基于深度学习的细胞核分割算法模型

来源 :沈阳理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jianbin0703
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在组织病理学图像分析中,细胞核的分割对癌症的临床分析诊断有着重要的作用,将细胞核精确的分割出来可以为肿瘤分级奠定良好的基础。但是由于细胞存在不同的形态,染色的不均匀以及大量密集的核团的存在,精确的分割出细胞核仍具有挑战。近年来,深度学习已经广泛的被应用到病理图像细胞核分割中,因为它能够自动在图像数据中获取重要信息。为了更好的使深度学习神经网络在训练过程中能学习到更多具体的关键的特征信息,本文对国内外的细胞核分割算法进行了研究并改进,主要内容包括以下几个点:(1)设计了基于channel attention的细胞核分割网络模型来加强通道上的特征信息的学习。Attention的作用是将有用信息提取出来,并且忽略不重要的信息,channel attention则是作用在channel上的attention。该网络模型用channel attention block模块来替代U-net中各个子模块,利用channel attention机制将每个channel中的关键特征提取出来,生成一个权重来判断特征的重要性,然后加权到原始图像中。这样旨在加强关键信息的提取,从而生成特征性更强的feature map,使模型做出更加准确的判断。该模型中还应用了膨胀卷积来扩大感受野。(2)为了能够更好的识别出一些边界不够明确的细胞核边界,针对粘连细胞核边界分割不够明确等问题,实现更准确的分割出细胞核,本文将边界平滑度约束与细胞核分割模型进行融合,实现细胞核边界更精准的分割。边界平滑度约束通过使属于边缘像素的特征都更加具有相似性来增强边缘像素和背景像素的差异性,加强细胞核边界的分割。综上所述,本文提出了基于channel attention的细胞核分割模型,并且结合边界平滑约束加强边界的分割,从而实现对病理图像细胞核的准确分割,实验表明,该模型在细胞分割数据集上取得了良好的性能。
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