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基于AS-OCT图像的角膜边界分割与伤口分析

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基于AS-OCT图像的角膜边界分割与伤口分析

作者：王霏苏州大学

学位级别：硕士

角膜是人眼最外层薄且透明的组织结构,容易遭受各种外伤,其术后伤口的愈合,瘢痕的消除,对人眼正常视物起着关键作用。因此,角膜术后伤口的对合形态和恢复情况的分析对角膜术后的诊断与治疗具有积极的临床意义。而目前针对角膜的研究主... 详细信息

角膜是人眼最外层薄且透明的组织结构,容易遭受各种外伤,其术后伤口的愈合,瘢痕的消除,对人眼正常视物起着关键作用。因此,角膜术后伤口的对合形态和恢复情况的分析对角膜术后的诊断与治疗具有积极的临床意义。而目前针对角膜的研究主要集中在角膜分层和角膜组织细胞的研究,对角膜伤口定量分析的研究还比较缺乏。基于以上目的,本文设计了一种基于眼前节光相干断层成像（Anterior Segment Optical Coherence Tomography,AS-OCT）图像的角膜边界分割与伤口分析的方法。该方法主要包括四个步骤:第一,采用灰度变换和形态学操作对眼前节设备上采集到的角膜图像进行预处理;第二,使用改进的Mini-Unet卷积神经网络分割角膜并提取角膜边界;第三,使用边界分割的中间结果提取角膜灰度、厚度和纹理共62个特征训练随机森林分类器,并检测角膜上的伤口位置,使用K-Means聚类方法对伤口检测的结果进行后处理;第四,使用光密度、厚度差和伤口面积三个指标分析多时间点下角膜伤口的变化,判断角膜术后的恢复情况。基于Mini-Unet的角膜边界分割的方法在39张测试集上,区域分割的结果与金标准的相似度高达95%,无符号上下边界距离误差平均1.29 ± 1.16个像素。随机森林分类器在21773个样本测试集上,查准率（Precision）、查全率（Recall）、均误率（MFE）和均方误率（MSFE）分别是90.91%,99.86%,1.06%,13.69%。本文设计的角膜伤口分析算法有助于医生判断手术的成功率,及时发现影响角膜愈合的不良因素,调整治疗方案,对病人术后角膜的恢复具有重要意义。

关键词：眼前节光相干断层成像（AS-OCT）角膜图像边界分割伤口检测伤口分析

一种基于卷积神经网络的胎儿头围自动测量方法

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东北大学学报（自然科学版） 2023年第11期44卷 1571-1577页

作者：杨超然廖珊珊陈达康雁东北大学医学与生物信息工程学院辽宁沈阳110169 中国医科大学附属盛京医院辽宁沈阳110801 深圳技术大学健康与环境工程学院广东深圳518118

在产前超声筛查过程中,为了能够帮助医生在丘脑标准平面上快速、精确地测量胎儿头围,提出一种新颖的双分支卷积神经网络直接分割胎儿颅骨边界,2个分支通过共享层相互促进,有效地提高了颅骨边界的分割精度,特别对局部不清晰或者不连续的... 详细信息

在产前超声筛查过程中,为了能够帮助医生在丘脑标准平面上快速、精确地测量胎儿头围,提出一种新颖的双分支卷积神经网络直接分割胎儿颅骨边界,2个分支通过共享层相互促进,有效地提高了颅骨边界的分割精度,特别对局部不清晰或者不连续的边界仍然有着较好的分割效果,具有较高的鲁棒性.本方法的测量过程不需要过多的后处理操作,并且模型属于轻量级网络,便于部署.该方法应用在Grand-Challenge中的HC18数据集及从医院采集的300例数据上,均取得了较好的结果,对比其他主流分割网络如U-Net,Res-U-Net,U-Net++,CE-Net等,所提方法具有更高的分割精度及更小的测量误差.

关键词：产前超声头围测量边界分割卷积神经网络轻量级

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基于编解码网络的遥感图像语义分割方法研究

基于编解码网络的遥感图像语义分割方法研究

作者：宋梦醒中原工学院

学位级别：硕士

当前,随着卫星和航空设备的不断更新发展,遥感图像的数量与质量也在不断攀升。如何利用这些遥感图像对农业、军事和城市发展等领域进行研究,是现阶段很重要的问题。本文主要以遥感图像作为研究主体,与基于深度学习的图像分割算法相结合... 详细信息

当前,随着卫星和航空设备的不断更新发展,遥感图像的数量与质量也在不断攀升。如何利用这些遥感图像对农业、军事和城市发展等领域进行研究,是现阶段很重要的问题。本文主要以遥感图像作为研究主体,与基于深度学习的图像分割算法相结合,提出语义分割网络模型并在高分辨率遥感数据集上进行训练与测试。主要的工作如下:对于从遥感图像中提取道路表面的分割任务,道路宽度是一个值得重视的问题,因此本章更侧重于道路的边界细节分割。在本章中,设计了一种基于边界损失的多尺度环境感知网络(MCBNet),用于在基于涂鸦的遥感图像数据集中进行路面提取。本章设计了一种全新的特征编码网络,采用残差网络作为骨干网络。并在残差网络的每一层中添加ASPP(Atrous Spatial Pyramid Pooling)模块,目的是以不同的扩张率去捕获图像的上下文信息,由此得到图像的多尺度特征,建立更加灵活的信息流。同时在骨干网络的每一层以层间残留的连接方式添加CABlock(Context Aggregation Block)模块,进一步增强提取的图像特征。在本章,使用了一种新的损失函数BF,可以更加有效地提取道路边界轮廓。由于基于监督语义分割方法依赖于大量像素级标记图像,因此遥感图像的监督语义分割方法成本较高。本章采用一种弱监督的分割方法,即对比学习方法,首先使用大量未注释样本进行预训练,之后利用少量注释样本进行图像分割。受此启发,提出密集多尺度特征对比学习网络(DMF-CLNet),该网络分为全局特征提取和局部特征提取两个部分。首先,在全局部分,与传统的ASPP相比,DenseASPP可以在不增加参数的情况下,以密集的方式获取更多的遥感图像上下文信息。其次,在全局部分和局部部分分别引入协调注意(CA)模块,提高分割模型的整体性能;然后,在全局和局部部分计算感知损失,增强特征的细节信息。为解决低分辨率分割方法无法适用于高分辨率遥感图像的问题,本章提出一个级联细化注意力网络。其中设计了一个细化注意力模块,采用编码器解码器的网络架构,可以提取多尺度的特征图;跳跃连接部分将低级别的细节信息和高级别的语义分割信息结合在一起,获得更多的细节信息。对于提出的级联细化注意力网络,细化原始图像的分割图,堆叠的级联设计方式可以由粗糙到精细地细化结构,获得更好的分割图像。最后将高分辨率遥感图像数据集应用在网络上,利用所提网络实现遥感图像场景解析语义分割,实验结果表明,该网络提高了遥感图像的分割精度。

关键词：编解码网络边界分割对比学习高分辨率

营造生动、立体的视觉之美——浅谈渐变色服装

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科学生活 2023年第5期 23-25页

作者：冯宪上海市科普作家协会上海市老科技工作者协会

近几年,渐变色服装在生活中出现的频率高了许多。所谓渐变色服装指那种通过特殊染色技术,使得面料表面色彩分布由深至浅,且无明显边界分割的服装。渐变色服装所营造的穿着视觉效果主要表现为,产生一种贴近自然,具有立体之美感的变化效果。

关键词：渐变色表面色彩特殊染色服装视觉效果边界分割立体面料

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基于边界矩和改进FCM聚类的水下目标识别

系统工程理论与实践 2012年第12期32卷 2809-2815页

作者：王士龙徐玉如万磊唐旭东哈尔滨工程大学水下机器人技术国防科技重点实验室哈尔滨150001

水下目标的识别是水下机器人对环境动态感知、快速定位与跟踪视觉目标的关键,本文针对水下成像的特殊性以及成像环境的复杂性,旨在设计一种快速、准确的目标识别系统以指导水下机器人进行下一步的任务.首先,综合运用一些流行的算法,简... 详细信息

水下目标的识别是水下机器人对环境动态感知、快速定位与跟踪视觉目标的关键,本文针对水下成像的特殊性以及成像环境的复杂性,旨在设计一种快速、准确的目标识别系统以指导水下机器人进行下一步的任务.首先,综合运用一些流行的算法,简要介绍了一种有效的边界分割算法;然后通过对边界矩的分析和修正,构造了具有平移、旋转及比例变换不变性的仿射变换;最后详细描述了改进的FCM聚类识别的设计理念.通过对实测的4类物体组成的水下目标的识别实验,证明了所提水下目标识别系统可以用于水下目标识别,并且具有较高的鲁棒性和实时性.

关键词：水下机器人目标识别边界分割边界矩 FCM聚类鲁棒性实时性

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基于TLS的高压线塔倾斜度监测

测绘工程 2016年第8期25卷 65-69,75页

作者：刘云备蔡来良王姗姗杨望山河南理工大学测绘与国土信息工程学院河南焦作454000

高压线塔属于杆状构筑物,对倾斜变形非常敏感,倾斜度是检测其稳定性的重要指标。传统的单点测量方式,无法反映高压线塔的整体变形,提出基于地面三维激光扫描技术监测高压线塔倾斜度的方法,采用分层处理的方式,通过边界提取、直线分割、... 详细信息

高压线塔属于杆状构筑物,对倾斜变形非常敏感,倾斜度是检测其稳定性的重要指标。传统的单点测量方式,无法反映高压线塔的整体变形,提出基于地面三维激光扫描技术监测高压线塔倾斜度的方法,采用分层处理的方式,通过边界提取、直线分割、直线拟合等过程处理点云数据。采集山西省柳林某高压线塔点云数据进行实验,求取各层切片的中心坐标并计算高压线塔的倾斜度,对计算结果进行分析,得出线塔仍处于安全运行状态的结论。

关键词：点云数据点云切片边界提取边界分割直线拟合

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基于改进图像缝合技术的纹理合成研究

计算机工程与设计 2013年第11期34卷 3948-3951,3995页

作者：许刚史巍华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

针对传统基于缝合的块匹配纹理合成中有时可能出现的明显不连续现象,对图像缝合技术进行改进。提出在最小误差边界分割方法中设置误差容忍度,追求路径累积误差最小的同时还限制路径经过误差较大的点,避免产生合成不连续现象。同时,在选... 详细信息

针对传统基于缝合的块匹配纹理合成中有时可能出现的明显不连续现象,对图像缝合技术进行改进。提出在最小误差边界分割方法中设置误差容忍度,追求路径累积误差最小的同时还限制路径经过误差较大的点,避免产生合成不连续现象。同时,在选择满足相似度限制的纹理块及缝合时采用多种形状边界区域。实验结果表明,改进方法能取得较好效果且不增加时间。

关键词：块匹配图像缝合边界分割累积最小误差纹理合成

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农田地块图像分割技术研究

农业机械学报 2010年第S1期41卷 253-256页

作者：陈伊哲汤修映彭彦昆徐杨李翠玲中国农业大学工学院北京100083

农田地块图像包含的目标区域多,不同地物间信息相互影响和干扰明显,农田地块图像的分割提取非常困难。利用基于边界和基于区域两种图像分割方法对高空拍摄的农田地块图像进行处理和实验。实验结果表明,利用微分算子的图像边界分割算法... 详细信息

农田地块图像包含的目标区域多,不同地物间信息相互影响和干扰明显,农田地块图像的分割提取非常困难。利用基于边界和基于区域两种图像分割方法对高空拍摄的农田地块图像进行处理和实验。实验结果表明,利用微分算子的图像边界分割算法虽然能够有效识别出农田地块的边缘,但是对噪声有放大作用;而利用阈值法的图像区域分割算法可以很好地消除农田地块图像的噪声影响。

关键词：图像分割农田地块区域分割边界分割

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基于边界分段匹配的空域视频错误隐藏算法

计算机应用研究 2011年第4期28卷 1586-1587,1591页

作者：丁志鸿刘立柱王刚解放军信息工程大学信息工程学院郑州450002

提出了一种基于边界分段匹配的空域视频错误隐藏算法对边缘进行估计,根据边缘点的分布及方向对边界进行分割,使用各分段在邻近区域内进行匹配填补,经过迭代各边界按一定策略向内填补最终完成错误隐藏。实验表明,该算法有效地保留了边缘... 详细信息

提出了一种基于边界分段匹配的空域视频错误隐藏算法对边缘进行估计,根据边缘点的分布及方向对边界进行分割,使用各分段在邻近区域内进行匹配填补,经过迭代各边界按一定策略向内填补最终完成错误隐藏。实验表明,该算法有效地保留了边缘信息,使恢复图像的主客观质量有较大的提高。

关键词：错误隐藏空域隐藏边缘估计边界分割边界匹配