本文選題：眼底圖像 + 血管分割　； 參考：《深圳大學》2017年碩士論文

【摘要】：眼底疾病種類繁多,如發(fā)病率較高的白內(nèi)障、青光眼、老年黃斑變性、糖尿病視網(wǎng)膜病變,是四大致盲誘因,危害十分嚴重。同時,眼底是人體唯一能夠直接觀察到血管的部位,眼底疾病也能夠反映身體的其它疾病,如糖尿病視網(wǎng)膜病變等。眼底圖像是目前診斷眼底疾病的主要方式。而眼底圖像血管分割則是疾病定量分析的必要步驟。目前,性能最優(yōu)異的眼底圖像血管分割方法屬于監(jiān)督方法,此類方法需要人工設(shè)計特征,這十分依賴設(shè)計者的經(jīng)驗,而且其算法參數(shù)的優(yōu)化需要耗費大量的時間。而近年來,得益于能夠自動提取特征和優(yōu)化算法參數(shù)的技術(shù)特點,深度學習在圖像處理、語音識別等方面取得了突破性的應用成果。因此,本課題圍繞深度學習在眼底圖像血管分割中的應用展開研究。本課題一共研究了兩類基于深度學習的眼底圖像血管分割方法,分別是基于塊的圖像分割方法和端到端的圖像分割方法。這些方法都有很強的特征提取能力,且其模型在訓練過程中也能自主進行模型參數(shù)的優(yōu)化。其中,基于塊的圖像分割方法首次實現(xiàn)了輸入圖像塊,輸出其對應的標簽概率圖;端到端的圖像分割方法首次實現(xiàn)了輸入原始眼底圖像,直接輸出其對應的整體的標簽概率圖。本文提出的四種圖像分割方法能夠進行特征自動提取和參數(shù)自主優(yōu)化、且算法的準確性和速度相比以往方法有較大提高。在DRIVE、STARE和CHASE這三大眼底圖像數(shù)據(jù)庫上,各個方法的靈敏度(Sensitivity,Se)、特異性(Specificity,Sp)和準確性(Accuracy,ACC)都達到了世界先進水平。其中,端到端的圖像分割方法在DRIVE和CHASE數(shù)據(jù)庫上的分割性能已經(jīng)達到專家水平,而且此類方法的分割的速度相比以往有質(zhì)的提高,在目前實驗室硬件條件下,本課題采用四分之一型網(wǎng)絡(luò)模型分割一張DRIVE數(shù)據(jù)庫中的眼底圖像耗時僅0.25s。從基于塊的圖像分割方法到端到端的圖像分割方法,本課題從不同層面提出了多種眼底圖像血管分割方法。這些圖像分割方法性能優(yōu)異,應用方便,在整個圖像分割領(lǐng)域都有重要的推廣價值和科研意義。
[Abstract]:There are many kinds of fundus diseases, such as cataract with high incidence, glaucoma, senile macular degeneration and diabetic retinopathy. At the same time, fundus is the only place where blood vessels can be observed directly. Fundus diseases can also reflect other diseases of the body, such as diabetic retinopathy. Fundus image is the main way to diagnose fundus disease. Vascular segmentation of ocular fundus image is a necessary step in quantitative analysis of disease. At present, the best method of eyeground image blood vessel segmentation belongs to the supervised method, which requires artificial design features, which depends on the designer's experience, and the optimization of algorithm parameters takes a lot of time. In recent years, thanks to the technical features of automatic feature extraction and optimization of algorithm parameters, deep learning has achieved a breakthrough in image processing and speech recognition. Therefore, this paper focuses on the application of depth learning in ocular fundus image vascular segmentation. In this paper, two kinds of image segmentation methods based on depth learning, block based image segmentation and end-to-end image segmentation, are studied. These methods have strong ability of feature extraction, and their models can be optimized by themselves during the training process. Among them, the block-based image segmentation method implements the input image block for the first time, outputs the corresponding tag probability map, and the end-to-end image segmentation method implements the input original fundus image for the first time, directly outputs its corresponding overall tag probability map. The four image segmentation methods proposed in this paper can extract features automatically and optimize parameters autonomously, and the accuracy and speed of the algorithm are greatly improved compared with the previous methods. The sensitivity, specificity and accuracy of each method have reached the advanced level of the world on the three fundus image databases: DRIVECESTARE and CHASE. Among them, the segmentation performance of end-to-end image segmentation methods in DRIVE and CHASE databases has reached the expert level, and the speed of this method is improved compared with the previous ones. In this paper, it takes only 0.25 s to segment the fundus image in a DRIVE database by using the model of 1/4 network. From block-based image segmentation to end-based image segmentation, this paper proposes a variety of eyeground image vascular segmentation methods from different levels. These image segmentation methods have excellent performance and convenient application, and have important value and scientific significance in the whole field of image segmentation.
【學位授予單位】：深圳大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R770.4;TP391.41

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本文編號：1916912