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一種模糊邊緣增強的皮膚病變圖像分割方法和系統

文檔序號:41766462發布日期:2025-04-29 18:36閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種模糊邊緣增強的皮膚病變圖像分割方法,其特征在于,包括步驟s110-s140:

2.根據權利要求1所述的模糊邊緣增強的皮膚病變圖像分割方法,其特征在于,所述的跳躍連接包括一個殘差注意力感知模塊raam,raam由細節增強模塊deblock以及通道注意力和空間注意力以及一個殘差連接組成。

3.根據權利要求2所述的模糊邊緣增強的皮膚病變圖像分割方法,其特征在于,所述的跳躍連接中,首先接收來自主干網絡的輸入特征圖fi,輸入特征圖fi首先經過細節增強模塊deblock,提取細節邊緣信息,輸出增強后的特征圖;將經過細節增強的特征圖輸入到通道注意力模塊ca,計算各通道的重要性權重,生成通道增強特征圖;同時增強特征圖還會經過空間注意力模塊sa,計算各像素位置的權重分布,生成空間增強特征圖;通道注意力和空間注意力的輸出相乘,以融合通道和空間的權重信息,得到進一步優化的特征圖fp;

4.根據權利要求1所述的模糊邊緣增強的皮膚病變圖像分割方法,其特征在于,瓶頸層bottleneck由兩個swin?transformer模塊串聯組成,在bottleneck層還設計了一個殘差連接用來校準特征圖信息;swin?transformer模塊是基于移位窗口構建,每個swintransformer塊由層歸一化ln、多頭自注意力模塊w-msa、殘差連接和具有gelu非線性的2層mlp組成。

5.根據權利要求4所述的模糊邊緣增強的皮膚病變圖像分割方法,其特征在于,瓶頸層bottleneck中具體的算法步驟為:首先,對輸入特征進行層歸一化,以標準化特征分布,然后,將特征劃分為固定大小的窗口,在每個窗口內執行多頭自注意力w-msa操作,從而高效捕獲局部區域的信息;多頭自注意力w-msa的輸出與原始輸入特征通過殘差連接相加,以保留輸入特征的信息;隨后,再次對特征進行層歸一化ln,并通過一個具有gelu激活函數的多層感知機mlp提取非線性特征,形成第一個swin?transformer模塊的輸出;第二個swintransformer模塊的結構與第一個塊區別在于使用移位窗口的多頭自注意力sw-msa機制,通過將窗口劃分方式移位,跨窗口捕獲全局信息,實現更豐富的特征交互。

6.根據權利要求1所述的模糊邊緣增強的皮膚病變圖像分割方法,其特征在于,解碼器采用五個細節增強模塊deblock;在上采樣階段,為了降低參數量,采用雙線性插值來恢復特征圖的空間尺寸;此外,解碼器還接收來自跳躍連接的特征圖,并與通過雙線性插值得到的特征圖在通道維度上進行拼接,進一步整合多層特征信息;具體而言,解碼器第五層接收來自bottleneck的輸出特征,并對其進行上采樣;上采樣后的特征圖與來自第四個raam的輸出特征拼接后,輸入第五個deblock進行特征整合;整合后的特征圖進入解碼器第四層,經過上采樣后,與來自第三個raam的特征拼接,再傳入第四個deblock處理;以此類推,解碼器第三層將整合后的特征圖上采樣,并與來自第二個raam的特征拼接,送入第三個deblock完成特征融合;解碼器第二層重復上述操作,將上采樣特征與第一個raam的輸出拼接后,傳入第二個deblock進行整合;最后,解碼器第一層對特征圖進行上采樣,輸入最后一個deblock完成最終的特征提取。

7.根據權利要求1所述的模糊邊緣增強的皮膚病變圖像分割方法,其特征在于,所述的輸出端,分割頭使用一個1x1的卷積核以及sigmoid激活函數,得到最終的圖像分割結果。

8.根據權利要求1所述的模糊邊緣增強的皮膚病變圖像分割方法,其特征在于,在步驟s130中,利用步驟s110中準備的原始圖像訓練數據集itrain和手動標注的標簽數據集ltrain對模型進行訓練。

9.根據權利要求8所述的模糊邊緣增強的皮膚病變圖像分割方法,其特征在于,具體訓練流程如下:首先,將訓練圖像輸入網絡以生成當前迭代的預測結果;然后,將該預測結果與對應的手動標注進行比較,通過損失函數計算損失值;接著,使用隨機梯度下降優化器計算梯度,并通過反向傳播更新網絡權重;重復上述步驟,直至滿足預設的誤差標準,從而完成模型訓練;最后,使用原始圖像測試數據集itest和對應的手動標注測試數據集ltest對模型進行驗證,以評估其性能;

10.一種基于殘差像素差分卷積的模糊邊緣增強皮膚病變分割系統,其特征在于,所述系統執行權利要求1-9任一所述的方法。


技術總結
本發明公開了一種模糊邊緣增強的皮膚病變圖像分割方法和系統,所述的方法包括步驟S110?S140:S110:收集臨床皮膚病變圖像數據;S120:構建殘差像素差分卷積的模糊邊緣分割網絡ResPDCNet;S130:對構建的ResPDCNet進行訓練;S140:根據網絡訓練結果,給出皮膚病變區域分割結果。本發明提出一種基于殘差像素差分卷積的模糊邊緣增強皮膚病變圖像分割方法。這種方法通過殘差像素卷積塊提取目標病變區域的細節邊緣細節,解決臨床醫學圖像中存在的前景區域與背景區域的像素差異小的問題,其次通過殘差注意力塊進行空間和通道的特征提取感知病變部位大小和位置,解決病變部位大小不一、病變位置難以定位問題。

技術研發人員:強彥,孫繼杰,李青,李華玲,章永來,王彥瑾,霍佳鑫,郭瑛璇
受保護的技術使用者:中北大學
技術研發日:
技術公布日:2025/4/28
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