Python(PyTorch和TensorFlow)图像分割卷积网络导图(生物医学)
🎯要点
- 语义分割图像
- 三层分割椭圆图像
- 脑肿瘤图像分割
- 动物图像分割
- 皮肤病变分割
- 多模态医学图像
- 多尺度特征生物医学
- 肖像多类和医学分割
- 通用图像分割模板
- 腹部胰腺图像分割分类注意力网络
- 病灶边界分割
- 气胸图像分割

Python生物医学图像卷积网络
该网络由收缩路径和扩展路径组成,收缩路径是一种典型的卷积网络,由重复应用卷积组成,每个卷积后跟一个整流线性单元 (ReLU) 和一个最大池化操作。在收缩过程中,空间信息减少,而特征信息增加。扩展路径通过一系列向上卷积和连接将特征和空间信息与收缩路径中的高分辨率特征相结合。
在生物医学图像分割中有很多应用,例如脑图像分割和肝脏图像分割以及蛋白质结合位点预测。也应用于物理科学,例如在材料显微照片的分析中。以下是此网络的一些变体和应用:
- 像素级回归及其在全色锐化中的应用
- 从稀疏注释学习密集体积分割
- 在 ImageNet 上进行预训练以进行图像分割
- 图像到图像的转换以估计荧光染色
- 蛋白质结构的结合位点预测
网络训练中数学计算
能量函数是通过最终特征图上的逐像素 soft-max 与交叉熵损失函数相结合来计算的。soft-max 定义为 p k ( x ) = exp ( a k ( x ) ) / ( ∑ k ′ = 1 K exp ( a k ′ ( x ) ) ) p_k( x )=\exp \left(a_k( x )\right) /\left(\sum_{k^{\prime}=1}^K \exp \left(a_{k^{\prime}}( x )\right)\right) pk(x)=exp(ak(x))/(∑k′=1Kexp(ak′(x))),其中 a k ( x ) a_k( x ) ak(x) 表示像素位置 x ∈ Ω x \in \Omega x∈Ω且 Ω ⊂ Z 2 \Omega \subset Z ^2 Ω⊂Z2 处特征通道 k k k 的激活。 K K K 是类别的数量, p k ( x ) p_k( x ) pk(x)是近似的最大函数。然后,交叉熵在每个位置上惩罚 p ℓ ( x ) ( x ) p_{\ell( x )}( x ) pℓ(x)(x) 与 1 的偏差,使用下式
E = ∑ x ∈ Ω w ( x ) log ( p ℓ ( x ) ( x ) ) E=\sum_{ x \in \Omega} w( x ) \log \left(p_{\ell( x )}( x )\right) E=x∈Ω∑w(x)log(pℓ(x)(x))
其中 ℓ : Ω → { 1 , … , K } \ell: \Omega \rightarrow\{1, \ldots, K\} ℓ:Ω→{1,…,K} 是每个像素的真实标签, w : Ω → R w: \Omega \rightarrow R w:Ω→R 是我们引入的权重图,以赋予某些像素更多的重要性在训练中。我们预先计算每个地面真实分割的权重图,以补偿训练数据集中某一类像素的不同频率,并迫使网络学习我们在接触细胞之间引入的小分离边界。分离边界使用形态学运算计算。然后计算权重图为
w ( x ) = w c ( x ) + w 0 ⋅ exp ( − ( d 1 ( x ) + d 2 ( x ) ) 2 2 σ 2 ) w( x )=w_c( x )+w_0 \cdot \exp \left(-\frac{\left(d_1( x )+d_2( x )\right)^2}{2 \sigma^2}\right) w(x)=wc(x)+w0⋅exp(−2σ2(d1(x)+d2(x))2)
其中 w c : Ω → R w_c:\Omega\rightarrow R wc:Ω→R是平衡类别频率的权重图, d 1 : Ω → R d_1:\Omega\rightarrow R d1:Ω→R表示到最近单元格边界的距离, d 2 : Ω → R d_2:\Omega\rightarrow R d2:Ω→R表示到第二个最近单元格边界的距离。在我们的实验中,我们设置 w 0 = 10 w_0=10 w0=10 和 σ ≈ 5 \sigma \approx 5 σ≈5 像素。
当只有少量训练样本可用时,数据增强对于教会网络所需的不变性和鲁棒性至关重要。对于显微图像,我们主要需要平移和旋转不变性以及对变形和灰度值变化的鲁棒性。尤其是训练样本的随机弹性变形似乎是用很少的带注释图像训练分割网络的关键概念。
代码构建模型
实现可分为三个部分。首先,我们将定义收缩路径中使用的编码器块。该块由两个 3×3 卷积层、后跟 ReLU 激活层和 2×2 最大池化层组成。第二部分是解码器块,它从下层获取特征图,对其进行上转换、裁剪并将其与同级编码器数据连接,然后执行两个 3×3 卷积层,然后执行 ReLU 激活。第三部分是使用这些块定义模型。
编码模块
def encoder_block(inputs, num_filters): x = tf.keras.layers.Conv2D(num_filters, 3, padding = 'valid')(inputs) x = tf.keras.layers.Activation('relu')(x) x = tf.keras.layers.Conv2D(num_filters, 3, padding = 'valid')(x) x = tf.keras.layers.Activation('relu')(x) x = tf.keras.layers.MaxPool2D(pool_size = (2, 2), strides = 2)(x) return x
解码模块
def decoder_block(inputs, skip_features, num_filters): x = tf.keras.layers.Conv2DTranspose(num_filters, (2, 2), strides = 2, padding = 'valid')(inputs) skip_features = tf.image.resize(skip_features, size = (x.shape[1], x.shape[2])) x = tf.keras.layers.Concatenate()([x, skip_features]) x = tf.keras.layers.Conv2D(num_filters, 3, padding = 'valid')(x) x = tf.keras.layers.Activation('relu')(x) x = tf.keras.layers.Conv2D(num_filters, 3, padding = 'valid')(x) x = tf.keras.layers.Activation('relu')(x) return x
打印模型简要
import tensorflow as tf def model(input_shape = (256, 256, 3), num_classes = 1): inputs = tf.keras.layers.Input(input_shape) s1 = encoder_block(inputs, 64) s2 = encoder_block(s1, 128) s3 = encoder_block(s2, 256) s4 = encoder_block(s3, 512) b1 = tf.keras.layers.Conv2D(1024, 3, padding = 'valid')(s4) b1 = tf.keras.layers.Activation('relu')(b1) b1 = tf.keras.layers.Conv2D(1024, 3, padding = 'valid')(b1) b1 = tf.keras.layers.Activation('relu')(b1) s5 = decoder_block(b1, s4, 512) s6 = decoder_block(s5, s3, 256) s7 = decoder_block(s6, s2, 128) s8 = decoder_block(s7, s1, 64) outputs = tf.keras.layers.Conv2D(num_classes, 1, padding = 'valid', activation = 'sigmoid')(s8) model = tf.keras.models.Model(inputs = inputs, outputs = outputs, name = 'NetModel') return model if __name__ == '__main__': model = model(input_shape=(572, 572, 3), num_classes=2) model.summary()
输出
Model: "NetModel"
__________________________________________________________________________________________________Layer (type) Output Shape Param # Connected to
==================================================================================================input_6 (InputLayer) [(None, 572, 572, 3 0 [] )] conv2d_95 (Conv2D) (None, 570, 570, 64 1792 ['input_6[0][0]'] ) activation_90 (Activation) (None, 570, 570, 64 0 ['conv2d_95[0][0]'] ) conv2d_96 (Conv2D) (None, 568, 568, 64 36928 ['activation_90[0][0]'] ) activation_91 (Activation) (None, 568, 568, 64 0 ['conv2d_96[0][0]'] ) max_pooling2d_20 (MaxPooling2D (None, 284, 284, 64 0 ['activation_91[0][0]'] ) ) conv2d_97 (Conv2D) (None, 282, 282, 12 73856 ['max_pooling2d_20[0][0]'] 8) activation_92 (Activation) (None, 282, 282, 12 0 ['conv2d_97[0][0]'] 8) conv2d_98 (Conv2D) (None, 280, 280, 12 147584 ['activation_92[0][0]'] 8) activation_93 (Activation) (None, 280, 280, 12 0 ['conv2d_98[0][0]'] 8) max_pooling2d_21 (MaxPooling2D (None, 140, 140, 12 0 ['activation_93[0][0]'] ) 8) conv2d_99 (Conv2D) (None, 138, 138, 25 295168 ['max_pooling2d_21[0][0]'] 6) activation_94 (Activation) (None, 138, 138, 25 0 ['conv2d_99[0][0]'] 6) conv2d_100 (Conv2D) (None, 136, 136, 25 590080 ['activation_94[0][0]'] 6) activation_95 (Activation) (None, 136, 136, 25 0 ['conv2d_100[0][0]'] 6) max_pooling2d_22 (MaxPooling2D (None, 68, 68, 256) 0 ['activation_95[0][0]'] ) conv2d_101 (Conv2D) (None, 66, 66, 512) 1180160 ['max_pooling2d_22[0][0]'] activation_96 (Activation) (None, 66, 66, 512) 0 ['conv2d_101[0][0]'] conv2d_102 (Conv2D) (None, 64, 64, 512) 2359808 ['activation_96[0][0]'] activation_97 (Activation) (None, 64, 64, 512) 0 ['conv2d_102[0][0]'] max_pooling2d_23 (MaxPooling2D (None, 32, 32, 512) 0 ['activation_97[0][0]'] ) conv2d_103 (Conv2D) (None, 30, 30, 1024 4719616 ['max_pooling2d_23[0][0]'] ) activation_98 (Activation) (None, 30, 30, 1024 0 ['conv2d_103[0][0]'] ) conv2d_104 (Conv2D) (None, 28, 28, 1024 9438208 ['activation_98[0][0]'] ) activation_99 (Activation) (None, 28, 28, 1024 0 ['conv2d_104[0][0]'] ) conv2d_transpose_20 (Conv2DTra (None, 56, 56, 512) 2097664 ['activation_99[0][0]'] nspose) tf.image.resize_20 (TFOpLambda (None, 56, 56, 512) 0 ['max_pooling2d_23[0][0]'] ) concatenate_20 (Concatenate) (None, 56, 56, 1024 0 ['conv2d_transpose_20[0][0]', ) 'tf.image.resize_20[0][0]'] conv2d_105 (Conv2D) (None, 54, 54, 512) 4719104 ['concatenate_20[0][0]'] activation_100 (Activation) (None, 54, 54, 512) 0 ['conv2d_105[0][0]'] conv2d_106 (Conv2D) (None, 52, 52, 512) 2359808 ['activation_100[0][0]'] activation_101 (Activation) (None, 52, 52, 512) 0 ['conv2d_106[0][0]'] conv2d_transpose_21 (Conv2DTra (None, 104, 104, 25 524544 ['activation_101[0][0]'] nspose) 6) tf.image.resize_21 (TFOpLambda (None, 104, 104, 25 0 ['max_pooling2d_22[0][0]'] ) 6) concatenate_21 (Concatenate) (None, 104, 104, 51 0 ['conv2d_transpose_21[0][0]', 2) 'tf.image.resize_21[0][0]'] conv2d_107 (Conv2D) (None, 102, 102, 25 1179904 ['concatenate_21[0][0]'] 6) activation_102 (Activation) (None, 102, 102, 25 0 ['conv2d_107[0][0]'] 6) conv2d_108 (Conv2D) (None, 100, 100, 25 590080 ['activation_102[0][0]'] 6) activation_103 (Activation) (None, 100, 100, 25 0 ['conv2d_108[0][0]'] 6) conv2d_transpose_22 (Conv2DTra (None, 200, 200, 12 131200 ['activation_103[0][0]'] nspose) 8) tf.image.resize_22 (TFOpLambda (None, 200, 200, 12 0 ['max_pooling2d_21[0][0]'] ) 8) concatenate_22 (Concatenate) (None, 200, 200, 25 0 ['conv2d_transpose_22[0][0]', 6) 'tf.image.resize_22[0][0]'] conv2d_109 (Conv2D) (None, 198, 198, 12 295040 ['concatenate_22[0][0]'] 8) activation_104 (Activation) (None, 198, 198, 12 0 ['conv2d_109[0][0]'] 8) conv2d_110 (Conv2D) (None, 196, 196, 12 147584 ['activation_104[0][0]'] 8) activation_105 (Activation) (None, 196, 196, 12 0 ['conv2d_110[0][0]'] 8) conv2d_transpose_23 (Conv2DTra (None, 392, 392, 64 32832 ['activation_105[0][0]'] nspose) ) tf.image.resize_23 (TFOpLambda (None, 392, 392, 64 0 ['max_pooling2d_20[0][0]'] ) ) concatenate_23 (Concatenate) (None, 392, 392, 12 0 ['conv2d_transpose_23[0][0]', 8) 'tf.image.resize_23[0][0]'] conv2d_111 (Conv2D) (None, 390, 390, 64 73792 ['concatenate_23[0][0]'] ) activation_106 (Activation) (None, 390, 390, 64 0 ['conv2d_111[0][0]'] ) conv2d_112 (Conv2D) (None, 388, 388, 64 36928 ['activation_106[0][0]'] ) activation_107 (Activation) (None, 388, 388, 64 0 ['conv2d_112[0][0]'] ) conv2d_113 (Conv2D) (None, 388, 388, 2) 130 ['activation_107[0][0]'] ==================================================================================================
Total params: 31,031,810
Trainable params: 31,031,810
Non-trainable params: 0
__________________________________________________________________________________________________
图像分割和预测
import numpy as np
from PIL import Image
from tensorflow.keras.preprocessing import image img = Image.open('cat.png')
img = img.resize((572, 572))
img_array = image.img_to_array(img)
img_array = np.expand_dims(img_array[:,:,:3], axis=0)
img_array = img_array / 255.model = umodel(input_shape=(572, 572, 3), num_classes=2) predictions = model.predict(img_array)
predictions = np.squeeze(predictions, axis=0)
predictions = np.argmax(predictions, axis=-1)
predictions = Image.fromarray(np.uint8(predictions*255))
predictions = predictions.resize((img.width, img.height)) predictions.save('predicted_image.jpg')
predictions
👉更新:亚图跨际
相关文章:
Python(PyTorch和TensorFlow)图像分割卷积网络导图(生物医学)
🎯要点 语义分割图像三层分割椭圆图像脑肿瘤图像分割动物图像分割皮肤病变分割多模态医学图像多尺度特征生物医学肖像多类和医学分割通用图像分割模板腹部胰腺图像分割分类注意力网络病灶边界分割气胸图像分割 Python生物医学图像卷积网络 该网络由收缩路径和扩…...
DevOps实现CI/CD实战(七)- Jenkins集成k8s实现自动化CI
自动化CI操作 1. 安装gitlab plugin 工具 ##### 2. 配置流水线任务的构建触发器,复制URL:http://192.168.201.111:8080/project/pipeline 3. Gitlab配置Webhooks,将上面的url:http://192.168.201.111:8080/project/pipeline粘…...
从ES6到ES2023 带你深入了解什么是ES
从ES6到ES2023,我们深入探索ECMAScript(简称ES)的演变与发展,了解这一JavaScript标准背后的技术革新和进步。ECMAScript作为JavaScript的标准化版本,每年都在不断推出新版本,为开发者带来更加丰富和强大的功…...
openVX加速-常见问题:适用场景、AI加速、安装方式等
1. 哪些算法处理推荐使用 OpenVX OpenVX 是非常适合图像处理和计算机视觉任务的框架,特别是在需要高性能和硬件加速的场景下。如果你的前处理和后处理涉及到图像滤波、边缘检测、颜色转换等操作,使用 OpenVX 可以带来性能提升。 OpenVX 更适合处理以下…...
国产芯片LT8711HE:TYPE-C/DP1.2转HDMI2.0转换器,4k60Hz高分辨率
以下为LT8711HE芯片的简单介绍,如有介绍不尽之处,请指出 LT8711HE是一个高性能的Type-C/DP1.2到HDMI2.0转换器,用于连接USB Type-C源或DP1.2源到HDMI2.0接收器。 LT8711HE集成了一个DP1.2兼容的接收器和一个HDMI2.0兼容的发射器。另外&…...
论文翻译:arxiv-2024 Benchmark Data Contamination of Large Language Models: A Survey
Benchmark Data Contamination of Large Language Models: A Survey https://arxiv.org/abs/2406.04244 大规模语言模型的基准数据污染:一项综述 文章目录 大规模语言模型的基准数据污染:一项综述摘要1 引言 摘要 大规模语言模型(LLMs&…...
Java+Swing用户信息管理系统
JavaSwing用户信息管理系统 一、系统介绍二、功能展示1.管理员登陆2.用户信息查询3.用户信息添加4.用户信息修改5.用户信息删除 三、系统实现1.UserDao .java 四、其它1.其他系统实现 一、系统介绍 该系统实现了管理员系统登陆、用户信息查询、用户信息添加、用户信息修改、用…...
数据结构基础详解(C语言): 栈的括号匹配(实战)与栈的表达式求值特殊矩阵的压缩存储
文章目录 栈的应用1.栈的括号匹配代码实战:问题分析:2.栈的表达式求值2.1 中缀、后缀、前缀表达式2.2 中缀表达式改写为后缀表达式(手算)2.3 后缀表达式的计算(手算)2.4 中缀表达式转前缀表达式(手算)和计算前缀表达式2.5后缀表达式的计算(机算)2.6 中缀表达式转后缀…...
C# 关于多线程同步不同实现方式
栏目总目录 AutoResetEvent class MainClass {// the array of consumer threadsprivate static List<Thread> consumers new List<Thread> ();// the task queueprivate static Queue<Action> tasks new Queue<Action>();// the synchronisation o…...
【人工智能学习笔记】4_2 深度学习基础之多层感知机
感知机概述 感知机是人工智能最早的模型,是一种有监督的算法,本质上是一个二分类问题,是神经网络和支持向量机的基础缺点:感知机智能解决单纯的线性问题 感知机的过程 多层感知机的层级结构 多层感知机的层级结构主要包括输入层、隐藏层和输出层、可以用于拟合非线性函数。…...
WPS2019如何打出各种横线
WPS2019如何打出各种横线 测试于WPS2019...
Vue获取后端重定向拼接的参数
前言 比如我们要重定向这样一个连接: http://192.168.2.189:8081?nameadmin springboot重定向: Vue获取: getParam(param) {var reg new RegExp("(^|&)" param "([^&]*)(&|$)");var r location.searc…...
vscode spring boot项目编辑yaml不自动提示补全如何解决
文章目录 properties能够自动弹出提示但是YAML文件就不会自动弹出提示ctrl空格不出提示的解决办法 properties能够自动弹出提示 但是YAML文件就不会自动弹出提示 只是不会自动弹出来而已,按ctrl空格即可解决 ctrl空格不出提示的解决办法 如果按ctrl空格没有用 …...
算法练习题19——leetcode141环形链表
题目描述 给你一个链表的头节点 head ,判断链表中是否有环。 如果链表中有某个节点,可以通过连续跟踪 next 指针再次到达,则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环,评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置&a…...
基于人类反馈的强化学习概述
文章目录 RLHF 概述人类反馈数据的收集由于对齐标准难以通过形式化的优化目标进行建模,因此研究人员提出了基于人类反馈的强化学习(Reinforcement Learning from Human Feedback, RLHF),引入人类反馈对大语言模型的行为进行指导。我们将首先介绍基于人类反馈的强化学习的整…...
【SIT1463Q】带振铃抑制功能的CAN收发器,替代TJA1463
【SIT1463Q】带振铃抑制功能的CAN收发器,替代TJA1463 SIT1463Q核心亮点: 满足ISO11898-2:2016高速CAN规范的物理层要求和CiA601-4:2019 SIC规范要求。 支持高达8Mbps的数据速率。 更稳定的位时序,比特对称性增强,降低…...
CCF刷题计划——坐标变换(其二)(前缀和)
坐标变换(其二) 首先我按照一般的逻辑写出来,居然超时了??? 之后想了想,还是觉得大有可为的,对拉伸前缀积,对旋转前缀和成功解决问题。 80分:超时 #inclu…...
游戏开发简述
《黑神话:悟空》爆红后,游戏开发一时成为热点。作为个人或小公司,能否进入游戏开发领域。从纯技术角度而言,并不是可望不可即: 另:学会了,哪怕自己干不成,招游戏开发的岗位也不少&am…...
最新前端开发VSCode高效实用插件推荐清单
在此进行总结归类工作中用到的比较实用的、有助于提升开发效率的VSCode插件。大家有其他的好插件推荐的也欢迎留言评论区哦😄 基础增强 Chinese (Simplified) Language Pack: 提供中文界面。 Code Spell Checker: 检查代码中的拼写错误。 ESLint: 集成 ESLint&…...
分布式调度方案:Elastic-Job
文章目录 一、什么是分布式调度二、Elastic-Job 介绍三、Elastic-Job 实战3.1 环境搭建3.1.1 本地部署3.1.2 服务器部署3.1.3 Zookeeper 管控台界面 3.2 入门案例3.3 SpringBoot 集成 Elastic-Job3.4 任务分片(★)3.5 Dataflow 类型调度任务 一、什么是分…...
Vim 调用外部命令学习笔记
Vim 外部命令集成完全指南 文章目录 Vim 外部命令集成完全指南核心概念理解命令语法解析语法对比 常用外部命令详解文本排序与去重文本筛选与搜索高级 grep 搜索技巧文本替换与编辑字符处理高级文本处理编程语言处理其他实用命令 范围操作示例指定行范围处理复合命令示例 实用技…...
(十)学生端搭建
本次旨在将之前的已完成的部分功能进行拼装到学生端,同时完善学生端的构建。本次工作主要包括: 1.学生端整体界面布局 2.模拟考场与部分个人画像流程的串联 3.整体学生端逻辑 一、学生端 在主界面可以选择自己的用户角色 选择学生则进入学生登录界面…...
dedecms 织梦自定义表单留言增加ajax验证码功能
增加ajax功能模块,用户不点击提交按钮,只要输入框失去焦点,就会提前提示验证码是否正确。 一,模板上增加验证码 <input name"vdcode"id"vdcode" placeholder"请输入验证码" type"text&quo…...
家政维修平台实战20:权限设计
目录 1 获取工人信息2 搭建工人入口3 权限判断总结 目前我们已经搭建好了基础的用户体系,主要是分成几个表,用户表我们是记录用户的基础信息,包括手机、昵称、头像。而工人和员工各有各的表。那么就有一个问题,不同的角色…...
转转集团旗下首家二手多品类循环仓店“超级转转”开业
6月9日,国内领先的循环经济企业转转集团旗下首家二手多品类循环仓店“超级转转”正式开业。 转转集团创始人兼CEO黄炜、转转循环时尚发起人朱珠、转转集团COO兼红布林CEO胡伟琨、王府井集团副总裁祝捷等出席了开业剪彩仪式。 据「TMT星球」了解,“超级…...
CVE-2020-17519源码分析与漏洞复现(Flink 任意文件读取)
漏洞概览 漏洞名称:Apache Flink REST API 任意文件读取漏洞CVE编号:CVE-2020-17519CVSS评分:7.5影响版本:Apache Flink 1.11.0、1.11.1、1.11.2修复版本:≥ 1.11.3 或 ≥ 1.12.0漏洞类型:路径遍历&#x…...
【JVM】Java虚拟机(二)——垃圾回收
目录 一、如何判断对象可以回收 (一)引用计数法 (二)可达性分析算法 二、垃圾回收算法 (一)标记清除 (二)标记整理 (三)复制 (四ÿ…...
Vite中定义@软链接
在webpack中可以直接通过符号表示src路径,但是vite中默认不可以。 如何实现: vite中提供了resolve.alias:通过别名在指向一个具体的路径 在vite.config.js中 import { join } from pathexport default defineConfig({plugins: [vue()],//…...
【p2p、分布式,区块链笔记 MESH】Bluetooth蓝牙通信 BLE Mesh协议的拓扑结构 定向转发机制
目录 节点的功能承载层(GATT/Adv)局限性: 拓扑关系定向转发机制定向转发意义 CG 节点的功能 节点的功能由节点支持的特性和功能决定。所有节点都能够发送和接收网格消息。节点还可以选择支持一个或多个附加功能,如 Configuration …...
springboot 日志类切面,接口成功记录日志,失败不记录
springboot 日志类切面,接口成功记录日志,失败不记录 自定义一个注解方法 import java.lang.annotation.ElementType; import java.lang.annotation.Retention; import java.lang.annotation.RetentionPolicy; import java.lang.annotation.Target;/***…...
