高诊断效率和再现性，但主要取决于写入计算机代码或购买商业解决方案的能力。我们介绍了一种使用自由使用，开源软件（Qupath，DeepMib和Spenthology）的无代码管道，用于创建和部署基于深度学习的分段模型，以进行计算病理学。我们展示了从结肠粘膜中分离上皮的用例的管道。通过使用管道的主动学习开发，包括140苏木蛋白 - 曙红（HE） - 染色的WSI（HE）-SIN（HE）-SIOS和111个CD3免疫染色体活检WSIS的数据集。在36人的持有试验组上，21个CD3染色的WSIS在上皮细分上实现了96.6％的平均交叉口96.6％和95.3％。我们展示了病理学家级分割准确性和临床可接受的运行时间绩效，并显示了没有编程经验的病理学家可以仅使用自由使用软件为组织病理WSIS创建近最先进的分段解决方案。该研究进一步展示了开源解决方案的强度在其创建普遍的开放管道的能力中，其中培训的模型和预测可以无缝地以开放格式导出，从而在外部解决方案中使用。所有脚本，培训的型号，视频教程和251个WSI的完整数据集在https://github.com/andreped/nocodeSeg中公开可用，以加速在该领域的研究。

我们提出了一种新颖的方法，该方法将基于机器学习的交互式图像分割结合在一起，使用Supersoxels与聚类方法结合了用于自动识别大型数据集中类似颜色的图像的聚类方法，从而使分类器的指导重复使用。我们的方法解决了普遍的颜色可变性的问题，并且在生物学和医学图像中通常不可避免，这通常会导致分割恶化和量化精度，从而大大降低了必要的训练工作。效率的这种提高促进了大量图像的量化，从而为高通量成像中的最新技术进步提供了交互式图像分析。所呈现的方法几乎适用于任何图像类型，并代表通常用于图像分析任务的有用工具。

我们展示DeepFlash2，深入学习解决方案，促进了通过多专家注释和综合质量保证的暧昧生物模糊的客观和可靠的分割。因此，DeepFlash2解决了在生物影像体中训练，评估和应用期间出现的典型挑战。该工具嵌入在易于使用的图形用户界面中，并在经济使用计算资源下为语义和实例分段提供一流的预测性能。

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。

语义图像分割是手术中的背景知识和自治机器人的重要前提。本领域的状态专注于在微创手术期间获得的传统RGB视频数据，但基于光谱成像数据的全景语义分割并在开放手术期间获得几乎没有注意到日期。为了解决文献中的这种差距，我们正在研究基于在开放手术环境中获得的猪的高光谱成像（HSI）数据的以下研究问题：（1）基于神经网络的HSI数据的充分表示是完全自动化的器官分割，尤其是关于数据的空间粒度（像素与Superpixels与Patches与完整图像）的空间粒度？ （2）在执行语义器官分割时，是否有利用HSI数据使用HSI数据，即RGB数据和处理的HSI数据（例如氧合等组织参数）？根据基于20猪的506个HSI图像的全面验证研究，共注释了19个类，基于深度的学习的分割性能 - 贯穿模态 - 与输入数据的空间上下文一致。未处理的HSI数据提供优于RGB数据或来自摄像机提供商的处理数据，其中优势随着输入到神经网络的输入的尺寸而增加。最大性能（应用于整个图像的HSI）产生了0.89（标准偏差（SD）0.04）的平均骰子相似度系数（DSC），其在帧间间变异性（DSC为0.89（SD 0.07）的范围内。我们得出结论，HSI可以成为全自动手术场景理解的强大的图像模型，其具有传统成像的许多优点，包括恢复额外功能组织信息的能力。

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.

对从FFPE组织块制备的载玻片上切割的染色组织的光学显微镜检查是组织诊断的金标准。此外，任何病理学家的诊断能力和专业知识都取决于他们在常见和稀有变体形态上的直接经验。最近，深度学习方法已被用来成功显示此类任务的高度准确性。但是，获得专家级注释的图像是一项昂贵且耗时的任务，人为合成的组织学图像可能会非常有益。在这里，我们提出了一种方法，不仅可以生成组织学图像，从而重现普通疾病的诊断形态特征，而且还提供了产生新的和罕见形态的用户能力。我们的方法涉及开发一种生成的对抗网络模型，该模型综合了由类标签约束的病理图像。我们研究了该框架合成现实的前列腺和结肠组织图像的能力，并评估了这些图像在增强机器学习方法的诊断能力以及通过一组经验丰富的解剖病理学家的可用性方面的实用性。我们的框架生成的合成数据在训练深度学习模型中进行了类似于实际数据进行诊断。病理学家无法区分真实图像和合成图像，并显示出相似的前列腺癌分级的观察者间一致性。我们扩展了从结肠活检中显着复杂图像的方法，并表明也可以再现了此类组织中的复杂微环境。最后，我们介绍了用户通过简单的语义标签标记来生成深层组织学图像的能力。

数据分析方法的组合，提高计算能力和改进的传感器可以实现定量颗粒状，基于细胞的分析。我们描述了与组织解释和调查AI方法有关的丰富应用挑战集，目前用于应对这些挑战。我们专注于一类针对性的人体组织分析 - 组织病理学 - 旨在定量表征疾病状态，患者结果预测和治疗转向。

本文介绍了基于仅使用合成数据训练的深卷积神经网络的人体部位分割的新框架。该方法实现了尖端的结果，而无需培训具有人体部位的真实注释数据的模型。我们的贡献包括数据生成管道，该管道利用游戏引擎来创建用于训练网络的合成数据，以及一种结合边缘响应映射和自适应直方图均衡的新型预处理模块，以指导网络来学习网络人体部位的形状确保对照明条件的变化的稳健性。为了选择最佳候选架构，我们对真正的人体四肢的手动注释图像进行详尽的测试。我们进一步将我们的方法与若干高端商业分割工具进行了对体零分割任务的几个。结果表明，我们的方法通过显着的余量优于其他模型。最后，我们展示了一个消融研究来验证我们的预处理模块。通过本文，我们释放了所提出的方法以及所获取的数据集的实现。

Background: Image analysis applications in digital pathology include various methods for segmenting regions of interest. Their identification is one of the most complex steps, and therefore of great interest for the study of robust methods that do not necessarily rely on a machine learning (ML) approach. Method: A fully automatic and optimized segmentation process for different datasets is a prerequisite for classifying and diagnosing Indirect ImmunoFluorescence (IIF) raw data. This study describes a deterministic computational neuroscience approach for identifying cells and nuclei. It is far from the conventional neural network approach, but it is equivalent to their quantitative and qualitative performance, and it is also solid to adversative noise. The method is robust, based on formally correct functions, and does not suffer from tuning on specific data sets. Results: This work demonstrates the robustness of the method against the variability of parameters, such as image size, mode, and signal-to-noise ratio. We validated the method on two datasets (Neuroblastoma and NucleusSegData) using images annotated by independent medical doctors. Conclusions: The definition of deterministic and formally correct methods, from a functional to a structural point of view, guarantees the achievement of optimized and functionally correct results. The excellent performance of our deterministic method (NeuronalAlg) to segment cells and nuclei from fluorescence images was measured with quantitative indicators and compared with those achieved by three published ML approaches.

海洋生态系统及其鱼类栖息地越来越重要，因为它们在提供有价值的食物来源和保护效果方面的重要作用。由于它们的偏僻且难以接近自然，因此通常使用水下摄像头对海洋环境和鱼类栖息地进行监测。这些相机产生了大量数字数据，这些数据无法通过当前的手动处理方法有效地分析，这些方法涉及人类观察者。 DL是一种尖端的AI技术，在分析视觉数据时表现出了前所未有的性能。尽管它应用于无数领域，但仍在探索其在水下鱼类栖息地监测中的使用。在本文中，我们提供了一个涵盖DL的关键概念的教程，该教程可帮助读者了解对DL的工作原理的高级理解。该教程还解释了一个逐步的程序，讲述了如何为诸如水下鱼类监测等挑战性应用开发DL算法。此外，我们还提供了针对鱼类栖息地监测的关键深度学习技术的全面调查，包括分类，计数，定位和细分。此外，我们对水下鱼类数据集进行了公开调查，并比较水下鱼类监测域中的各种DL技术。我们还讨论了鱼类栖息地加工深度学习的新兴领域的一些挑战和机遇。本文是为了作为希望掌握对DL的高级了解，通过遵循我们的分步教程而为其应用开发的海洋科学家的教程，并了解如何发展其研究，以促进他们的研究。努力。同时，它适用于希望调查基于DL的最先进方法的计算机科学家，以进行鱼类栖息地监测。

Current state-of-the-art segmentation techniques for ocular images are critically dependent on large-scale annotated datasets, which are labor-intensive to gather and often raise privacy concerns. In this paper, we present a novel framework, called BiOcularGAN, capable of generating synthetic large-scale datasets of photorealistic (visible light and near-infrared) ocular images, together with corresponding segmentation labels to address these issues. At its core, the framework relies on a novel Dual-Branch StyleGAN2 (DB-StyleGAN2) model that facilitates bimodal image generation, and a Semantic Mask Generator (SMG) component that produces semantic annotations by exploiting latent features of the DB-StyleGAN2 model. We evaluate BiOcularGAN through extensive experiments across five diverse ocular datasets and analyze the effects of bimodal data generation on image quality and the produced annotations. Our experimental results show that BiOcularGAN is able to produce high-quality matching bimodal images and annotations (with minimal manual intervention) that can be used to train highly competitive (deep) segmentation models (in a privacy aware-manner) that perform well across multiple real-world datasets. The source code for the BiOcularGAN framework is publicly available at https://github.com/dariant/BiOcularGAN.

不工会是骨科诊所面临的针对技术困难和高成本拍摄骨间毛细血管面临的挑战之一。细分容器和填充毛细血管对于理解毛细血管生长遇到的障碍至关重要。但是，现有用于血管分割的数据集主要集中在人体的大血管上，缺乏标记的毛细管图像数据集极大地限制了血管分割和毛细血管填充的方法论开发和应用。在这里，我们提出了一个名为IFCIS-155的基准数据集，由155个2D毛细管图像组成，该图像具有分割边界和由生物医学专家注释的血管填充物，以及19个大型高分辨率3D 3D毛细管图像。为了获得更好的骨间毛细血管图像，我们利用最先进的免疫荧光成像技术来突出骨间毛细血管的丰富血管形态。我们进行全面的实验，以验证数据集和基准测试深度学习模型的有效性（\ eg UNET/UNET ++和修改后的UNET/UNET ++）。我们的工作提供了一个基准数据集，用于培训毛细管图像细分的深度学习模型，并为未来的毛细管研究提供了潜在的工具。 IFCIS-155数据集和代码均可在\ url {https://github.com/ncclabsustech/ifcis-55}上公开获得。

由于形态的相似性，皮肤肿瘤的组织学切片分化为个体亚型可能具有挑战性。最近，基于深度学习的方法证明了它们在这方面支持病理学家的潜力。但是，这些监督算法中的许多都需要大量的注释数据才能进行稳健开发。我们提供了一个公开可用的数据集，该数据集是七个不同的犬皮肤肿瘤的350张全滑图像，其中有13种组织学类别的12,424个多边形注释，包括7种皮肤肿瘤亚型。在评估者间实验中，我们显示了提供的标签的高稠度，尤其是对于肿瘤注释。我们通过训练深层神经网络来进一步验证数据集，以完成组织分割和肿瘤亚型分类的任务。我们的肿瘤尤其是0.7047的类平均Jaccard系数为0.7047，尤其是0.9044。对于分类，我们达到了0.9857的幻灯片级准确性。由于犬皮肤肿瘤对人肿瘤具有各种组织学同源性，因此该数据集的附加值不限于兽医病理学，而是扩展到更一般的应用领域。

组织分割是病理检查的主要主机，而手动描述则过于繁重。为了协助这一耗时和主观的手动步骤，研究人员已经设计了自动在病理图像中分割结构的方法。最近，自动化机器和基于深度学习的方法主导了组织分割研究。但是，大多数基于机器和深度学习的方法都是使用大量培训样本进行监督和开发的，其中PixelWise注释很昂贵，有时无法获得。本文通过将端到端的深层混合模型与有限的指标集成以获取准确的语义组织分割，从而引入了一种新颖的无监督学习范式。该约束旨在在计算优化函数期间集中深层混合模型的组成部分。这样做，可以大大减少当前无监督学习方法中常见的多余或空的班级问题。通过对公共和内部数据集的验证，拟议的深度约束高斯网络在组织细分方面取得了更好的性能（Wilcoxon签名级测试）更好的性能（平均骰子得分分别为0.737和0.735），具有改善与其他现有的无监督分割方法相比。此外，该方法与完全监督的U-NET相比，提出的方法具有相似的性能（P值> 0.05）。

深度神经网络在人类分析中已经普遍存在，增强了应用的性能，例如生物识别识别，动作识别以及人重新识别。但是，此类网络的性能通过可用的培训数据缩放。在人类分析中，对大规模数据集的需求构成了严重的挑战，因为数据收集乏味，廉价，昂贵，并且必须遵守数据保护法。当前的研究研究了\ textit {合成数据}的生成，作为在现场收集真实数据的有效且具有隐私性的替代方案。这项调查介绍了基本定义和方法，在生成和采用合成数据进行人类分析时必不可少。我们进行了一项调查，总结了当前的最新方法以及使用合成数据的主要好处。我们还提供了公开可用的合成数据集和生成模型的概述。最后，我们讨论了该领域的局限性以及开放研究问题。这项调查旨在为人类分析领域的研究人员和从业人员提供。

大脑的血管为人脑提供所需的营养和氧气。作为大脑血液供应的脆弱部分，小血管的病理可能会引起严重的问题，例如脑小血管疾病（CSVD）。还显示CSVD与神经变性有关，例如阿尔茨海默氏病。随着7个特斯拉MRI系统的发展，可以实现较高的空间图像分辨率，从而使大脑中非常小的血管描绘。非深度学习的方法进行血管分割的方法，例如，弗兰吉的血管增强，随后的阈值能够将培养基分割至大容器，但通常无法分割小血管。这些方法对小容器的敏感性可以通过广泛的参数调整或手动校正来提高，尽管使它们耗时，费力，并且对于较大的数据集而言是不可行的。本文提出了一个深度学习架构，以自动在7特斯拉3D飞行时间（TOF）磁共振血管造影（MRA）数据中自动分割小血管。该算法对仅11个受试者的小型半自动分段数据进行训练和评估；使用六个进行培训，两个进行验证，三个进行测试。基于U-NET多尺度监督的深度学习模型使用训练子集进行了训练，并以一种自我监督的方式使用变形 - 意识到的学习以改善概括性能。针对测试集对拟议的技术进行了定量和定性评估，并获得了80.44 $ \ pm $ 0.83的骰子得分。此外，将所提出的方法的结果与选定的手动分割区域（62.07结果骰子）进行了比较，并通过变形感知的学习显示出显着改善（18.98 \％）。

使用（半）自动显微镜生成的大规模电子显微镜（EM）数据集已成为EM中的标准。考虑到大量数据，对所有数据的手动分析都是不可行的，因此自动分析至关重要。自动分析的主要挑战包括分析和解释生物医学图像的注释，并与实现高通量相结合。在这里，我们回顾了自动计算机技术的最新最新技术以及分析细胞EM结构的主要挑战。关于EM数据的注释，分割和可扩展性，讨论了过去五年来开发的高级计算机视觉，深度学习和软件工具。自动图像采集和分析的集成将允许用纳米分辨率对毫米范围的数据集进行高通量分析。

The International Workshop on Reading Music Systems (WoRMS) is a workshop that tries to connect researchers who develop systems for reading music, such as in the field of Optical Music Recognition, with other researchers and practitioners that could benefit from such systems, like librarians or musicologists. The relevant topics of interest for the workshop include, but are not limited to: Music reading systems; Optical music recognition; Datasets and performance evaluation; Image processing on music scores; Writer identification; Authoring, editing, storing and presentation systems for music scores; Multi-modal systems; Novel input-methods for music to produce written music; Web-based Music Information Retrieval services; Applications and projects; Use-cases related to written music. These are the proceedings of the 3rd International Workshop on Reading Music Systems, held in Alicante on the 23rd of July 2021.