1.肺結節的檢測
根據資料的標籤是座標還是掩膜,選取不同的方法。標籤是座標選取目標檢測方法,標籤是掩膜則選取影象分割演算法.
2.unet網路介紹
unet是乙個在醫學影象處理領域,應用很廣泛的網路結構,是一種全卷積神經網路,輸入和輸出都是影象,沒有全連線層。較淺的高解析度層用來解決畫素定位的問題,較深的層用來解決畫素分類的問題。u-net 構造了乙個收縮網路和乙個擴張網路,形成了乙個 u 型結構。收縮過程通過不斷的卷積(convolution)和池化(pooling)操作提取特徵。擴張過程與收縮過程相對應,通過上取樣(upsampling)和卷積操作來獲取的特徵。u-net 的特點在於收縮網路和擴張網路是相互對映的關係,在擴張的過程中,通過合併與之對映的收縮層特徵補全丟失的邊界資訊,提公升**邊緣資訊的準確性。與segnet,vgg 等網路結構相比,u-net 具有訓練時間短,結構簡單,樣本需求少等優勢。
3.損失函式
(1).dice 損失
訓練分割網路,我們採用 dice loss作為損失函式,dice loss定義如下:
dice 係數是一種集合相似度函式,用來評判兩個樣本之間的相似程度,兩個樣本相似度越好,dice係數越大,相應的損失就越小,故可採用1-dice作為損失。
4.提取肺實質
在影象中,最小的單位是畫素,每個畫素周圍有8個鄰接畫素,常見的鄰接關係有2種:4鄰接與8鄰接。4鄰接一共4個點,即上下左右,如下左圖所示。8鄰接的點一共有8個,包括了對角線位置的點,如下圖所示。
如果畫素點a與b鄰接,我們稱a與b連通,於是我們不加證明的有如下的結論: 如果a與b連通,b與c連通,則a與c連通。 在視覺上看來,彼此連通的點形成了乙個區域,而不連通的點形成了不同的區域。這樣的乙個所有的點彼此連通點構成的集合,我們稱為乙個連通區域。 下面這符圖中,如果考慮4鄰接,則有3個連通區域;如果考慮8鄰接,則有2個連通區域。
5.分類網路
分割網路檢測的疑似結點中含有大量的假陽性,比例大約是1:20,因此需要乙個分類網路進行假陽性衰減,判別每乙個疑似結點是否是真陽性,並給出屬於真陽性的概率。
資料處理步驟
分割網路檢測處的疑似結點作為分類網路的輸入資料,進行與分割階段相同的歸一化,翻轉以及隨機平移。由於正負樣本比例懸殊,在訓練分類網路的時候,控制正負樣本比例為1:3,比1:1或者不控制比例訓的準確率更高。
6.肺結節相關的演算法步驟
肺部區域提取。使用影象分割演算法生成肺部區域的mask圖,然後根據mask圖生成肺部區域影象。
疑似肺結節分割。
利用肺部分割生成的肺部區域影象,加上結節標註資訊生成的結節mask影象,訓練基於卷積神經網路的肺結節分割器。下圖基於卷積網路的肺結節分割結果,對分割結果影象進行二值化,提取連通塊等處理,提取出疑似肺結節。由於ct影象是乙個掃瞄序列,參賽者可能需要對多幀的結果進行融合。
疑似肺結節分類
找到疑似肺結節後,可以使用常見的影象分類演算法(如cnn等)對疑似肺結節進行分類,得出疑似肺結節是否為真正肺結節的概率。下圖是找到的肺結節例子。
相關評估指標
根據給出的座標資訊判斷結節是否檢測正確。如果結節落在以參考標準為中心半徑為r的球體中,則認為檢測正確。如果檢測到小於3mm的結節,賽題組既不認為是錯誤檢測也不認為是正確檢測。
根據提供的結節檢測概率,計算乙個froc曲線。sensitivity在1/8, 1/4, 1/2, 1, 2, 4和8一共7個不同的誤報情況下的平均值作為最終評判標準。
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