基于多級(jí)聯(lián)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和條件隨機(jī)場(chǎng)的腦腫瘤分割研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-18 18:45
近年來(lái),腦部腫瘤分割成為醫(yī)學(xué)圖像處理研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題。腦部腫瘤是神經(jīng)系統(tǒng)的常見(jiàn)疾病之一,對(duì)人體健康極為有害,其致死、致殘率極高。其中膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)常見(jiàn)的惡性原發(fā)腫瘤,占所有腦瘤的50%左右。膠質(zhì)瘤分為低級(jí)別膠質(zhì)瘤(Low-grade glioma,LGG)和高級(jí)別膠質(zhì)瘤(High-grade glioma,HGG),進(jìn)化為HGG的患者的平均預(yù)期壽命為兩年左右。因此,需要早發(fā)現(xiàn)早治療,才能有效地降低膠質(zhì)瘤對(duì)人體的傷害,F(xiàn)有的成像技術(shù)包括MRI(Magnetic resonance imaging)、CT(Computed tomography)和PET(Positron emission tomography)等,由于MRI獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),因此成為了腦腫瘤診斷和治療的主要成像方式。目前,已有許多研究者提出了高效的膠質(zhì)瘤MR圖像分割算法,但由于其侵潤(rùn)生長(zhǎng)、邊界模糊的特性,使得膠質(zhì)瘤的精確分割非常困難。為了有效地對(duì)腦膠質(zhì)瘤進(jìn)行精確分割,本文采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Convolutional neural networks,CNNs)和條件隨機(jī)場(chǎng)(Conditional random field...
【文章來(lái)源】:湘潭大學(xué)湖南省
【文章頁(yè)數(shù)】:56 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【圖文】:
膠質(zhì)瘤的四種MRI模態(tài)
少的參數(shù)和更深的結(jié)構(gòu)來(lái)學(xué)習(xí)有用的特征,從而實(shí)現(xiàn)任務(wù)準(zhǔn)確絡(luò)(Artificialneuralnetwork,ANN),由單層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到多深度學(xué)習(xí)。深度學(xué)習(xí)能夠更好地解決復(fù)雜函數(shù)建模困難的問(wèn)其表征和泛化能力也更為強(qiáng)大。近幾年,由于大數(shù)據(jù)的涌現(xiàn)發(fā)展,解決了深度學(xué)習(xí)所需要的大量數(shù)據(jù)以及計(jì)算、存儲(chǔ)等習(xí)在諸多領(lǐng)域取得了突破發(fā)展。目前,深度學(xué)習(xí)典型的模型度信念網(wǎng)絡(luò)(Deepbeliefnetwork,DBN)、自編碼器(Auto-enc(Boltzmann machine, BM)等。網(wǎng)絡(luò)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是受動(dòng)物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的啟發(fā)而建立的某種數(shù)學(xué)模型,在經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Neuralnetwork,NN)[38]。該網(wǎng)絡(luò)由大量的神經(jīng)元相互元的輸出都會(huì)作為下一層神經(jīng)元的輸入,其中每?jī)蓚(gè)神經(jīng)元個(gè)權(quán)重,網(wǎng)絡(luò)的輸出會(huì)根據(jù)神經(jīng)元之間的連接方式、權(quán)重值有所不同。圖 2.1 展示了一個(gè)基本的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。
典的網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行介紹。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本組成層感知器的不斷演變最終形成了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),它主要由以下幾部分、卷積層、激活函數(shù)、池化層、全連接層和輸出層[41]。入層:網(wǎng)絡(luò)的輸入通常是一個(gè)多通道的圖像數(shù)據(jù),可以是完整的圖像一部分。積層:卷積是一種常見(jiàn)的線性運(yùn)算,通過(guò)卷積操作,可以增強(qiáng)原始圖,得到從一般特征到抽象特征再到更高級(jí)的特征描述,從而提取出有像信息。一般來(lái)說(shuō),一個(gè)卷積核對(duì)應(yīng)提取一個(gè)特征。每個(gè)卷積核與輸積操作,都能得到一組特征圖,也稱為特征映射,使用不同的卷積核不同特征的特征圖,如圖像輪廓、邊緣、灰度等特征。因此,我們通積核的方式來(lái)獲取更加豐富的圖像特征。卷積操作過(guò)程如圖 2.2 所示
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]結(jié)合深度學(xué)習(xí)與條件隨機(jī)場(chǎng)的遙感圖像分類[J]. 夏夢(mèng),曹國(guó),汪光亞,尚巖峰. 中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào). 2017(09)
[2]多模態(tài)磁共振成像在腦膠質(zhì)瘤鑒別診斷的應(yīng)用[J]. 熊赤,牛朝詩(shī). 立體定向和功能性神經(jīng)外科雜志. 2013(01)
[3]重視腦轉(zhuǎn)移瘤的多學(xué)科協(xié)作處理[J]. 陳忠平,賽克. 中國(guó)神經(jīng)腫瘤雜志. 2010(03)
[4]一種優(yōu)化的用于中文分詞的CRF機(jī)器學(xué)習(xí)模型[J]. 王靖,徐向陽(yáng),符蓉. 微計(jì)算機(jī)信息. 2010(12)
博士論文
[1]MRI圖像的腦腫瘤分割方法研究[D]. 鄧萬(wàn)凱.華中科技大學(xué) 2011
本文編號(hào):3088756
【文章來(lái)源】:湘潭大學(xué)湖南省
【文章頁(yè)數(shù)】:56 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【圖文】:
膠質(zhì)瘤的四種MRI模態(tài)
少的參數(shù)和更深的結(jié)構(gòu)來(lái)學(xué)習(xí)有用的特征,從而實(shí)現(xiàn)任務(wù)準(zhǔn)確絡(luò)(Artificialneuralnetwork,ANN),由單層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到多深度學(xué)習(xí)。深度學(xué)習(xí)能夠更好地解決復(fù)雜函數(shù)建模困難的問(wèn)其表征和泛化能力也更為強(qiáng)大。近幾年,由于大數(shù)據(jù)的涌現(xiàn)發(fā)展,解決了深度學(xué)習(xí)所需要的大量數(shù)據(jù)以及計(jì)算、存儲(chǔ)等習(xí)在諸多領(lǐng)域取得了突破發(fā)展。目前,深度學(xué)習(xí)典型的模型度信念網(wǎng)絡(luò)(Deepbeliefnetwork,DBN)、自編碼器(Auto-enc(Boltzmann machine, BM)等。網(wǎng)絡(luò)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是受動(dòng)物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的啟發(fā)而建立的某種數(shù)學(xué)模型,在經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Neuralnetwork,NN)[38]。該網(wǎng)絡(luò)由大量的神經(jīng)元相互元的輸出都會(huì)作為下一層神經(jīng)元的輸入,其中每?jī)蓚(gè)神經(jīng)元個(gè)權(quán)重,網(wǎng)絡(luò)的輸出會(huì)根據(jù)神經(jīng)元之間的連接方式、權(quán)重值有所不同。圖 2.1 展示了一個(gè)基本的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。
典的網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行介紹。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本組成層感知器的不斷演變最終形成了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),它主要由以下幾部分、卷積層、激活函數(shù)、池化層、全連接層和輸出層[41]。入層:網(wǎng)絡(luò)的輸入通常是一個(gè)多通道的圖像數(shù)據(jù),可以是完整的圖像一部分。積層:卷積是一種常見(jiàn)的線性運(yùn)算,通過(guò)卷積操作,可以增強(qiáng)原始圖,得到從一般特征到抽象特征再到更高級(jí)的特征描述,從而提取出有像信息。一般來(lái)說(shuō),一個(gè)卷積核對(duì)應(yīng)提取一個(gè)特征。每個(gè)卷積核與輸積操作,都能得到一組特征圖,也稱為特征映射,使用不同的卷積核不同特征的特征圖,如圖像輪廓、邊緣、灰度等特征。因此,我們通積核的方式來(lái)獲取更加豐富的圖像特征。卷積操作過(guò)程如圖 2.2 所示
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]結(jié)合深度學(xué)習(xí)與條件隨機(jī)場(chǎng)的遙感圖像分類[J]. 夏夢(mèng),曹國(guó),汪光亞,尚巖峰. 中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào). 2017(09)
[2]多模態(tài)磁共振成像在腦膠質(zhì)瘤鑒別診斷的應(yīng)用[J]. 熊赤,牛朝詩(shī). 立體定向和功能性神經(jīng)外科雜志. 2013(01)
[3]重視腦轉(zhuǎn)移瘤的多學(xué)科協(xié)作處理[J]. 陳忠平,賽克. 中國(guó)神經(jīng)腫瘤雜志. 2010(03)
[4]一種優(yōu)化的用于中文分詞的CRF機(jī)器學(xué)習(xí)模型[J]. 王靖,徐向陽(yáng),符蓉. 微計(jì)算機(jī)信息. 2010(12)
博士論文
[1]MRI圖像的腦腫瘤分割方法研究[D]. 鄧萬(wàn)凱.華中科技大學(xué) 2011
本文編號(hào):3088756
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