基于边缘关注模型的语义分割方法

摘要

肝脏是人体代谢功能的主要器官,目前机器学习在肝脏影像语义分割研究中的难点有:1)肝脏中间部位有下腔静脉、软组织和血管,甚至有坏死或肝裂等情况;2)肝脏与一些邻近器官之间的边界模糊,难以分辨.针对这些问题,提出了边缘关注模型(EAM)及边缘关注网络(EANet).该网络采用了Encoder-Decoder(编码-解码)的模型框架:在编码器中运用了在ImageNet上预训练好的残差网络ResNet34和EAM,由此来充分获取肝脏边缘的细节特征信息;在解码器中则运用了反卷积操作和EAM对有效信息进行特征提取,进而得到肝脏影像的语义分割图.最后,对分割后噪声较大的图片实施了平滑处理.在三个数据集上与AHCNet进行对比,结果显示:在3Dircadb数据集上,EANet的体积重叠误差(VOE)和相对体积差异(RVD)分别降低了1.95个百分点和0.11个百分点,且DICE精度提高了1.58个百分点;在Sliver07数据集上,EANet的VOE、最大表面距离(MSD)和均方差对称表面距离(RMSD)分别降低了大约1个百分点、3.3 mm和0.2 mm;在某医院临床MRI肝脏影像数据集上,EANet的VOE和RVD分别降低了0.88个百分点和0.31个百分点,且DICE精度提高了1.48个百分点.实验结果表明,所提出的EANet具有较好的肝脏图像分割效果.