一种基于粗细粒度注意力的小目标医学超声图像分割方法
2025-02-23 10:08
No.1343162634312359936
技术概要
PDF全文
本技术公开了一种基于粗细粒度注意力的小目标医学超声图像分割方法,包括:S1、收集医学超声图像,并进行数据预处理,作为数据集;S2、使用数据集训练多尺度粗粒度‑细粒度通道注意力U‑Net模型,得到训练好的多尺度粗粒度‑细粒度通道注意力U‑Net模型;S3、将待小目标分割的医学超声图像输入训练好的多尺度粗粒度‑细粒度通道注意力U‑Net模型,得到小目标分割结果,本申请提升了目前小目标超声图像的分割精度,在跳跃连接中,利用门控信号与多尺度卷积扩张特征尺度,再利用SE模块与多尺度通道注意力模块进行粗粒度与细粒度通道处理的方法,提供了多尺度特征融合加权的方案。
背景技术
深度学习是机器学习的一个子集,它基于人工神经网络的研究,特别是那些具有多层结构的网络,也称为深度神经网络(DNNs)。深度学习模型能够学习数据的复杂模式和高级特征,这使得它们在处理图像、声音、文本和其他复杂数据类型时非常有效。在医学图像分割领域,深度学习技术已经成为主流,因为它们能够提供比传统方法更高的分割精度。医学图像分割对于疾病的诊断和治疗规划至关重要,它可以识别和定位图像中的器官或病变。深度学习模型能够从大量的训练数据中学习到复杂的模式,从而实现对医学图像中感兴趣区域的精确分割。医学超声图像是医学图像分割领域一种常见的被分割图像,医学超声图像也称为超声波成像或超声扫描,是一种使用高频声波来生成身体内部结构图像的医学诊断技术。 目前医学超声图像分割的难点是小目标的分割精度,医学超声图像与一般图像不同,一般图像的低层次特征(如纹理、颜色、形状)丰富,由低层次特征组成的高层次特征明显,而医学超声图像的低层次特征相对不丰富,例如颈动脉斑块、乳腺肿瘤、肛管直肠瘘等疾病的超声图像,色调单一,目标小,纹理差异不明显,导致人工分割效率低、基于深度学习的分割技术准确度低。 现有技术对于医学图像分析问题多以编码器-解码器结构网络U-Net为基础,通过在跳跃连接中提出各种注意力机制提升精度,跳跃连接通过桥接低层更精细的细节特征和粗分辨率的高层语义特征,帮助网络获得高分辨率的语义特征,然而在现有技术中,没有考虑到卷积神经网络作为特征提取工具进行下采样时,小目标的图像在卷积计算中小目标的部分信息容易丢失的情况,因此在跳跃连接中对特征的提取不足,对多尺度特征的融合方式比较粗糙,导致在小目标超声图像分割的学习过程中捕获的低层次特征不够,许多形状不规则、边界不清晰、目标太小的图片细节没有学习到,同时虽然目前的通道注意力机制具有过滤噪声通道的功能,也有部分通道注意力机制可以在过滤噪声通道的同时一定程度的保留局部信息,从而有限的提高了小目标图像的检测或分割精度,但是面对小目标的多尺度特征时,要么太注重过滤噪声通道导致部分小目标特征的部分重要信息也被过滤,要么太注重捕获局部信息导致噪声通道过滤不彻底,难以同时满足捕获局部信息与过滤噪声通道的需求,因此对于小目标超声图像而言,目前无论哪种注意力机制的效果都是有限的。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
杨浩  汪凌锋  郑庆霄  高琳  李衍志  李雪冬
技术所属: 成都信息工程大学
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