全尺度密集卷积U型网络的视网膜血管分割算法
2024-03-21何志豪雷帮军王雨蝶
计算机工程与设计 2024年3期
夏 平,何志豪,雷帮军,彭 程,王雨蝶
(1.三峡大学 水电工程智能视觉监测湖北省重点实验室,湖北 宜昌 443002;2.三峡大学 计算机与信息学院,湖北 宜昌 443002)
0 引 言
视网膜的相关疾病易导致视网膜的损伤[1,2],如糖尿病常见并发症之一的糖网病[3]使视网膜产生新生血管、或大片视网膜血管缺血,引起视力下降、复视等症状;利用视网膜图像分割中血管的粗细、弯曲度以及空间结构特性,医生可以诊断视网膜是否存在病变或结构异常,因此,视网膜血管分割用于辅助医生分析和研究视网膜疾病[4,5],对视网膜相关疾病的预防和治疗具有重要的意义[6,7]。视网膜血管粗细变化跨度大,既有明显的粗血管,也有大量细小血管,且血管与背景边界模糊;此外,血管结构类似树支状,各枝节相互交错,分支和分叉结构复杂;且视网膜血管病变程度不同,造成血管粗细、对比度以及血管结构特征发生明显变化。因此,视网膜血管的分割存在一定的困难。
传统机器学习的视网膜血管分割主要有模糊C均值(FCM)聚类[8]、多方向滤波[9]、多尺度小波算子等方法。传统算法主要存在表达视网膜图像的特征并不充分,算法泛化能力局限于通过人工设计特征而设计的算法模型[10]。随着深度学习技术的发展与在医学领域中的应用,基于深度学习的视网膜血管分割取得了优良的分割效果。文献[11]采用Unet编解码结构应用于医学图像分割,编码器提取特征信息并降低图像尺寸大小,减少计算量,解码器将提取的特征恢复到原始图像大小,保留更多空间信息。……
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