改进D-Linknet的眼底视网膜血管分割

作     者：徐武 沈智方 范鑫豪 刘洋 徐天奇 XU Wu;SHEN Zhifang;FAN Xinhao;LIU Yang;XU Tianqi

作者机构：云南民族大学电气信息工程学院云南昆明650504 

出 版 物：《应用科技》 (Applied Science and Technology)

年 卷 期：2024年第51卷第2期

页      面：99-104,119页

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(U1802271) 云南省名委少数民族传统文化保护项目(2023YNMW010) 

主　　题：图像分割 眼底视网膜血管 D-Linknet 残差模块 注意力机制 解码层 模型准确度 模型灵敏度 

摘      要：临床医生可通过观察眼底视网膜血管及其分支对人体是否患有疾病进行早期诊断,但由于视网膜中的血管错综复杂,模型在分割时会出现对微细血管分割精确度不足的问题。为此,提出一种结合残差模块Res2-net以及高效通道注意力机制(efficient channel attention,ECA)的D-Linknet模型。首先,利用Res2-net代替基础模型中的残差模块Res-net以提升每个网络层的感受野;其次,在Res2-net中添加一种结合压缩激励(squeeze and excitation,SE)和门通道(gated channel transformation,GCT)的注意力机制模块,改善处于复杂背景下的血管分割效果和效率;在网络的解码层加入ECA确保模型计算的性能,避免因降维导致的精度下降;最后,融合改进的模型输出图与掩膜图细化分割结果。在公开数据集DRIVE、STARE上进行分割实验,模型准确度(accuracy,AC)分别为97.11%、96.32%,灵敏度(sensitivity,SE)为84.55%、83.92%,曲线下方范围的面积(area under curve,AUC)为0.9873和0.9766,分割效果优于其他模型。实验证明了算法的可行性,为后续研究提供科学依据。