3 个月前

基于U-Net++与EfficientNet编码器的视网膜图像中视盘、杯状结构及黄斑检测

基于U-Net++与EfficientNet编码器的视网膜图像中视盘、杯状结构及黄斑检测

摘要

视网膜结构(如视盘、杯状结构和黄斑)的精确检测对于年龄相关性黄斑变性(AMD)、青光眼及其他视网膜疾病的分析至关重要。现有的大多数分割方法通常将这些视网膜结构分别进行检测,导致在计算机辅助眼科诊断与筛查中难以实现结构间的联合分析。为解决这一问题,本文提出了一种将视盘、杯状结构与黄斑联合分析的新方法。该方法基于改进的U-Net++架构,并采用EfficientNet-B4作为主干网络,实现对视盘(含杯状结构)及黄斑的联合检测。通过在U-Net++中利用跳过连接(skip connections)融合EfficientNet提取的深层特征,提升了分割的精确性。研究采用ADAM与REFUGE挑战赛提供的数据集对模型性能进行评估。实验结果表明,该方法在ADAM和REFUGE数据集上的视盘分割Dice系数分别达到94.74%和95.73%,表现优异;在黄斑定位任务中,于ADAM数据集上实现了平均26.17像素的欧氏距离误差。该方法在ISBI ADAM 2020挑战赛的视盘检测与分割任务中荣获第一名。

基准测试

基准方法指标
fovea-detection-on-refuge-challengeEfficientNet+U-Net++
Euclidean Distance (ED): 35.18
optic-cup-detection-on-refuge-challengeEfficientNet+U-Net++
IoU: 0.8128
optic-cup-segmentation-on-refuge-challengeEfficientNet+U-Net++
Dice: 0.8762
optic-disc-detection-on-refuge-challengeEfficientNet+U-Net++
IoU: 0.8847

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