《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一种乳腺X线影像肿块的多特征融合检测算法
电子技术应用
吴明明,顾春华
(上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093)
摘要: 针对在单视图的乳腺肿块检测算法中漏检率和假阳性率较高的问题,提出了一种改进的自动检测算法。将扩张残留网络(Dilated Residual Network,DRN)结合重新设计的特征金字塔网络(Feature Pyramid Network,FPN)用于对乳腺肿块的检测。首先利用DRN中的膨胀卷积,减少对图像的下采样次数;再扩充网络的深度,使其输出满足FPN所需的输入;在FPN结构中,采用注意力机制降低不同特征图直接融合所造成的信息损失,同时采用密集连接代替原有的横向连接,充分融合浅层特征中目标的位置和细节信息。仿真实验显示,所设计的模型在CBSI-DDSM数据集上的检测精度相比于基准模型提升了7.1%。
中圖分類號(hào):TP391.9
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223549
中文引用格式: 吳明明,顧春華. 一種乳腺X線影像腫塊的多特征融合檢測(cè)算法[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用,2023,49(7):35-40.
英文引用格式: Wu Mingming,Gu Chunhua. A mutil-feature fusion algorithm for Mammography masses[J]. Application of Electronic Technique,2023,49(7):35-40.
A mutil-feature fusion algorithm for Mammography masses
Wu Mingming,Gu Chunhua
(School of Optical-Electrical and Computer Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China)
Abstract: Aiming at the problem of the high probability of miss and false positive rates in single-view Mammography, an improved automatic detection algorithm is proposed in this paper. The dilated residual network (DRN) combined with a modified feature pyramid network (FPN) is used for the detection of breast masses. The expansion convolution in DRN is used to reduce the number of downsampling of images. The number of layers of the DRN is also increased to satisfy the required input of the FPN. In the FPN structure, the attention mechanism is used to reduce the information loss caused by the direct fusion of different feature maps, while dense connections are used instead of the original lateral connections to make full use of the location and detailed information on the target for the shallow features. Simulation experiments show that the detection accuracy of the designed model on the CBSI-DDSM dataset is improved by 7.1 percent compared to the baseline.
Key words : breast cancer;multi-scale features;object detection;feature pyramid network;dilated residual networks

0 引言

近幾十年以來,乳腺癌已經(jīng)成為影響全世界女性健康最主要的癌癥之一,女性新確診的癌癥病例中乳腺癌占30%。由國際癌癥機(jī)構(gòu)(IARC)在2020 年發(fā)布的《2020年全球癌癥負(fù)擔(dān)報(bào)告》中顯示,2020年全球估計(jì)有1 930萬新癌癥病例和近1 000萬癌癥死亡病例。女性乳腺癌已經(jīng)超過肺癌成為最常見的癌癥。隨著深度學(xué)習(xí)在計(jì)算機(jī)視覺、醫(yī)學(xué)圖像等領(lǐng)域的發(fā)展,用于檢測(cè)乳腺腫塊的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)已成為預(yù)防乳腺癌的重要技術(shù)手段。

目前,一些基于雙階段檢測(cè)算法的CAD系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)圖像的檢測(cè)。2020年,Liu引入了二部圖卷積網(wǎng)絡(luò),從交叉視圖的特征圖映射出二部圖節(jié)點(diǎn),對(duì)交叉視圖的幾何約束和外觀相似性進(jìn)行建模,使得模型在乳腺腫塊檢測(cè)中具有推理能力;Guo對(duì)FPN的3個(gè)設(shè)計(jì)缺陷進(jìn)行了改進(jìn),在Faster R-CNN中用AugFPN替換FPN,使用ResNet50和MobileNet-v2作為主干時(shí),平均精度(mAP)分別提高了2.3%和1.6%;An在Mask R-CNN的基礎(chǔ)上提出了一種適用于乳腺腫塊檢測(cè)的D-Mask R-CNN模型,將FPN中的橫向連接改為了密集連接,模型應(yīng)用在CBIS-DDSM數(shù)據(jù)集上比Mask R-CNN模型的mAP提高了0.05;Xiao提出了一種通道自注意模塊(CSA),將主干網(wǎng)絡(luò)(backbone)中加入CSA模塊,結(jié)合cascade R-CNN進(jìn)一步提高了對(duì)乳腺腫塊的檢測(cè)精度。



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作者信息:

吳明明,顧春華

(上海理工大學(xué) 光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院,上海 200093)


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