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X射线图像中的目标检测

每天有数百万人乘坐地铁、民航飞机等公共交通工具,因此行李的安全检测将保护公共场所免受恐怖主义等影响,在安全防范中扮演着重要角色。但随着城市人口的增长,使用公共交通工具的人数逐渐增多,在获得便利的同时带来很大的不安全性,因此设计一种可以帮助加快安全检查过程并提高其效率的系统非常重要。卷积神经网络等深度学习算法不断发展,也在各种不同领域(例如机器翻译和图像处理)发挥了很大作用,而目标检测作为一项基本的计算机视觉问题,能为图像和视频理解提供有价值的信息,并与图像分类、机器人技术、人脸识别和自动驾驶等相关。在本项目中,我们将一起探索几个基于深度学习的目标检测模型,以对X射线图像中的违禁物体进行定位和分类为基础,并比较这几个模型在不同指标上的表现。

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图像分割综述

这一大部分我们将要介绍的是深度学习大火之前人们利用数字图像处理、拓扑学、数学等方面的只是来进行图像分割的方法。当然现在随着算力的增加以及深度学习的不断发展,一些传统的分割方法在效果上已经不能与基于深度学习的分割方法相比较了,但是有些天才的思想还是非常值得我们去学习的。 1.基于阈值的分割方法 阈值法的基本思想是基于图像的灰度特征来计算一个或多个灰度阈值,并将图像中每个像素的灰度值与阈值作比较,最后将像素根据比较结果分到合适的类别中。因此,该方法最为关键的一步就是按照某个准则函数来求解最佳灰度阈值。 阈值法特别适用于目标和背景占据不同灰度级范围的图。 图像若只有目标和背景两大类,那么只需要选取一个阈值进行分割,此方法成为单阈值分割;但是如果图像中有多个目标需要提取,单一阈值的分割就会出现作物,在这种情况下就需要选取多个阈值将每个目标分隔开,这种分割方法相应的成为多阈值分割。

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BRAIN:用于阿尔茨海默病分类的可解释深度学习框架的开发和验证

阿尔茨海默症是全世界痴呆症的主要病因,随着人口老龄化,患病负担不断增加,在未来可能会超出社会的诊断和管理能力。目前的诊断方法结合患者病史、神经心理学检测和MRI来识别可能的病例,然而有效的做法仍然应用不一,缺乏敏感性和特异性。在这里,本文报告了一种可解释的深度学习策略,该策略从MRI、年龄、性别和简易智力状况检查量表(mini-mental state examination ,MMSE) 得分等多模式输入中描绘出独特的阿尔茨海默病特征(signatures)。该框架连接了一个完全卷积网络,该网络从局部大脑结构到多层感知器构建了疾病概率的高分辨率图,并对个体阿尔茨海默病风险进行了精确、直观的可视化,以达到准确诊断的目的。该模型使用临床诊断的阿尔茨海默病患者和认知正常的受试者进行训练,这些受试者来自阿尔茨海默病神经影像学倡议(ADNI)数据集(n = 417),并在三个独立的数据集上进行验证:澳大利亚老龄化影像、生物标志物和生活方式研究(AIBL)(n = 382)、弗雷明汉心脏研究(FHS)(n = 102)和国家阿尔茨海默病协调中心(NACC)(n = 582)。使用多模态输入的模型的性能在各数据集中是一致的,ADNI研究、AIBL、FHS研究和NACC数据集的平均曲线下面积值分别为0.996、0.974、0.876和0.954。此外,本文的方法超过了多机构执业神经科医生团队(n = 11)的诊断性能,通过密切跟踪死后组织病理学的损伤脑组织验证了模型和医生团队的预测结果。该框架提供了一种可适应临床的策略,用于使用常规可用的成像技术(如MRI)来生成用于阿尔茨海默病诊断的细微神经成像特征;以及将深度学习与人类疾病的病理生理过程联系起来的通用方法。本研究发表在BRAIN杂志。

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改进YOLOv5的合成孔径雷达图像舰船目标检测方法

针对合成孔径雷达图像目标检测易受噪声和背景干扰影响, 以及多尺度条件下检测性能下降的问题, 在兼顾网络规模和检测精度的基础上, 提出了一种改进的合成孔径雷达舰船目标检测算法。使用坐标注意力机制, 在确保轻量化的同时抑制了噪声与干扰, 以提高网络的特征提取能力; 融入加权双向特征金字塔结构以实现多尺度特征融合, 设计了一种新的预测框损失函数以改善检测精度, 同时加快算法收敛, 从而实现了对合成孔径雷达图像舰船目标的快速准确识别。实验验证表明, 所提算法在合成孔径雷达舰船检测数据集(synthetic aperture radar ship detection dataset, SSDD)上的平均精度均值达到96.7%, 相比于YOLOv5s提高1.9%, 训练时收敛速度更快, 且保持了网络轻量化的特点, 在实际应用中具有良好前景。

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