Retinal fundus images can be an invaluable diagnosis tool for screening epidemic diseases like hypertension or diabetes. And they become especially useful when the arterioles and venules they depict are clearly identified and annotated. However, manual annotation of these vessels is extremely time demanding and taxing, which calls for automatic segmentation. Although convolutional neural networks can achieve high overlap between predictions and expert annotations, they often fail to produce topologically correct predictions of tubular structures. This situation is exacerbated by the bifurcation versus crossing ambiguity which causes classification mistakes. This paper shows that including a topology preserving term in the loss function improves the continuity of the segmented vessels, although at the expense of artery-vein misclassification and overall lower overlap metrics. However, we show that by including an orientation score guided convolutional module, based on the anisotropic single sided cake wavelet, we reduce such misclassification and further increase the topology correctness of the results. We evaluate our model on public datasets with conveniently chosen metrics to assess both overlap and topology correctness, showing that our model is able to produce results on par with state-of-the-art from the point of view of overlap, while increasing topological accuracy.


翻译:眼底图像可作为筛查高血压、糖尿病等流行性疾病的重要诊断工具,尤其在清晰识别并标注视网膜小动脉与小静脉时更为有效。然而,人工标注这些血管极其耗时费力,因此亟需自动化分割方法。尽管卷积神经网络能实现预测结果与专家标注的高重叠度,但其对管状结构的预测常缺乏拓扑正确性。分叉与交叉的混淆问题进一步加剧了分类错误。本文表明,在损失函数中加入拓扑保持项可提升分割血管的连续性,但这会以牺牲动静脉分类准确性并降低整体重叠指标为代价。然而,通过引入基于各向异性单边蛋糕小波的导向评分卷积模块,我们能够减少此类分类错误,并进一步提高结果的拓扑正确性。我们在公开数据集上采用兼顾重叠度与拓扑正确性的指标进行评估,结果显示,本模型在保持与现有最优方法相当的重叠性能的同时,显著提升了拓扑准确性。

0
下载
关闭预览

相关内容

近期必读的六篇 ICML 2020【因果推理】相关论文
专知会员服务
88+阅读 · 2020年9月8日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
GNN 新基准!Long Range Graph Benchmark
图与推荐
0+阅读 · 2022年10月18日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
【推荐】全卷积语义分割综述
机器学习研究会
19+阅读 · 2017年8月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月18日
Arxiv
30+阅读 · 2022年9月10日
W-net: Bridged U-net for 2D Medical Image Segmentation
Arxiv
20+阅读 · 2018年7月12日
VIP会员
最新内容
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
0+阅读 · 25分钟前
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:04
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
6+阅读 · 今天13:49
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
5+阅读 · 今天13:37
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
专知会员服务
5+阅读 · 今天13:11
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
7+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
5+阅读 · 5月29日
相关VIP内容
近期必读的六篇 ICML 2020【因果推理】相关论文
专知会员服务
88+阅读 · 2020年9月8日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
GNN 新基准!Long Range Graph Benchmark
图与推荐
0+阅读 · 2022年10月18日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
【推荐】全卷积语义分割综述
机器学习研究会
19+阅读 · 2017年8月31日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员