基于卷积神经网络的医学图像分割的数据增强方法研究
摘要
医学图像分割在病理图片的自动分析、放疗区域的靶区勾画以及常见疾病的早期筛查中有广泛 应用。本文提出了一种基于卷积神经网络的数据增强方法，即病变镜像技术。该技术可以在原始图像的基础上 以 50% 几率随机生成新的图像和注释，让医学图像中的病变区域更加清晰，从而达到医学图像分割的目的。 为了验证该技术的应用效果，设计了传统数据增强（TDA）与 Mixup、Cutmix、病变镜像的对照实验，并选择 Dice 相似系数作为评价标准。结果显示，病变镜像对医学图像的分割结果优于其他 3 种技术，数据增强效果明显。参考
[1] 金燕 , 薛智中 . 基于循环残差卷积神经网络的
医学图像分割方法和装置 [J]. 计算机辅助设计与图形
学学报 ,2022(8):11-12.
[2] 秦志远 , 朱峻泷 , 张琛 . 基于 ResNet34-UNet
的静脉超声图像分割方法研究 [J]. 临床超声医学杂
志 ,2022(1):52-55.
[3] 朱双玲 , 古丽娜孜 . 基于卷积神经网络的遥感
图像语义分割方法研究 [J]. 计算机科学与应用 ,2021(2):
146-149.
[4] 明子雯 . 基于卷积神经网络的医学图像分割的
数据增强方法研究 [J]. 信息记录材料 ,2022(005):023.
[5] 陈大千 , 张凡 , 郝鹏翼等 . 结合多尺度通道注
意力和边界增强的 2D 医学图像分割 [J]. 计算机辅助设
计与图形学学报 ,2022,34(11):1742-1752.
[6] 陈屹东 , 张琴 , 兰蓝等 . 深度卷积神经网络方
法在医学图像分割应用中的综述 [J]. 中国卫生信息管
理杂志 ,2021,18(02):278-284.
[7] 王天任 , 李伊宁 , 王弘熠等 . 医学图像数据增
强技术的研究现状与进展 [J]. 中国当代医药 ,2021,28
(03):34-37+44.
[8] 徐 航 , 随 力 , 张 靖 雯 等 . 卷 积 神 经 网 络 在
医学图像分割中的研究进展 [J]. 中国医学物理学杂
志 ,2019,36(11):1302-1306.
[9] 姚力 , 刘佳敏 , 谢咏圭 , 等 . 基于细胞神经网络
的图像分割及其在医学图像中的应用 [J]. 中国科学 : 技
术科学 ,2001(02):72-76.
[10] 马其鹏、谢林柏、彭力 . 改进的卷积神经
网络在医学影像分割中的应用 [J]. 激光与光电子学进
展 ,2020,57(14):7.
[11] 杨培伟 , 周余红 , 邢岗 , 等 . 卷积神经网络
在生物医学图像上的应用进展 [J]. 计算机工程与应
用 ,2021,57(7):15.
[12] 周信宏 , 黄钢 .PET-CT 多模态融合在图像
语义分割的应用进展 [J]. 中国医学物理学杂志 ,2023,40
(6):683-694.
[13] 林岚 , 吴玉超 , 王婧璇 , 等 . 基于卷积神经网
络的语义分割技术及其在脑神经影像应用中的研究进
展 [J]. 北京工业大学学报 ,2021,47(1):8.
[14] 伍佳 , 梅天灿 . 顾及区域信息的卷积神经网
络在影像语义分割中的应用 [J]. 科学技术与工程 ,2018.
DOI:CNKI:SUN:KXJS.0.2018-21-042.
[15] 陈艳霞 . 基于卷积网络模型优化学习的磁共
振成像的研究 [D]. 中国科学院大学 ( 中国科学院深圳
先进技术研究院 ),2020.
[16] 何炎柏 . 卷积神经网络在医学影像分割上的
现状与挑战 [J]. 计算机与网络 ,2020,46(17):2.
[17] 王霄，朱恩照，艾自胜 . 卷积神经网络的原
理及其在医学影像诊断中的应用 [J]. 中国医学物理学
杂志 , 2022,39(12):1485-1489.
[18] 黄江珊 , 高娃 , 宿静 ,et al. 基于卷积神经网络
与长短期记忆网络的医学影像数据管理方法研究 [J].
医学与社会 2020 年 33 卷 6 期 , 84-89,110 页 , ISTIC
PKU, 2020:上海城建职业学院2020年度校级科研项目.
