Convolutional Neural Networks (CNNs) have shown remarkable progress in medical image segmentation. However, lesion segmentation remains a challenge to state-of-the-art CNN-based algorithms due to the variance in scales and shapes. On the one hand, tiny lesions are hard to be delineated precisely from the medical images which are often of low resolutions. On the other hand, segmenting large-size lesions requires large receptive fields, which exacerbates the first challenge. In this paper, we present a scale-aware super-resolution network to adaptively segment lesions of various sizes from the low-resolution medical images. Our proposed network contains dual branches to simultaneously conduct lesion mask super-resolution and lesion image super-resolution. The image super-resolution branch will provide more detailed features for the segmentation branch, i.e., the mask super-resolution branch, for fine-grained segmentation. Meanwhile, we introduce scale-aware dilated convolution blocks into the multi-task decoders to adaptively adjust the receptive fields of the convolutional kernels according to the lesion sizes. To guide the segmentation branch to learn from richer high-resolution features, we propose a feature affinity module and a scale affinity module to enhance the multi-task learning of the dual branches. On multiple challenging lesion segmentation datasets, our proposed network achieved consistent improvements compared to other state-of-the-art methods.


翻译:卷积神经网络(CNN)在医学图像分割领域已取得显著进展。然而,由于病灶在尺度和形状上的差异,病灶分割对基于CNN的最先进算法仍是一项挑战。一方面,微小病灶难以从通常分辨率较低的医学图像中精确分割;另一方面,分割大尺寸病灶需依赖大感受野,这进一步加剧了前一个难题。本文提出一种尺度感知的超分辨率网络,用于从低分辨率医学图像中自适应分割不同尺寸的病灶。该网络包含双分支结构,可同时实现病灶掩膜超分辨率与病灶图像超分辨率。其中,图像超分辨率分支为分割分支(即掩膜超分辨率分支)提供更精细的特征,以实现细粒度分割;同时,我们在多任务解码器中引入尺度感知的空洞卷积模块,根据病灶尺寸自适应调整卷积核的感受野。为引导分割分支从更丰富的高分辨率特征中学习,我们提出特征关联模块和尺度关联模块,以增强双分支的多任务学习能力。在多个具有挑战性的病灶分割数据集上,我们提出的网络相较于其他最先进方法实现了持续的性能提升。

0
下载
关闭预览

相关内容

100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
0+阅读 · 2015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
1+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 · 2011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
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月17日
VIP会员
最新内容
《通往人工通用智能之路上的均衡策略》
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:22
《人工智能与军事整合:现状与未来风险》报告
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:12
《Palantir的科技生态系统》
专知会员服务
14+阅读 · 6月2日
《反无人机系统传感器融合》90页报告
专知会员服务
16+阅读 · 6月2日
运用人工智能与卫星通信驱散“战争迷雾”
专知会员服务
7+阅读 · 6月2日
综述 | OPSD:大语言模型的在线策略自蒸馏
专知会员服务
7+阅读 · 6月1日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
0+阅读 · 2015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
1+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 · 2011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
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员