基于循环残差卷积神经网络的医学图像分割算法

作     者：金燕 薛智中 姜智伟 Jin Yan;Xue Zhizhong;Jiang Zhiwei

作者机构：浙江工业大学信息工程学院杭州310023 

出 版 物：《计算机辅助设计与图形学学报》 (Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics)

年 卷 期：2022年第34卷第8期

页      面：1205-1215页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 1002[医学-临床医学] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0804[工学-仪器科学与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：浙江省自然科学基金(LY17F010015)。 

主　　题：医学图像分割 残差学习 循环卷积 U-Net 全尺度跳跃连接 

摘      要：针对使用深度学习进行医学图像分割时出现的网络退化问题,通过融合更大尺度的特征映射实现更加精确的图像分割,提出一种基于循环残差卷积神经网络的图像分割算法.首先引入循环卷积模块实现离散步长上的特征提取,提高图像上下文语义信息的利用率,实现更多、更广泛的特征映射提取;然后结合残差学习单元与循环卷积单元形成循环残差卷积模块,替换普通卷积神经网络的前馈卷积单元以解决深层网络模型面临的网络退化问题;最后引入全尺度跳跃连接将不同尺度下的特征图融合,生成分割图像.在PyTorch环境下用3个数据集与其他4种算法进行比较的实验结果表明,所提算法的分割性能更好,图像分割的精确度更高.