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基于MRI医学图像的脑肿瘤分级

本文对近年来脑磁共振(MR)图像分割和肿瘤分级分类技术进行概述。文章强调了早期发现脑肿瘤及其分级的必要性。在磁共振成像(MRI)中,肿瘤可能看起来很清楚,但医生需要对肿瘤区域进行量化,以便进一步治疗。数字图像处理方法和机器学习有助于医生进一步诊断、治疗、手术前后的决策,从而发挥放射科医生和计算机数据处理之间的协同作用。本文旨在回顾以胶质瘤(包括星形细胞瘤)为靶点的肿瘤患者的脑部MR图像分割和分类的最新进展。阐述了用于肿瘤特征提取和分级的方法,这些方法可以整合到标准临床成像协议中。最后,对该技术的现状、未来发展和趋势进行了评估。本文发表在Biomedical Signal Processing and Control杂志。

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图像识别泛化能力人机对比:CNN比人类还差得远

我们通过 12 种不同类型的图像劣化(image degradation)方法,比较了人类与当前的卷积式深度神经网络(DNN)在目标识别上的稳健性。首先,对比三种著名的 DNN(ResNet-152、VGG-19、GoogLeNet),我们发现不管对图像进行怎样的操作,几乎所有情况下人类视觉系统都更为稳健。我们还观察到,当信号越来越弱时,人类和 DNN 之间的分类误差模式之间的差异会逐渐增大。其次,我们的研究表明直接在畸变图像上训练的 DNN 在其所训练的同种畸变类型上的表现总是优于人类,但在其它畸变类型上测试时,DNN 却表现出了非常差的泛化能力。比如,在椒盐噪声上训练的模型并不能稳健地应对均匀白噪声,反之亦然。因此,训练和测试之间噪声分布的变化是深度学习视觉系统所面临的一大关键难题,这一难题可通过终身机器学习方法而系统地解决。我们的新数据集包含 8.3 万个精心度量的人类心理物理学试验,能根据人类视觉系统设置的图像劣化提供对终身稳健性的有用参考。

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SinGAN: Learning a Generative Model from a Single Natural Image

我们介绍了SinGAN,这是一个无条件的生成模型,可以从单一的自然图像中学习。我们的模型经过训练,可以捕捉到图像中斑块的内部分布,然后能够生成高质量的、多样化的样本,这些样本承载着与图像相同的视觉内容。SinGAN包含一个完全卷积GAN的金字塔,每个负责学习图像不同比例的斑块分布。这允许生成任意大小和长宽比的新样本,这些样本具有显著的可变性,但同时保持训练图像的全局结构和精细纹理。与以前的单一图像GAN方案相比,我们的方法不限于纹理图像,也不是有条件的(即它从噪声中生成样本)。用户研究证实,生成的样本通常被混淆为真实的图像。我们说明了SinGAN在广泛的图像处理任务中的效用。

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