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        基于深度學(xué)習(xí)SERA-Net網(wǎng)絡(luò)的糖網(wǎng)病病變檢測(cè)模型研究

        2021-11-19 07:17張榮芬蔡乾宏劉宇紅
        關(guān)鍵詞:類別視網(wǎng)膜分級(jí)

        張榮芬,宋 鑫,蔡乾宏,劉宇紅

        (貴州大學(xué) 大數(shù)據(jù)與信息工程學(xué)院,貴州 貴陽(yáng) 550025)

        隨著信息技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們的生活水平越來越高,生活方式也發(fā)生了很大的變化。近年來,電子產(chǎn)品已經(jīng)成為現(xiàn)代人生活中不可分割的一部分,通過手機(jī)可以點(diǎn)外賣、打車、看電視,通過平板電腦可以進(jìn)行線上學(xué)習(xí),通過筆記本電腦可以線上辦公,可以說人們每天都會(huì)花大量時(shí)間來與電子產(chǎn)品打交道。但是這種長(zhǎng)時(shí)間與手機(jī)電腦做伴的現(xiàn)代生活方式,導(dǎo)致長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)量不足,加之高糖分、高熱量的飲食習(xí)慣,導(dǎo)致糖尿病患病率逐年上升。糖尿病會(huì)引起多種并發(fā)癥,糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy, DR)又稱糖網(wǎng)病即為其中之一。它是糖尿病常見的微血管并發(fā)癥,是指由糖尿病導(dǎo)致視網(wǎng)膜微血管損害所引起的一系列病變,嚴(yán)重會(huì)造成人視力低下及失明[1-2]。一個(gè)人患糖尿病時(shí)間越長(zhǎng),引發(fā)糖網(wǎng)病的幾率就越大。研究發(fā)現(xiàn),提前發(fā)現(xiàn)和早期預(yù)防是防止糖尿病視網(wǎng)膜病變?cè)斐梢暳φ系K和失明的主要方法[3]。

        糖網(wǎng)病患者視網(wǎng)膜上的病變包括視網(wǎng)膜出血、滲出物、糖尿病性黃斑水腫、棉絮斑、靜脈或動(dòng)脈病變等[4]。一般根據(jù)病變特征的大小、位置、類型等進(jìn)行糖網(wǎng)病病變等級(jí)的劃分,按其嚴(yán)重程度劃分為正常、輕度、中度、重度和增殖型糖網(wǎng)病[5]。輕度糖網(wǎng)病僅能在眼底圖像上觀察到微血管瘤,中度糖網(wǎng)病患者的眼底圖像上會(huì)觀察到滲出和輕微出血。到了重度糖網(wǎng)病時(shí)期,視網(wǎng)膜上出現(xiàn)棉絮斑,微血管瘤增多,不久之后就會(huì)發(fā)展為增殖型糖網(wǎng)病,導(dǎo)致弱視及失明。目前,臨床的糖網(wǎng)病篩查主要是依靠有經(jīng)驗(yàn)的眼科專家對(duì)病變圖像進(jìn)行人工篩查,其檢測(cè)流程復(fù)雜,對(duì)醫(yī)生臨床經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)素養(yǎng)要求較高。我國(guó)糖尿病患者群體龐大,給有限的醫(yī)療資源帶來極大的壓力。若能在早期對(duì)眼底圖像進(jìn)行自動(dòng)化分析與病變分級(jí)檢測(cè),則可以為患者節(jié)省大量的時(shí)間,還可以減輕醫(yī)療體系的負(fù)擔(dān),具有重大的研究意義。

        近年來,隨著機(jī)器學(xué)習(xí)[6]及深度學(xué)習(xí)在醫(yī)療圖像分類任務(wù)中取得顯著成果,基于深度學(xué)習(xí)方法的糖尿病視網(wǎng)膜病變檢測(cè)方法被不同學(xué)者相繼提出。主流方法有兩類:第一類是使用局部病變特征(如微動(dòng)脈瘤、出血等)的位置信息來確定糖網(wǎng)病的等級(jí)。例如PRATT等[7]搭建了具有數(shù)據(jù)增強(qiáng)功能的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(convolutional neural networks, CNN)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),能夠在分類過程中識(shí)別微動(dòng)脈瘤、滲出液及出血等復(fù)雜病變特征,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)診斷分類。VAN GRINSVEN等[8]通過動(dòng)態(tài)選擇錯(cuò)誤分類的陰性樣本進(jìn)行出血檢測(cè),加快了模型訓(xùn)練的速度。DAI等[9]利用文本報(bào)告和彩色眼底圖像的專業(yè)知識(shí),提出了一種用于微動(dòng)脈瘤檢測(cè)的多模式框架。YANG等[10]使用微動(dòng)脈瘤出血和滲出液的位置信息,設(shè)計(jì)了一個(gè)兩階段病變檢測(cè)與分類框架。LIN等[11]提出了一種先提取病變特征信息,然后將提取的特征信息與原始圖像融合的DR分級(jí)網(wǎng)絡(luò)。第二類則是基于全局圖像的監(jiān)督訓(xùn)練分類模型來對(duì)DR進(jìn)行分級(jí)。GULSHAN等[12]提出了使用Inception-V3網(wǎng)絡(luò)對(duì)DR進(jìn)行分級(jí)。BRAVO等[13]使用了VGG16和Inception-V4預(yù)訓(xùn)練模型,并對(duì)糖網(wǎng)病分類。GARGEYA等[14]設(shè)計(jì)了基于CNN的DR嚴(yán)重性檢測(cè)模型。WANG等[15]使用注意力機(jī)制著重關(guān)注可疑區(qū)域,并根據(jù)整幅圖像以及可疑的病變斑塊準(zhǔn)確預(yù)測(cè)疾病等級(jí)。連先峰等[16]提出一種基于多特征融合的深度學(xué)習(xí)視網(wǎng)膜病變圖像識(shí)別方法,增強(qiáng)模型的特征提取能力。總的來說,基于局部病變特征的深度學(xué)習(xí)分類方法需要提取眼底圖像中的病變特征,能為DR分級(jí)提供合理的依據(jù)。而全局圖像的深度學(xué)習(xí)分類方法省去了復(fù)雜的特征提取步驟,使得模型的泛化能力更強(qiáng),分類效果更好。

        本文提出了一種新穎的DR五分類SERA-Net模型。該模型通過將ResNeXt-50、SE-Net和Attention-Net結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了空間注意力機(jī)制和通道注意力機(jī)制的相互促進(jìn),使網(wǎng)絡(luò)更加關(guān)注眼底圖像的病變特征而忽略背景噪音,分級(jí)結(jié)果更準(zhǔn)確。

        1 病變分類的網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計(jì)

        1.1 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        本文DR病變檢測(cè)的五分類SERA-Net模型選用SE-ResNeXt-50為主干網(wǎng)絡(luò)。SERA-Net模型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        SE-ResNeXt-50結(jié)構(gòu)是在每個(gè)殘差ResNeXt單元都結(jié)合了SE-Net模塊的一種結(jié)構(gòu)。對(duì)輸入眼底圖像預(yù)處理,用SE-ResNeXt-50結(jié)構(gòu)提取圖像的特征得到特征圖F,之后將特征圖F輸入到Attention-Net模塊中生成注意力圖A。接著將特征圖F和注意力圖A逐元素相乘得到掩膜M,將注意力圖A和掩膜M分別進(jìn)行全局平均池化(global average pooling, GPA)操作,并將池化結(jié)果進(jìn)行逐元素相除。最后逐元素相除的結(jié)果通過Softmax層輸出分類的結(jié)果。整個(gè)模型可以用公式表示為

        O=softmax(gap(Ai)÷gap(Ai?Fi))

        (1)

        式中:O為輸出的分類結(jié)果;Ai和Fi分別為第i個(gè)注意力圖和第i個(gè)特征圖;?和÷分別為逐元素乘法和逐元素除法。

        1.2 ResNeXt

        當(dāng)網(wǎng)絡(luò)深度逐漸增加時(shí),分類結(jié)果的準(zhǔn)確率會(huì)隨之提升;但是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)深度達(dá)到一定的程度,網(wǎng)絡(luò)深度的繼續(xù)增加可能會(huì)導(dǎo)致在反向傳播過程中出現(xiàn)梯度消失與梯度爆炸等問題,引發(fā)準(zhǔn)確率的下降。這種問題稱為網(wǎng)絡(luò)的退化。為了解決網(wǎng)絡(luò)退化的問題,何凱明等在2015年提出了ResNet[17]的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。ResNet引入了恒等映射的思想,將淺層的特征與更深層的特征進(jìn)行特征融合,可以有效解決網(wǎng)絡(luò)退化等問題。

        多分支聚合轉(zhuǎn)換殘差網(wǎng)絡(luò)ResNeXt[18]與ResNet結(jié)構(gòu)相似,使用了ResNet最經(jīng)典的恒等映射結(jié)構(gòu),并且以可擴(kuò)展的方式使用了split-transform-merge策略,可在不增加參數(shù)的情況下提升模型準(zhǔn)確率。ResNeXt結(jié)構(gòu)如圖2所示。

        圖2 ResNeXt結(jié)構(gòu)Fig.2 The sructure of ResNeXt

        首先,將輸入特征分為32個(gè)分支,每個(gè)分支先經(jīng)過一個(gè)1×1的卷積層來使特征圖通道數(shù)變?yōu)?;其次,每個(gè)分支都通過一個(gè)3×3的卷積,再通過一個(gè)1×1的卷積層來使特征圖通道數(shù)變回原來的256;再次,將這32個(gè)分支的特征圖進(jìn)行融合,并用恒等映射將輸入特征與融合之后的輸出特征進(jìn)行進(jìn)一步融合,融合的結(jié)果作為最后的輸出。

        1.3 SE-Net

        SE-Net(Squeeze-and-Excitation Networks)是由HU等[19]在2018年首次提出。它不是一個(gè)單獨(dú)完整的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,而是一種插入式的模塊,可以方便地與各個(gè)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合。SE-Net模塊結(jié)構(gòu)如圖3所示。

        圖3 SE-Net結(jié)構(gòu)Fig.3 The structure of SE-Net

        SE-Net模塊主要包含Squeeze、Excitation和融合3個(gè)操作。Squeeze利用全局池化操作,將大小為W×H×C(W、H和C分別表示寬度、高度和通道)的特征壓縮為1×1×C的特征向量。Excitation包含2個(gè)全連接層、1個(gè)ReLU激活函數(shù)和1個(gè)Sigmoid激活函數(shù)。Squeeze操作得到的特征向量通過該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)后,得到每個(gè)通道的權(quán)重。融合操作將經(jīng)過Excitation操作的權(quán)重與沒有經(jīng)過Squeeze和Excitation操作的輸入特征圖進(jìn)行逐通道相乘,得到最后的輸出。對(duì)于輸入為W×H×C的輸入特征圖,經(jīng)過3個(gè)操作之后依舊得到W×H×C的輸出。

        另外,SE-Net引入了注意力的思想,構(gòu)造了特征通道之間的依賴關(guān)系,可以重視我們關(guān)注的有用特征信息而忽略無用的背景噪音。

        1.4 SE-ResNeXt

        為了使糖尿病視網(wǎng)膜病變分級(jí)結(jié)果更準(zhǔn)確,本文將ResNeXt結(jié)構(gòu)與SE-Net結(jié)構(gòu)相結(jié)合,對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)得到SE-ResNeXt。SE-ResNeXt結(jié)構(gòu)如圖4所示。

        圖4 SE-ResNeXt結(jié)構(gòu)Fig.4 The structure of SE-ResNeXt

        本文整體網(wǎng)絡(luò)主干結(jié)構(gòu)SE-ResNeXt-50采用了文獻(xiàn)[18]中的ResNeXt-50網(wǎng)絡(luò),在每個(gè)基本ResNeXt單元都加入了SE-Net模塊。SE-ResNeXt-50網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由16個(gè)基本模塊組成,其與原始ResNeXt-50的對(duì)比見表1。

        表1 ResNeXt-50和SE-ResNeXt-50結(jié)構(gòu)Tab.1 The structure of ResNeXt-50 and SE-ResNeXt-50

        1.5 Attention-Net

        由于眼底視網(wǎng)膜圖像結(jié)構(gòu)復(fù)雜,包括黃斑、正常的血管等結(jié)構(gòu),因此,細(xì)粒度對(duì)眼底圖像的病變特征提取非常重要。本文引入了注意力模塊,讓網(wǎng)絡(luò)在關(guān)注有用特征信息的同時(shí)忽略無用的背景噪音信息,從而提高結(jié)果的準(zhǔn)確性。

        本文的注意力模塊如圖5所示。輸入圖片先經(jīng)過1個(gè)Batch Norm層正則化,再經(jīng)過5個(gè)大小為1×1的卷積層輸出,其中前4個(gè)1×1卷積層后面連接1個(gè)ReLU激活函數(shù)。通過Attention-Net和SE-Net的融合,實(shí)現(xiàn)了空間注意力和通道注意力的相互促進(jìn),將網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的重點(diǎn)集中在眼底圖像的病變區(qū)域,可以更好地學(xué)習(xí)DR的病變特征,從而提升網(wǎng)絡(luò)的分類性能。

        圖5 Attention-Net模塊Fig.5 The module of attention-Net

        2 設(shè)計(jì)損失函數(shù)

        將上述網(wǎng)絡(luò)模型提取出的特征圖輸入Softmax函數(shù),數(shù)據(jù)被分為5類。由于DR數(shù)據(jù)集間分布極其不平衡(表2),沒有病的眼底圖像要遠(yuǎn)多于患有糖尿病視網(wǎng)膜病變的眼底圖像,因此,以往的損失函數(shù)如交叉熵?fù)p失函數(shù)不能區(qū)分類別之間的距離,而各個(gè)樣本的權(quán)重是一樣的,這使得DR圖像分級(jí)結(jié)果不理想。

        表2 EyePACE數(shù)據(jù)集病變分布Tab.2 The distribution of DR in EyePACE dataset

        為了緩解數(shù)據(jù)失衡問題以及減少精度損失,本文選用分級(jí)損失函數(shù)[20],這是一種為softmax函數(shù)增加權(quán)重的損失函數(shù)設(shè)計(jì)方法。分級(jí)損失函數(shù)公式如下:

        LDR=weighty(-log(Lsoftmax))

        (2)

        (3)

        (4)

        (5)

        式中:LDR為DR分級(jí)的損失函數(shù);weighty通過除以S對(duì)權(quán)重進(jìn)行歸一化;Lsoftmax為經(jīng)過Softmax層之后的損失函數(shù);S為所有類別中樣本的總和;x為訓(xùn)練樣本的類別;y為預(yù)測(cè)值(y∈[0,C-1]);N為類別數(shù)量。分級(jí)損失函數(shù)通過預(yù)測(cè)x和y之間的最大差值來計(jì)算類別之間的距離。在DR分級(jí)任務(wù)中,病變等級(jí)分為0~4這5個(gè)等級(jí),采用上述增加權(quán)重的分級(jí)損失函數(shù)時(shí),將第0級(jí)錯(cuò)誤地歸類為第4級(jí)會(huì)比歸類為第1級(jí)付出更大的代價(jià)(錯(cuò)誤權(quán)重分別為5/15和1/15)。

        3 數(shù)據(jù)集與圖像預(yù)處理

        3.1 數(shù)據(jù)集

        本文使用的EyePACE數(shù)據(jù)集來自Kaggle中的“糖尿病視網(wǎng)膜病變檢測(cè)競(jìng)賽”,https://www.kaggle.com/c/diabeticretinopathy-detection。該數(shù)據(jù)集包含了2組數(shù)量非常多且在不同成像條件下拍攝的高分辨率視網(wǎng)膜眼底圖像。其中,有35 126張公開評(píng)級(jí)的訓(xùn)練眼底圖像和53 576張未公開評(píng)級(jí)的測(cè)試圖片,并且數(shù)據(jù)集中每一張右眼圖像都有一張相對(duì)應(yīng)的左眼圖像;這些圖像尺寸從289×433像素到3 456×5 184像素;每一張眼底圖像都給出了病變等級(jí)標(biāo)簽,其標(biāo)簽值為{0,1,2,3,4},病變嚴(yán)重程度從0(正常)到4(增殖性DR)依次加重。EyePACE數(shù)據(jù)集訓(xùn)練集的數(shù)據(jù)分布情況見表2。從表2可以看出,EyePACE數(shù)據(jù)集的確高度不平衡,其中大多數(shù)圖像都屬于第一類(無DR)。

        本文的訓(xùn)練、驗(yàn)證和測(cè)試使用EyePACE公開的35 126張圖像數(shù)據(jù)集,包含0級(jí)圖片25 810張,1級(jí)圖片2 443張,2級(jí)圖片5 292張,3級(jí)圖片873張,4級(jí)圖片708張。圖像數(shù)據(jù)集按照3 ∶1 ∶1的比例劃分為訓(xùn)練集、驗(yàn)證集和測(cè)試集,其中測(cè)試集不參與訓(xùn)練。每張圖片根據(jù)糖網(wǎng)病的嚴(yán)重程度標(biāo)記為{0,1,2,3,4}5個(gè)等級(jí),如圖6所示。

        圖6 糖尿病視網(wǎng)膜病變的5個(gè)等級(jí)Fig.6 The five levels of DR

        3.2 圖像預(yù)處理

        在糖尿病視網(wǎng)膜圖片的采集過程中,由于成像環(huán)境、圖片采集設(shè)備以及操作人員的技術(shù)差距等客觀因素的影響,獲取到的眼底圖像在亮度、對(duì)比度以及分辨率大小上會(huì)有較大的差距。因此,在將彩色眼底圖像輸入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練之前,應(yīng)該先對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行預(yù)處理操作。

        EyePACE數(shù)據(jù)集圖像分辨率不一樣,先裁剪原始圖片周圍的黑色邊框來縮小圖片寬度,將圖片分辨率調(diào)整為512×512;然后對(duì)所有圖片進(jìn)行減去均值后除以標(biāo)準(zhǔn)差的操作,實(shí)現(xiàn)RGB三個(gè)通道上的標(biāo)準(zhǔn)化;最后使用CLAHE[21]增強(qiáng)病理特征與背景之間的對(duì)比度。如圖7所示,(a)是分辨率為1 520×960的原始眼底圖像,(b)為裁剪掉黑色邊框后尺寸為512×512的圖像,(c)為標(biāo)準(zhǔn)化后的眼底圖像,(d)為經(jīng)過CLAHE操作后的眼底圖像。由圖7可見,經(jīng)過預(yù)處理之后的眼底圖像,病變特征更為明顯。

        圖7 圖像預(yù)處理Fig.7 Image preprocessing

        同時(shí),為了防止有限訓(xùn)練數(shù)據(jù)帶來的過擬合,還需對(duì)實(shí)驗(yàn)中每個(gè)epoch的所有訓(xùn)練圖片進(jìn)行水平翻轉(zhuǎn)、隨機(jī)裁剪,加入隨機(jī)高斯噪聲等即時(shí)數(shù)據(jù)增強(qiáng),提升深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)能力。

        4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

        4.1 實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)

        本文采用與Kaggle糖尿病視網(wǎng)膜檢測(cè)競(jìng)賽相同的二次加權(quán)Kappa[22](quadratic weighted Kappa)分?jǐn)?shù)作為DR分級(jí)的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。為評(píng)價(jià)其相關(guān)性,進(jìn)一步使用歸一化混淆矩陣和對(duì)角線的平均值,即分類準(zhǔn)確度的平均值(average of classification accuracy, ACA)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。本文繪制了受試者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲線,計(jì)算了ROC曲線下的面積(area under curve, AUC),分別用來評(píng)判分類器成功區(qū)分不同病患類別的能力和分類器的可分離性。

        4.2 實(shí)驗(yàn)的環(huán)境及參數(shù)設(shè)置

        本文實(shí)驗(yàn)使用Linux操作系統(tǒng),系統(tǒng)版本為Ubuntu 16.04.4,CPU使用Intel-core i9-9900k,GPU使用Nvidia GTX1080*2,內(nèi)存大小為64 GB,Disk大小為8 TB。訓(xùn)練時(shí)使用隨機(jī)梯度下降法(stochastic gradient descent, SGD),設(shè)置batch-size為32,初始學(xué)習(xí)率為0.01。模型權(quán)重采用正太分布隨機(jī)初始化,并使用驗(yàn)證集的二次加權(quán)Kappa分?jǐn)?shù)來檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性能。

        4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練時(shí),在訓(xùn)練集和驗(yàn)證集上得到的二次加權(quán)Kappa分?jǐn)?shù),如圖8所示。圖中藍(lán)色實(shí)線為訓(xùn)練集上的二次加權(quán)Kappa值,最大值為0.868 0;綠色虛線為驗(yàn)證集上的二次加權(quán)Kappa值,最大值為0.791 3。最后在測(cè)試數(shù)據(jù)集上得到的二次加權(quán)Kappa值為0.760 6。

        圖8 DR的二次加權(quán)Kappa曲線Fig.8 The quadratic weighted Kappa curve of DR

        雖然ROC曲線通常只適用于二分類問題,但是可通過一對(duì)多的方式將其拓展到多分類問題中。DR病變等級(jí)分為5個(gè)類別,當(dāng)需要生成0類別的ROC曲線時(shí),可以將0類視為正類,其他4個(gè)類別視為負(fù)類,這樣每個(gè)病變類別都能得到一條ROC曲線和AUC值。DR五分類的AUROC如圖9所示。對(duì)圖9中5條ROC曲線下的面積求平均值得到最終的AUC,其值為0.871 9。

        圖9 AUROCFig.9 AUROC

        本文模型應(yīng)用在DR分級(jí)任務(wù)時(shí)的歸一化混淆矩陣如圖10所示。圖中橫軸代表預(yù)測(cè)值,縱軸對(duì)應(yīng)真實(shí)標(biāo)簽?;煜仃囍校鲗?duì)角線上的值表示預(yù)測(cè)正確的圖片數(shù)量在該類所有真實(shí)圖像數(shù)量中的占比。將主對(duì)角線上所有值的總和求均值就能得到ACA,其值為0.557 4。

        從圖10可以看出:除了DR1類容易被預(yù)測(cè)為DR0類外,每一類大部分都預(yù)測(cè)到了正確的位置;DR0類是最容易檢測(cè)的類別,DR1類是最難區(qū)分的類別。此外,相鄰類別比較容易發(fā)生誤判,差別較大的類別發(fā)生誤判的概率較低。

        圖10 DR分級(jí)預(yù)測(cè)歸一化混淆矩陣Fig.10 Normalized confusion matrix for the DR severity prediction task

        4.4 不同算法的評(píng)估指標(biāo)對(duì)比

        本文提出的糖網(wǎng)病五分類網(wǎng)絡(luò)模型在EyePACE測(cè)試數(shù)據(jù)集的二次加權(quán)Kappa值為0.760 6、ACA值為0.557 4,平均AUC值為0.871 9。為了更直觀的衡量模型的表現(xiàn),實(shí)驗(yàn)最后同其他一些現(xiàn)有的方法進(jìn)行了測(cè)試與對(duì)比,結(jié)果見表3。

        表3 實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果Tab.3 The experimental comparison result

        由表3可見,本文方法的二次加權(quán)Kappa和ACA值均為最佳,說明本文提出的SERA-Net模型在糖尿病視網(wǎng)膜病變分類任務(wù)里擁有較好的分類性能。

        5 結(jié)論

        本文提出了一種有效的SERA-Net深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),用于糖尿病視網(wǎng)膜病變程度分級(jí)。其中,ResNeXt繼承了ResNet網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn),在不增加參數(shù)的情況下提升了模型的準(zhǔn)確率;同時(shí),通過SE-Net和Attention-Net的融合,實(shí)現(xiàn)了空間注意力和通道注意力的相互促進(jìn),使得網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的重點(diǎn)更好地集中在眼底圖像的病變區(qū)域,可以更好地學(xué)習(xí)DR的病變特征,從而提升了網(wǎng)絡(luò)的分類性能。

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