基于深度学习的医学图像分割(Medical Image Segmentation Using Deep Learning: A Survey)

Medical Image Segmentation Using Deep Learning: A Survey

基于深度学习的医学图像分割:一个调查
论文地址:https://arxiv.org/abs/2009.13120

摘要

  1. 文章不同与其他文章:
    a. 由粗到细进行分类(其他:分组详细介绍)
    b. 主要研究监督和弱监督学习方法

  2. 对监督学习方法,从三方面分析
    a. 主干网络的选择
    b. 网络模块的设计
    c. 损失函数的优化

  3. 对弱监督学习方法
    a. 数据增强
    b. 迁移学习
    c. 交互式分割
    基于深度学习的医学图像分割(Medical Image Segmentation Using Deep Learning: A Survey)_第1张图片

介绍

  • 医学图像分割的目的是使图像的解剖或病理结构变化更加清晰;由于诊断效率和准确性有很大的提高,它在计算机辅助诊断和智能医学中往往发挥着关键作用。

    流行的医学图像分割任务包括肝和肝肿瘤分割[1][2],脑和脑肿瘤分割[3][4],视盘分割[5][6],细胞分割[7][8],肺分割和肺结节[9][10],等。

    随着医学成像设备的发展和普及,x射线、计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)和超声已成为帮助临床医生诊断疾病、评估进展和计划医疗机构手术的四种重要图像辅助手段。

    在实际应用中,虽然这些成像方法有优点和缺点,但它们对人体不同部位的医学检查是有用的。

  • 为了帮助临床医生做出准确的诊断,有必要分割医学图像中的一些关键对象,并从分割后的区域中提取特征。

    早期的医学图像分割方法往往依赖于边缘检测、模板匹配技术、统计形状模型、主动轮廓和机器学习。

    虽然已经报道了大量的方法,并且在某些情况下是成功的,但由于特征表示的困难,图像分割仍然是计算机视觉领域最具挑战性的课题之一。

    特别是,从医学图像中提取鉴别特征比正常的RGB图像更困难,因为医学图像往往存在模糊、噪声、低对比度等问题。

    由于深度学习技术[18]的快速发展,医学图像分割将不再需要手工制作的特征和卷积神经网络(CNN),成功地实现了图像的层次特征表示,从而成为图像处理和计算机视觉中最热门的研究课题。

    由于用于特征学习的cnn对图像噪声、模糊、对比度等不敏感,它们为医学图像提供了很好的分割结果。

  • 值得一提的是,目前的图像分割任务分为两类:语义分割(semantic segmentation)和实例分割(instance segmentation)。
    语义分割和实例分割

      语义分割
      1. 像素级分类
      
      实例分割
      1. 像素级分类
      2. 据特定类别区分实例
    

    事实上,由于每个器官或组织都有很大的不同,关于医学图像分割中实例分割的报道较少。本文综述了深度学习技术在医学图像分割方面的研究进展。

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