16、3D眼底照片的视盘形状分析与弱监督视网膜脱离分割

3D眼底照片的视盘形状分析与弱监督视网膜脱离分割

1. 3D视盘形状分析方法与结果

在对3D视盘(ONH)形状进行分析时,提出了一种具有深度编码器和轻量级解码器的神经网络,以像素级总视网膜厚度(TRT)图的形式估计ONH深度信息。为了评估该方法的性能,采用了均方根误差(RMSE)和皮尔逊相关系数进行量化分析,并将其与U-Net方法进行对比。

  • 实验结果对比
    • 总体视网膜体积(TRV)和区域体积 :从表1可以看出,与OCT真实值相比,所提出的方法在TRV和各个区域体积(鼻侧、颞侧、上方、下方和视盘周围)的测量上,RMSE均显著低于U-Net方法,且皮尔逊相关系数显著更高。例如,TRV的RMSE,提出方法为1.69 $mm^3$,而U-Net方法为2.23 $mm^3$;皮尔逊相关系数,提出方法为0.85,U-Net方法为0.53。
    • 形状模型 :基于102个OCT TRT厚度图的主成分分析(PCA),前八个主成分(形状模型)覆盖了总系统能量的90.6%。对于这八个形状模型,提出方法的形状测量RMSE和皮尔逊相关系数同样优于U-Net方法。如形状模型1的RMSE,提出方法为0.49,U-Net方法为0.90;皮尔逊相关系数,提出方法为0.88,U-Net方法为0.53。
TRV 鼻侧 颞侧 上方 <
【四旋翼无人机】具备螺旋桨倾斜机构的全驱动四旋翼无人机:建模控制研究(Matlab代码、Simulink仿真实现)内容概要:本文围绕具备螺旋桨倾斜机构的全驱动四旋翼无人机展开研究,重点探讨其系统建模控制策略,结合Matlab代码Simulink仿真实现。文章详细分析了无人机的动力学模型,特别是引入螺旋桨倾斜机构后带来的全驱动特性,使其在姿态位置控制上具备更强的机动性自由度。研究涵盖了非线性系统建模、控制器设计(如PID、MPC、非线性控制等)、仿真验证及动态响应分析,旨在提升无人机在复杂环境下的稳定性和控制精度。同时,文中提供的Matlab/Simulink资源便于读者复现实验并进一步优化控制算法。; 适合人群:具备一定控制理论基础和Matlab/Simulink仿真经验的研究生、科研人员及无人机控制系统开发工程师,尤其适合从事飞行器建模先进控制算法研究的专业人员。; 使用场景及目标:①用于全驱动四旋翼无人机的动力学建模仿真平台搭建;②研究先进控制算法(如模型预测控制、非线性控制)在无人机系统中的应用;③支持科研论文复现、课程设计或毕业课题开发,推动无人机高机动控制技术的研究进展。; 阅读建议:建议读者结合文档提供的Matlab代码Simulink模型,逐步实现建模控制算法,重点关注坐标系定义、力矩分配逻辑及控制闭环的设计细节,同时可通过修改参数和添加扰动来验证系统的鲁棒性适应性。
### 无监督域泛化在眼底视杯视盘分割的应用 #### 背景介绍 随着深度学习的发展,医学像处理领域取得了显著进步。特别是对于眼科疾病诊断而言,自动化的视杯和视盘分割技术至关重要。然而,在不同设备获取的眼底像之间存在较大差异,这使得模型难以跨数据集保持良好性能。因此,研究者们提出了利用无监督域泛化(unsupervised domain generalization, UDG)来解决这一挑战。 #### 方法概述 一种有效的UDG策略是在训练阶段引入多个源域的数据,并通过特定机制使网络能够适应未见过的目标域分布。具体到眼底视杯视盘分割任务上: - **特征提取器设计**:构建共享编码器用于捕捉输入片的空间结构信息;同时加入额外分支以增强对局部细节的理解[^1]。 - **对抗损失函数设置**:采用条件生成对抗网络(cGANs),让判别器区分来自各个已知源域以及未知目标域样本的同时,迫使生成器产出具有相似统计特性的伪标签谱作为辅助指导信号[^2]。 - **一致性正则项添加**:为了提高预测稳定性并减少过拟合风险,可以在测试时间施加某种形式的一致性约束——即当给定同一张原始RGB三通道彩色照片经过轻微扰动变换后的两个版本时,期望得到几乎相同的二值掩码输出结果。 ```python import torch.nn as nn class FeatureExtractor(nn.Module): def __init__(self): super().__init__() self.shared_encoder = ... # 定义共享部分架构 def forward(self, x): features = self.shared_encoder(x) return features def compute_adversarial_loss(real_outputs, fake_outputs): criterion = nn.BCEWithLogitsLoss() real_labels = torch.ones_like(real_outputs).cuda() fake_labels = torch.zeros_like(fake_outputs).cuda() loss_real = criterion(real_outputs, real_labels) loss_fake = criterion(fake_outputs, fake_labels) total_adv_loss = (loss_real + loss_fake)/2. return total_adv_loss ``` 上述代码片段展示了如何定义一个简单的特征抽取模块以及计算对抗损失的方法之一。 #### 实验验证效果评估 实验表明,所提出的框架能够在不依赖任何新环境标注的前提下有效提升跨中心迁移能力。通过对公开可用数据库如DRIVE、STARE等进行充分预训练之后再迁移到私有采集平台上的表现来看,该方案确实有助于缓解因硬件配置参差不齐而导致的偏差问题。
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