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基于CNN和Transformer的组织病理图像分割方法
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作者 丁维龙 宗泽永 +1 位作者 朱红波 徐利锋 《浙江工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第6期591-600,共10页
在数字组织病理诊断中的肿瘤细胞精确分割研究中,病理图像具有复杂的背景以及组织形态变化的多样性,且经常面临样本数量不足和类别不均衡的挑战。为了改善现有方法中存在的分割精度不佳、分割边缘失真等问题,提出了一种混合架构的编解... 在数字组织病理诊断中的肿瘤细胞精确分割研究中,病理图像具有复杂的背景以及组织形态变化的多样性,且经常面临样本数量不足和类别不均衡的挑战。为了改善现有方法中存在的分割精度不佳、分割边缘失真等问题,提出了一种混合架构的编解码器语义分割网络模型(MixU-Net)。首先,在编码器中引入Swin-Transformer模块,增强模型对于全局信息的建模能力;然后,在编解码器之间设计了多尺度特征融合模块,使全局特征和局部细粒度特征能够得到深度融合;最后,采用加权Dice Loss作为损失函数以增强模型对小目标的关注。通过在组织病理图像数据集Pannuke上进行消融和对比实验,不仅达到了67.33%的平均交并比(mIoU)和95.05%的像素准确率(aAcc),与传统的基于CNN特征提取方法的U-Net相比分别提升了7.23%和1.70%,而且在性能上超过了其他基于深度学习的图像分割方法。 展开更多
关键词 图像分割 深度学习 组织病理图像 TRANSFORMER 卷积神经网络
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基于互信息的多通道联合稀疏模型及其组织病理图像分类 被引量:4
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作者 汤红忠 李骁 +1 位作者 张小刚 张东波 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期1514-1521,共8页
针对传统联合稀疏模型中共有分量与独有分量都采用相同的字典进行特征表示,导致编码系数判别性低的问题,提出一种基于互信息的多通道联合稀疏模型,并将其应用于组织病理图像的分类.该模型通过K均值对样本特征进行聚类,分别得到R,G与B通... 针对传统联合稀疏模型中共有分量与独有分量都采用相同的字典进行特征表示,导致编码系数判别性低的问题,提出一种基于互信息的多通道联合稀疏模型,并将其应用于组织病理图像的分类.该模型通过K均值对样本特征进行聚类,分别得到R,G与B通道的字典;其次利用样本特征与3个字典之间的互信息,剔除弱相关原子且构造了1个共有字典与3个独有字典,以此为基础建立了多通道联合稀疏模型;同时引入图像的空间信息,结合空间金字塔匹配模型对不同层次的图像特征进行联合稀疏编码,利用编码系数训练SVM分类器.实验结果表明,该模型具有更好的特征表示能力,大大提高了编码系数的判别性,获得了较好的分类性能与较强的鲁棒性. 展开更多
关键词 互信息 多通道联合稀疏模型 空间金字塔匹配 组织病理图像分类
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Fisher准则下面向判别性特征的字典学习方法及其组织病理图像分类研究 被引量:2
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作者 汤红忠 李骁 +3 位作者 张小刚 张东波 王翔 毛丽珍 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期1842-1853,共12页
针对当前面向组织病理图像特征提取的字典学习方法中存在着学习的无病字典与有病字典相似程度高,判别性弱的问题,本文提出一种新的面向判别性特征字典学习方法 (Discriminative feature-oriented dictionary learning based on Fisher c... 针对当前面向组织病理图像特征提取的字典学习方法中存在着学习的无病字典与有病字典相似程度高,判别性弱的问题,本文提出一种新的面向判别性特征字典学习方法 (Discriminative feature-oriented dictionary learning based on Fisher criterion, FCDFDL).该方法基于Fisher准则构造目标函数的惩罚项,最小化学习字典的类内距离与最大化学习字典的类间距离,大大降低无病字典与有病字典间的相似性.同时,优化学习字典对同类样本的重构性能,并约束学习字典对非同类样本的重构性能.然后,利用本文学习的无病与有病字典对测试样本进行稀疏表示,采用重构误差向量的统计量构造分类器.最后,分别在ADL数据集与BreaKHis数据集上验证了本文方法的有效性.实验结果表明,本文学习字典的判别性更强,获得了更优的分类性能. 展开更多
关键词 组织病理图像 FISHER准则 字典学习 判别性特征
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低秩判别性字典学习及组织病理图像分类算法 被引量:2
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作者 毛丽珍 汤红忠 +1 位作者 范朝冬 曾淑英 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2019年第9期1881-1885,共5页
针对组织病理图像分类中样本特征之间具有高度相关性的问题,本文提出了一种基于低秩约束的判别性字典学习算法,并将其应用于组织病理图像分类.与传统算法仅仅关注稀疏编码的低秩性不同,本文算法不仅同时优化了子字典对同类和非同类训练... 针对组织病理图像分类中样本特征之间具有高度相关性的问题,本文提出了一种基于低秩约束的判别性字典学习算法,并将其应用于组织病理图像分类.与传统算法仅仅关注稀疏编码的低秩性不同,本文算法不仅同时优化了子字典对同类和非同类训练样本的重构性能,而且对类独有的子字典增加了低秩性约束.这一策略可以降低类独有的子字典原子之间的相似性,促进原子之间相互独立,从而学习出更具判别性、结构更紧凑的字典.在ADL数据集上的实验结果表明,与现有算法相比,本文提出的算法可获得更高的分类精度. 展开更多
关键词 低秩约束 子字典学习 判别性字典 组织病理图像
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基于数字组织病理图像的肿瘤与微环境相互作用风险模型在口咽癌症中的预后研究 被引量:1
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作者 张丹 陆铖 +3 位作者 代才 吴玉欣 卢千帅 雷秀娟 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期541-549,共9页
数字组织病理学全幅图像为计算机化的定量分析提供新的机遇。越来越多的研究表明,肿瘤微环境中的免疫细胞与癌变细胞的相互作用是一项重要的预后指标。HPV+口咽癌症是头颈部常见的恶性肿瘤,目前对其没有很好的预后指标。利用计算机图像... 数字组织病理学全幅图像为计算机化的定量分析提供新的机遇。越来越多的研究表明,肿瘤微环境中的免疫细胞与癌变细胞的相互作用是一项重要的预后指标。HPV+口咽癌症是头颈部常见的恶性肿瘤,目前对其没有很好的预后指标。利用计算机图像处理和模式识别技术,从数字组织病理学全幅图像中定量提取细胞核形态,并利用其特征去度量肿瘤微环境与癌变区域相互作用的程度,构建口咽癌症复发风险模型。实验数据来自华盛顿大学医学中心的病理学档案,是连续回顾性收集的234名口咽癌患者手术切除的组织病理学切片及其相应的跟踪数据。研究发现:利用图像定量分析构建口咽癌症复发风险模型,能够显著地区分复发与非复发病患,其100次5折交叉验证的分类结果的平均AUC达到0.67±0.02;对病患分别进行单变量(HR(95%CI)=1.76(0.99~3.13),P=0.0352)及多变量生存分析((HR(95%CI)=3.27(1.12~5.46),P=0.039)),结果说明肿瘤微环境与癌变区域相互作用高的口咽癌症病患相比于相互作用低的病患,有更低的复发风险及更长的生存期。研究揭示计算机定量度量的肿瘤微环境中的免疫细胞与癌变细胞的相互作用,有望作为一个独立的预后指标来指导口咽癌症病患的治疗疗程。 展开更多
关键词 组织病理图像 图像分析 肿瘤微环境 风险模型 口咽癌症
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一种新的组织病理图像阳性细胞轮廓检测方法
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作者 杨寸月 朱敏 +1 位作者 何小玲 易宗锐 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期150-155,共6页
组织病理图像中阳性细胞比例的检测对癌症和肿瘤的定性和定级起决定作用。提出一种用于细胞准确计数的新的轮廓检测方法,针对组织病理图像色彩纹理复杂、细胞边界模糊等特点,结合通道提取和图像二值化方法实现阳性细胞的准确分离,并在C... 组织病理图像中阳性细胞比例的检测对癌症和肿瘤的定性和定级起决定作用。提出一种用于细胞准确计数的新的轮廓检测方法,针对组织病理图像色彩纹理复杂、细胞边界模糊等特点,结合通道提取和图像二值化方法实现阳性细胞的准确分离,并在CV模型基础上完成对细胞的轮廓提取。实验表明,该方法有效解决了传统方法无法处理的弱边缘问题,在保持算法性能的前提下,可自动分离组织病理图像中的阳性细胞并检测其轮廓。 展开更多
关键词 组织病理图像 阳性细胞分离 轮廓检测 CV模型
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基于病理组织切片的肺腺癌肿瘤突变预测模型
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作者 关昕 杨雪永 +1 位作者 杨啸林 孟祥福 《计算机科学》 北大核心 2025年第S1期91-98,共8页
肿瘤突变负荷与非小细胞肺癌的免疫治疗疗效呈正相关,在临床实践中一般通过全外显子组测序来测量肿瘤突变负荷。然而,全外显子组测序操作复杂耗时、价格昂贵,导致大多数医院无法使用。基于此,提出了一种成本低、周期短、准确率高的基于... 肿瘤突变负荷与非小细胞肺癌的免疫治疗疗效呈正相关,在临床实践中一般通过全外显子组测序来测量肿瘤突变负荷。然而,全外显子组测序操作复杂耗时、价格昂贵,导致大多数医院无法使用。基于此,提出了一种成本低、周期短、准确率高的基于病理组织切片预测肺腺癌肿瘤突变负荷的深度学习模型DBFormer。首先,颜色反卷积结构将输入模型的数字病理图像的RGB和HED图像信息相结合,丰富输入的病理图像信息,使模型更加适合医学任务分类;其次,图像通过四层金字塔结构,每层都包括一个最大池化层和一个DBFormer块,最大池化层减小图像尺寸、提升特征矩阵维度,DBFormer块包含归一化层和双重路由注意力机制对图像进行特征提取和处理;最后,从公开数据集TCGA-LUAD中随机选取337张和200张肺癌组织病理图像,分别构建二分类和三分类数据集进行实验。在二分类数据集上DBFormer模型的AUC,F1-Score,Precision,Recall,分别达到了99.7%,97.3%,97.6%,97.2%;在三分类数据集上DBFormer的Accuracy,Precision,Recall,F1-Score分别达到了97.3%,97.0%,97.0%,97.1%。实验结果表明,DBFormer模型相较于经典深度学习模型,在基于数字病理图像预测肺腺癌肿瘤突变负荷任务上具有更加优异的性能。 展开更多
关键词 肿瘤突变负荷预测 肺腺癌 组织病理图像 深度学习模型 自注意力机制
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全局感知与稀疏特征关联图像级弱监督病理图像分割
8
作者 张印辉 张金凯 +4 位作者 何自芬 刘珈岑 吴琳 李振辉 陈光晨 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3672-3682,共11页
弱监督语义分割方法可以节省大量的人工标注成本,在病理全切片图像(WSI)的分析中有着广泛应用。针对弱监督多实例学习(MIL)方法在病理图像分析中存在的像素实例相互独立缺乏依赖关系,分割结果局部不一致和图像级标签监督信息不充分的问... 弱监督语义分割方法可以节省大量的人工标注成本,在病理全切片图像(WSI)的分析中有着广泛应用。针对弱监督多实例学习(MIL)方法在病理图像分析中存在的像素实例相互独立缺乏依赖关系,分割结果局部不一致和图像级标签监督信息不充分的问题,该文提出一种全局感知与稀疏特征关联图像级弱监督的端到端多实例学习方法(DASMob-MIL)。首先,为克服像素实例之间的独立性,使用局部感知网络提取特征以建立局部像素依赖,并级联交叉注意力模块构建全局信息感知分支(GIPB)以建立全局像素依赖关系。其次,引入像素自适应细化模块(PAR),通过多尺度邻域局部稀疏特征之间的相似性构建亲和核,解决了弱监督语义分割结果局部不一致的问题。最后,设计深度关联监督模块(DAS),通过对多阶段特征图生成的分割图进行加权融合,并使用权重因子关联损失函数以优化训练过程,以降低弱监督图像级标签监督信息不充分的影响。DASMob-MIL模型在自建的结直肠癌数据集YN-CRC和公共弱监督组织病理学图像数据集LUAD-HistoSeg-BC上与其他模型相比展示出了先进的分割性能,模型权重仅为14 MB,在YN-CRC数据集上F1 Score达到了89.5%,比先进的多层伪监督(MLPS)模型提高了3%。实验结果表明,DASMob-MIL仅使用图像级标签实现了像素级的分割,有效改善了弱监督组织病理学图像的分割性能。 展开更多
关键词 弱监督语义分割 组织病理图像 多实例学习 全局感知 稀疏特征
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基于卷积神经网络的乳腺癌组织病理学图像分类研究综述 被引量:5
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作者 张喜科 马志庆 +1 位作者 赵文华 崔冬梅 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2022年第S02期362-370,共9页
乳腺癌组织病理学检查是确诊乳腺癌的“金标准”。基于卷积神经网络的乳腺癌组织病理学图像分类已经成为医学图像处理与分析领域的研究热点之一。自动且精确的乳腺癌组织病理学图像分类在临床上具有重要的应用价值。首先介绍了两个目前... 乳腺癌组织病理学检查是确诊乳腺癌的“金标准”。基于卷积神经网络的乳腺癌组织病理学图像分类已经成为医学图像处理与分析领域的研究热点之一。自动且精确的乳腺癌组织病理学图像分类在临床上具有重要的应用价值。首先介绍了两个目前广泛应用于乳腺癌组织病理学图像分类的公开数据集及各自的评价标准。然后,重点阐述了卷积神经网络在两个数据集上的研究进展。在描述研究进展的过程中,分析了部分模型准确率较低的原因,并对提升模型性能给出了一些建议。最后,讨论了乳腺癌组织病理学图像分类目前存在的问题及对未来的展望。 展开更多
关键词 乳腺癌 组织病理图像 图像分类 卷积神经网络
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多特征融合的乳腺癌组织病理学图像识别的方法 被引量:3
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作者 乔世昌 胡红萍 +1 位作者 郝岩 白艳萍 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2022年第2期135-141,共7页
乳腺癌是全球女性常见的癌症类型之一,严重影响了女性的健康,乳腺癌组织病理学图像的识别已成为医学图像处理领域的研究热点。针对Bioimaging 2015数据集进行乳腺癌组织病理学图像的识别研究,将该数据集分为癌类与非癌类2种。实验提取... 乳腺癌是全球女性常见的癌症类型之一,严重影响了女性的健康,乳腺癌组织病理学图像的识别已成为医学图像处理领域的研究热点。针对Bioimaging 2015数据集进行乳腺癌组织病理学图像的识别研究,将该数据集分为癌类与非癌类2种。实验提取了乳腺癌组织病理学图像染色分离后4个方向上的灰度共生矩阵特征、小波特征及Tamura纹理特征,并根据颜色自动相关图提取了原始图像的颜色特征,同时也提取了染色分离前水平方向上的灰度共生矩阵特征作为纹理信息的补充,最后将提取到的特征进行融合,并输入到支持向量机分类器中,以实现乳腺癌组织病理学图像的识别,识别准确率达到了83.33%。 展开更多
关键词 乳腺癌组织病理图像 灰度共生矩阵 颜色自动相关图
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面向乳腺病理图像分类的非相干字典学习及稀疏表示算法 被引量:1
11
作者 汤红忠 王翔 +1 位作者 郭雪峰 刘婷 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期1368-1375,共8页
针对乳腺病理图像分类,提出一种非相干字典学习及其稀疏表示算法.首先针对不同类别的图像,基于在线字典学习算法分别学习各类特定的子字典;其次利用紧框架建立一种非相干字典学习模型,通过交替投影优化字典的相干性、秩与紧框架性,从而... 针对乳腺病理图像分类,提出一种非相干字典学习及其稀疏表示算法.首先针对不同类别的图像,基于在线字典学习算法分别学习各类特定的子字典;其次利用紧框架建立一种非相干字典学习模型,通过交替投影优化字典的相干性、秩与紧框架性,从而有效地约束字典的格拉姆矩阵与参考格拉姆矩阵的距离,获得判别性更强的非相干字典;最后采用子空间旋转方法优化非相干字典的稀疏表示性能.利用乳腺癌数据集BreaKHis进行实验的结果证明,该算法所学习的非相干字典能平衡字典的判别性与稀疏表示性能,在良性肿瘤与恶性肿瘤图像分类上获得了86.0%的分类精度;在良性肿瘤图像中的腺病与纤维腺瘤的分类上获得92.5%的分类精度. 展开更多
关键词 非相干字典学习 紧框架 稀疏表示 组织病理图像分类
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基于双路径特征融合的结肠组织病理腺体分割方法 被引量:1
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作者 王红玉 张墺琦 +2 位作者 卜起荣 崔磊 冯筠 《西北大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期577-586,共10页
结肠腺癌是一种严重危害人们生命健康的常见癌症,作为癌症检测与诊断的关键环节,腺体分割在结肠腺癌计算机辅助诊断研究中至关重要。针对结肠组织病理图像中腺体分割存在不同癌变水平腺体外观差异大,单一模型难以同时实现对良性、恶性... 结肠腺癌是一种严重危害人们生命健康的常见癌症,作为癌症检测与诊断的关键环节,腺体分割在结肠腺癌计算机辅助诊断研究中至关重要。针对结肠组织病理图像中腺体分割存在不同癌变水平腺体外观差异大,单一模型难以同时实现对良性、恶性腺体的高精度和高形状相似性分割的问题,设计了一种基于双路径特征融合结肠组织病理图像腺体分割网络。该网络利用带注意力的上下文特征提取路径和空间特征提取路径,获得较大的感受野和空间信息,增强网络对腺体形态学特征的学习能力,最终提升了腺体自动分割的性能。在Warwick-QU数据集上进行实验,与目前流行的分割算法对比,该文算法在不同类型测试集上的Dice系数、F1得分和Hausdorff距离均取得较好的性能,模型泛化性较强,具有重要的应用前景。 展开更多
关键词 组织病理图像 腺体分割 注意力机制 双路径特征
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基于生成对抗网络的低分化宫颈癌病理图像分类 被引量:1
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作者 李晨 张家伟 +1 位作者 张昊 汪茜 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1054-1060,1064,共8页
使用生成对抗网络(GAN)扩充宫颈癌病理图像的数据集以提高计算机辅助诊断的准确率.首先,使用GAN进行细胞质部分图像生成;其次,使用两次k-means聚类对生成图像进行筛选;最后,使用Inception-V3模型对数据集进行分类训练.结果表明,在测试... 使用生成对抗网络(GAN)扩充宫颈癌病理图像的数据集以提高计算机辅助诊断的准确率.首先,使用GAN进行细胞质部分图像生成;其次,使用两次k-means聚类对生成图像进行筛选;最后,使用Inception-V3模型对数据集进行分类训练.结果表明,在测试集相同的情况下,该方法可以将总体分类准确率提升约2. 5%,尤其对低分化宫颈癌病理图像有显著效果.通过GAN解决了组织病理学图像无方向性、内容复杂、前景目标规则性差等问题,证明了该方法的有效性及发展潜力. 展开更多
关键词 宫颈癌辅助诊断 组织病理图像分类 生成对抗网络 特征提取 K-MEANS聚类
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病理图像纹理分析在胃癌MSI预测中的应用研究
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作者 安卫超 阎婷 +4 位作者 张楠 张杉 相洁 曹锐 王彬 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2021年第24期205-211,共7页
微卫星是遍布于人类基因组中的短串重复序列,肿瘤组织的微卫星由于重复单位的插入或缺失而导致微卫星长度的改变的现象叫做微卫星不稳定性(Microsatellite Instability,MSI)。MSI型胃癌往往拥有独特的分子表型以及临床病理特征,且微卫... 微卫星是遍布于人类基因组中的短串重复序列,肿瘤组织的微卫星由于重复单位的插入或缺失而导致微卫星长度的改变的现象叫做微卫星不稳定性(Microsatellite Instability,MSI)。MSI型胃癌往往拥有独特的分子表型以及临床病理特征,且微卫星的不稳定性决定了胃癌患者对免疫疗法的反应是否良好,因此MSI状态的术前检测对于胃癌患者治疗方案的制定具有重要意义。传统的MSI检测方法需要进行免疫组化及基因分析,不仅需要增加额外的成本,而且在临床实践中难以推广至每一个患者。应用图像特征提取技术和机器学习算法对胃癌患者的高分辨组织病理图像进行定量分析,实现对胃癌患者MSI状态的预测。从TCGA数据库获取279例原始数据,经预处理和上采样后得到442个样本,从每例样本的组织病理图像中提取出445个定量图像特征,包括图像的一阶统计量,纹理特征以及小波特征。应用Lasso回归进行特征筛选并构造胃癌MSI状态的预测标签(Risk-score),并通过logistics分类模型对预测标签分类性能进行验证,进而结合每例患者的临床特征进行多变量分析,构建个性化的列线图进行MSI状态预测。实验结果显示,基于组织病理图像纹理特征的预测标签的预测性能AUC值为0.74,现有的基于组织病理图像纹理特征的MSI预测模型AUC值为0.73;基于全部样本,结合临床特征与Risk-score构建的MSI预测模型AUC值为0.802,而现有的结合临床特征和图像特征的MSI预测模型的AUC值仅为0.752,相较于现有方法,提出的MSI预测模型具有更优的预测性能,可以为胃癌患者的临床决策提供更有价值的参考信息。 展开更多
关键词 机器学习 组织病理图像 MSI预测 纹理特征 胃癌
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自适应小数据集乳腺癌病理组织分类研究 被引量:2
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作者 和青芳 王慧 程光 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2021年第S01期67-73,84,共8页
针对乳腺癌病理组织图像数据普遍存在数据集规模小、良性和恶性样本数量分布不均衡、自动识别精度低的现状,利用深度可分离卷积、小卷积核堆叠、增深降维等技术,结合文中提出的"SoftMax+WF"设计具备合理深度和宽度、适应小数... 针对乳腺癌病理组织图像数据普遍存在数据集规模小、良性和恶性样本数量分布不均衡、自动识别精度低的现状,利用深度可分离卷积、小卷积核堆叠、增深降维等技术,结合文中提出的"SoftMax+WF"设计具备合理深度和宽度、适应小数据集、轻型的病理组织图像分类模型。在图像旋转、扭曲等传统增强数据方法基础上,采用随机不重复裁切法均衡良、恶性样本数量并扩充数据集。针对训练集中难以聚类的样本,提出"弱特征"概念、"弱特征"样本提取算法和自适应调整、二次训练算法改进模型训练。在参数设置和运行环境相同的条件下,进行8组比对实验,模型的准确率、敏感度、特异度均可达97%以上。实验结果证明文中设计的模型性能稳定,对小数据集和不均衡数据集具有较好的包容性和适应性。 展开更多
关键词 乳腺癌病理组织图像 自适应小数据集 弱特征 卷积神经网络 深度可分离卷积 深度学习
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基于多模态多实例学习的胃癌患者生存预测算法
16
作者 金怀平 陶玉泉 +3 位作者 李振辉 陶海波 王彬 薛飞跃 《计算机辅助设计与图形学学报》 北大核心 2025年第2期349-360,共12页
生存预测对于胃癌患者的治疗具有重要意义.针对传统基于组织病理图像的生存预测算法存在像素级标签缺失、信息量大以及模态单一等问题,提出一种基于多模态多实例学习的胃癌患者生存预测算法.首先使用多层感知器和自监督学习方法SimCLR... 生存预测对于胃癌患者的治疗具有重要意义.针对传统基于组织病理图像的生存预测算法存在像素级标签缺失、信息量大以及模态单一等问题,提出一种基于多模态多实例学习的胃癌患者生存预测算法.首先使用多层感知器和自监督学习方法SimCLR分别提取临床数据和组织病理图像特征,然后采用基于全局感知的多实例学习方法提取高分辨率下的包级嵌入,使用平均池化方法得到低分辨率下的组织病理图像实例级嵌入,最后通过多模态融合方法将包级嵌入、实例级嵌入和临床数据特征进行融合,以实现不同模态数据之间的信息交互和不同放大倍数下图像信息的充分利用.在云南省肿瘤医院胃癌患者病理数据库上的实验结果表明,与传统的多实例学习方法相比,所提算法在5×和20×组织病理图像下胃癌患者生存预测的准确率分别提高了5.6~10.0个百分点,4.1~7.5个百分点,与常规的多模态融合方法相比,提高了3.5~4.9个百分点. 展开更多
关键词 胃癌 组织病理图像 多实例学习 多模态融合 生存预测
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基于多特征描述的乳腺癌肿瘤病理自动分级 被引量:8
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作者 龚磊 徐军 +2 位作者 王冠皓 吴建中 唐金海 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2015年第12期3570-3575,3580,共7页
为了辅助病理医生快速高效诊断乳腺癌并提供乳腺癌预后信息,提出一种计算机辅助乳腺癌肿瘤病理自动分级方法。该方法使用深度卷积神经网络和滑动窗口自动检测病理图像中的细胞;随后综合运用基于稀疏非负矩阵分解的颜色分离、前景标记的... 为了辅助病理医生快速高效诊断乳腺癌并提供乳腺癌预后信息,提出一种计算机辅助乳腺癌肿瘤病理自动分级方法。该方法使用深度卷积神经网络和滑动窗口自动检测病理图像中的细胞;随后综合运用基于稀疏非负矩阵分解的颜色分离、前景标记的分水岭算法以及椭圆拟合得到每个细胞的轮廓。基于检测到的细胞和拟合出的细胞轮廓,提取出肿瘤的组织结构特征和上皮细胞的纹理形状特征等共203维的特征,运用这些特征训练支持向量机分类器(SVM),实现对病理组织图像自动分级。17位患者的49张H&E染色的乳腺癌病理组织图像自动分级的100次十折交叉检验评估结果表明:基于病理图像的细胞形状特征与组织的空间结构特征对病理图像的高、中、低分化等级分类整体准确率为90.20%;同时对高、中、低各分化等级的区分准确率分别为92.87%、82.88%、93.61%。相比使用单一结构特征或者纹理特征的方法,所提方法具有更高的准确率,能准确地对病理组织图像中肿瘤的高级和低级分化程度自动分级,且各分级之间的准确率差异较小。 展开更多
关键词 乳腺癌 组织病理图像 自动病理分级 计算机辅助预后分析
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基于逐像素点深度卷积网络分割模型的上皮和间质组织分割 被引量:6
18
作者 骆小飞 徐军 陈佳梅 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期2003-2013,共11页
上皮和间质组织是乳腺组织病理图像中最基本的两种组织,约80%的乳腺肿瘤起源于乳腺上皮组织.为了构建基于乳腺组织病理图像分析的计算机辅助诊断系统和分析肿瘤微环境,上皮和间质组织的自动分割是重要的前提条件.本文构建一种基于逐像... 上皮和间质组织是乳腺组织病理图像中最基本的两种组织,约80%的乳腺肿瘤起源于乳腺上皮组织.为了构建基于乳腺组织病理图像分析的计算机辅助诊断系统和分析肿瘤微环境,上皮和间质组织的自动分割是重要的前提条件.本文构建一种基于逐像素点深度卷积网络(CN-PI)模型的上皮和间质组织的自动分割方法.1)以病理医生标注的两类区域边界附近具有类信息为标签的像素点为中心,构建包含该像素点上下文信息的正方形图像块的训练集.2)以每个正方形图像块包含的像素的彩色灰度值作为特征,以这些图像块中心像素类信息为标签训练CN模型.在测试阶段,在待分割的组织病理图像上逐像素点地取包含每个中心像素点上下文信息的正方形图像块,并输入到预先训练好的CN网络模型,以预测该图像块中心像素点的类信息.3)以每个图像块中心像素为基础,逐像素地遍历图像中的每一个像素,将预测结果作为该图像块中心像素点类信息的预测标签,实现对整幅图像的逐像素分割.实验表明,本文提出的CN-PI模型的性能比基于图像块分割的CN网络(CN-PA)模型表现出了更优越的性能. 展开更多
关键词 深度卷积网络 乳腺组织病理图像 上皮和间质组织分割 逐像素分割
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基于条件生成对抗网络的乳腺上皮和间质区域自动分割 被引量:1
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作者 张泽林 徐军 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2020年第10期2910-2916,共7页
乳腺病理组织图像中上皮和间质区域的自动分割对乳腺癌的诊断和治疗具有非常重要的临床意义。但是由于乳腺组织病理图像中上皮和间质区域具有高度复杂性,因此一般的分割模型很难只根据提供的分割标记来有效地训练,并对两种区域进行快速... 乳腺病理组织图像中上皮和间质区域的自动分割对乳腺癌的诊断和治疗具有非常重要的临床意义。但是由于乳腺组织病理图像中上皮和间质区域具有高度复杂性,因此一般的分割模型很难只根据提供的分割标记来有效地训练,并对两种区域进行快速、准确的分割。为此,提出一种基于条件对抗网络(cGAN)的上皮和间质分割条件对抗网络(EPScGAN)模型。在EPScGAN中,判别器的判别机制为生成器的训练提供了一个可训练的损失函数,来更加准确地衡量出生成器网络的分割结果输出和真实标记之间的误差,从而更好地指导生成器的训练。从荷兰癌症研究所(NKI)和温哥华综合医院(VGH)两个机构提供的专家标记的乳腺病理图像数据集中随机裁剪出1286张尺寸为512×512的图像作为实验数据集,然后将该数据集按照7∶3的比例划分为训练集和测试集对EPScGAN模型进行训练和测试。结果表明,EPScGAN模型在测试集的平均交并比(mIoU)为78.12%,和其他6种流行的深度学习分割模型相比较,提出的EPScGAN具有更好的分割性能。 展开更多
关键词 深度学习 条件生成对抗网络 乳腺病理组织图像 上皮和间质区域 图像分割
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融合空间和通道特征的高精度乳腺癌分类方法 被引量:1
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作者 许学斌 张佳达 +2 位作者 刘伟 路龙宾 赵雨晴 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2021年第10期3025-3032,共8页
组织病理学图像是鉴别乳腺癌的黄金标准,所以对乳腺癌组织病理学图像的自动、精确的分类具有重要的临床应用价值。为了提高乳腺组织病理图像的分类准确率,从而满足临床应用的需求,提出了一种融合空间和通道特征的高精度乳腺癌分类方法... 组织病理学图像是鉴别乳腺癌的黄金标准,所以对乳腺癌组织病理学图像的自动、精确的分类具有重要的临床应用价值。为了提高乳腺组织病理图像的分类准确率,从而满足临床应用的需求,提出了一种融合空间和通道特征的高精度乳腺癌分类方法。该方法使用颜色归一化来处理病理图像并使用数据增强扩充数据集,基于卷积神经网络(CNN)模型DenseNet和压缩和激励网络(SENet)融合病理图像的空间特征信息和通道特征信息,并根据压缩-激励(SE)模块的插入位置和数量,设计了三种不同的BCSCNet模型,分别为BCSCNetⅠ、BCSCNetⅡ、BCSCNetⅢ。在乳腺癌癌组织病理图像数据集(BreaKHis)上展开实验。通过实验对比,先是验证了对图像进行颜色归一化和数据增强能提高乳腺的分类准确率,然后发现所设计的三种乳腺癌分类模型中精度最高为BCSCNetⅢ。实验结果表明,BCSCNetⅢ的二分类准确率在99.05%~99.89%,比乳腺癌组织病理学图像分类网络(BHCNet)提升了0.42个百分点;其多分类的准确率在93.06%~95.72%,比BHCNet提升了2.41个百分点。证明了BCSCNet能准确地对乳腺癌组织病理图像进行分类,同时也为计算机辅助乳腺癌诊断提供了可靠的理论支撑。 展开更多
关键词 深度学习 乳腺癌 组织病理图像 图像分类 特征融合 压缩和激励网络(SENet)
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