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基于深度学习的脑部多发性硬化症病灶分割

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第一章 绪论

1.1 问题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

第二章 深度学习的相关理论基础

2.1 深度学习

2.1.1 卷积神经网络发展历程

2.1.2 误差反向传播算法

2.2 卷积神经网络

2.2.1 卷积和池化

2.2.2 全连接层和Softmax

2.2.3 激活函数

2.2.4 权重调整和参数更新

2.2.5 Dropout

2.3 深度学习框架Caffe

2.4 本章小结

3.1 算法流程

3.1.1 数据来源及图像预处理

3.2 核磁共振图像的预处理

3.2.1 BET算法去脑壳

3.2.2 偏移场校正

3.2.3 基于fsl-anat算法的多图谱配准

3.3网络结构设计

3.3.1 AlexNet网络简介

3.3.2 改进结构的网络设计

3.4 实验步骤及结果分析

3.5 本章小结

4.1 算法流程

4.2 图像预分割

4.3 FCN图像分割

4.3.1 全卷积神经网络

4.3.2 上采样

4.3.3 FCN网络结构设计

4.4 实验步骤及结果分析

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 下一步工作

参考文献

攻读硕士学位期间的科研成果

致谢

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摘要

多发性硬化症(Multiple Sclerosis,MS)是中枢神经常见疾病,在急性活动期中枢神经白质有脱髓鞘斑,陈旧病变则形成钙化斑。患者会有全身症状,严重的会致盲,记忆力下降,甚至瘫痪。目前检测MS最有效的辅助诊断手段就是磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)。由于专家勾画MS病灶所需时间长,难度大,实现自动分割非常有必要。针对这一问题,本文提出基于深度学习的MS病灶识别及分割方法。所进行的主要工作如下: (1)对当前图像处理技术进行研究,通过分析研究大量相关文献,对问题背景和国内外研究近况做出分析,并对现在常用的方法作了总结比较。 (2)对CNN的基本原理进行介绍,简述了神经网络的发展历程以及CNN各组成部分的基本原理及其作用。 (3)提出了基于CNN的MRI图像分类方法以识别脑部MRI图像的MS病灶。首先对MRI图像进行了去脑壳、偏移场校正和配准等预处理,然后对AlexNet模型作了改善,提出一种新的网络模型用于分类。此外,还使用了ImageNet大型数据集先进行了预训练,然后根据迁移学习的原理,将预训练得到的网络参数迁移到改进网络,经过微调处理,输入经过预处理的MRI图像作训练和测试,最终实现病灶识别。 (4)提出了基于FCN的MS病灶图像分割方法。首先介绍了本文所用的网络结构以及FCN实现图像分割的关键——上采样的原理,使用超像素算法对图像进行了预分割,最后与现有方法的分割结果作对比,同时对病灶体积作了估算。

著录项

  • 作者

    宋连嵩;

  • 作者单位

    山东师范大学;

  • 授予单位 山东师范大学;
  • 学科 电子与通信工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 王晶晶;
  • 年度 2019
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类
  • 关键词

    深度学习; 脑部; 多发性硬化症; 病灶;

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