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山东大学学报 (工学版) ›› 2020, Vol. 50 ›› Issue (6): 76-81.doi: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2020.230

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融合残差块注意力机制和生成对抗网络的海马体分割

张月芳,邓红霞*,呼春香,钱冠宇,李海芳   

  1. 太原理工大学信息与计算机学院, 山西 晋中 030600
  • 发布日期:2020-12-15
  • 作者简介:张月芳(1996— ),女,山西吕梁人,硕士研究生,主要研究方向为医学图像处理. E-mail:792331696@qq.com. *通信作者简介:邓红霞(1976— ),女,山西太原人,副教授,博士,主要研究方向为计算机视觉. E-mail: denghongxia@tyut.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(61873178,61976150);山西省自然科学基金资助项目(201801D21135);山西省重点研发计划(国际科技合作)(201803D421047)

Hippocampal segmentation combining residual attention mechanism and generative adversarial networks

ZHANG Yuefang, DENG Hongxia*, HU Chunxiang, QIAN Guanyu, LI Haifang   

  1. School of Information and Computer, Taiyuan University of Technology, Jinzhong 030600, Shanxi, China
  • Published:2020-12-15

摘要: 研究一种基于改进的生成对抗网络的深度学习方法对海马体进行分割。提出不同的卷积配置,以捕获由分割网络获得的信息。提出以Pixel2Pixel为基本架构的生成对抗网络模型,生成模型结合残差网络以及注意力机制的编解码结构以捕获更多细节信息。判别网络采用卷积神经网络对生成模型的分割结果和专家分割结果进行判别。经过生成模型和对抗模型不断地传递其损失,使生成模型达到分割海马体的最优状态。使用来自ADNI数据集130名健康受试者的T1加权MRI扫描和相关海马标签作为训练和测试数据,以相似度系数作为评价指标,准确率达到89.46%。试验结果表明,该网络模型可以实现高效地自动分割海马体,对于阿尔茨海默症等疾病的正确诊断具有重要的现实意义。

关键词: 磁共振图像, 生成对抗网络, 残差网络, 注意力机制, 海马体

Abstract: This research discussed a deep learning method based on an improved generative adversarial network to segment the hippocampus. Different convolutional configurations were proposed to capture the information obtained by the segmentation network. The generative adversarial network based on Pixel2Pixel was proposed. The generator was a codec structure combining residual network and attention mechanism to capture more detailed information. The discriminator used a convolutional neural network to discriminate the segmentation results of the generated model and the expert segmentation results. Through generator and discriminator continuously transmitted losses, the generator reached the optimal state of segmenting the hippocampus. Using the T1-weighted MRI scans and related hippocampus labels of 130 healthy subjects from the ADNI data set as training and test data, and the similarity coefficient as the evaluation index, the accuracy rate reached 89.46%. Results showed that the network model could achieve efficient automatic segmentation of hippocampus, which had important practical significance for the correct diagnosis of diseases such as Alzheimer's disease.

Key words: magnetic resonance imaging, generative adversarial network, residual network, attention mechanism, hippocampus

中图分类号: 

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[1] 王禹鸥,苑迎春,何振学,何晨. 融合多特征和多头自注意力机制的高校学业命名实体识别[J]. 山东大学学报 (工学版), 2025, 55(6): 35-44.
[2] 周群颖,隋家成,张继,王洪元. 基于自监督卷积和无参数注意力机制的工业品表面缺陷检测[J]. 山东大学学报 (工学版), 2025, 55(4): 40-47.
[3] 杨巨成,路开奎,王嫄. 基于生成对抗网络的知识蒸馏研究综述[J]. 山东大学学报 (工学版), 2025, 55(4): 56-71.
[4] 李丰,文益民. 融合多尺度视觉和文本语义特征的图像描述生成算法[J]. 山东大学学报 (工学版), 2025, 55(3): 80-87.
[5] 贾轩,许吉凯,任艺婧,刘德才,许强,张利. 基于样本扩容和数据驱动的台区理论线损计算方法[J]. 山东大学学报 (工学版), 2025, 55(3): 158-164.
[6] 王禹鸥,苑迎春,何振学,王克俭. 改进RoBERTa、多实例学习和双重注意力机制的关系抽取方法[J]. 山东大学学报 (工学版), 2025, 55(2): 78-87.
[7] 邹正标,刘毅志,廖祝华,赵肄江. 动态交通流量预测的时空注意力图卷积网络[J]. 山东大学学报 (工学版), 2024, 54(5): 50-61.
[8] 李家春,李博文,常建波. 一种高效且轻量的RGB单帧人脸反欺诈模型[J]. 山东大学学报 (工学版), 2023, 53(6): 1-7.
[9] 王碧瑶,韩毅,崔航滨,刘毅超,任铭然,高维勇,陈姝廷,刘嘉巍,崔洋. 基于图像的道路语义分割检测方法[J]. 山东大学学报 (工学版), 2023, 53(5): 37-47.
[10] 刘方旭,王建,魏本征. 基于多空间注意力的小儿肺炎辅助诊断算法[J]. 山东大学学报 (工学版), 2023, 53(2): 135-142.
[11] 宋佳芮,陈艳平,王凯,黄瑞章,秦永彬. 基于Affix-Attention的命名实体识别语义补充方法[J]. 山东大学学报 (工学版), 2023, 53(2): 70-76.
[12] 武新章,梁祥宇,朱虹谕,张冬冬. 基于CEEMDAN-GRA-PCC-ATCN的短期风电功率预测[J]. 山东大学学报 (工学版), 2022, 52(6): 146-156.
[13] 侯月武,刘兆英,张婷,李玉鑑,孙长明. 基于改进的DUNet遥感图像道路提取[J]. 山东大学学报 (工学版), 2022, 52(4): 29-37.
[14] 黄彩云,陈德武,何吉福,胡艺,王楠,陈沛. 基于改进双路径网络的上肢肌肉骨骼异常检测[J]. 山东大学学报 (工学版), 2022, 52(3): 25-33.
[15] 蒋桐雨, 陈帆, 和红杰. 基于非对称U型金字塔重建的轻量级人脸超分辨率网络[J]. 山东大学学报 (工学版), 2022, 52(1): 1-8.
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[1] 王素玉,艾兴,赵军,李作丽,刘增文 . 高速立铣3Cr2Mo模具钢切削力建模及预测[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(1): 1 -5 .
[2] 李 侃 . 嵌入式相贯线焊接控制系统开发与实现[J]. 山东大学学报(工学版), 2008, 38(4): 37 -41 .
[3] 孔祥臻,刘延俊,王勇,赵秀华 . 气动比例阀的死区补偿与仿真[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(1): 99 -102 .
[4] 李梁,罗奇鸣,陈恩红. 对象级搜索中基于图的对象排序模型(英文)[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(1): 15 -21 .
[5] 陈瑞,李红伟,田靖. 磁极数对径向磁轴承承载力的影响[J]. 山东大学学报(工学版), 2018, 48(2): 81 -85 .
[6] 李可,刘常春,李同磊 . 一种改进的最大互信息医学图像配准算法[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(2): 107 -110 .
[7] 季涛,高旭,孙同景,薛永端,徐丙垠 . 铁路10 kV自闭/贯通线路故障行波特征分析[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(2): 111 -116 .
[8] 浦剑1 ,张军平1 ,黄华2 . 超分辨率算法研究综述[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(1): 27 -32 .
[9] 王丽君,黄奇成,王兆旭 . 敏感性问题中的均方误差与模型比较[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(6): 51 -56 .
[10] 孙殿柱,朱昌志,李延瑞 . 散乱点云边界特征快速提取算法[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(1): 84 -86 .