第
卷
第
期
光
学
学
报
年
月
基于改进卷积神经网络的视网膜血管图像分割
吴 晨 玥
,
易 本 顺
,
章 云 港
,
黄 松
,
冯 雨
武汉大学电子信息学院
湖北 武汉
摘要
彩色眼底图像视网膜血管分割对于临床医学 诊断 有重 要 价值
提 出了 一种 基 于改 进卷 积 神经 网络 的 视网
膜血管分割方法
首先
将残差学习和密集连接网络
相结合
更充分 地利 用每一 层的 特征
通过 增加 短
连接的方式
缩短了低层特征图到高 层 特征 图 之 间 的路 径
强 化 了特 征 的 传 播能 力
其 次
为 了 提取 更 多 细 小血
管
在编码器
解码器结构的网络中加入了空洞卷积
在不增加参数的情况下增加感受野
实验结果表明
与现存其
他深度学习方法相比
所提出网络结构的参数数量更少
在
标 准数 据集 上 平均 准确 率 达到
灵 敏度
达到
特异性达到
受试者工作特性
曲线下的面积
达到
比现存其他深度学习方
法的分割效果更优
关键词
图像处理
图像分割
视网膜血管
卷积神经网络
深度学习
中图分类号
文献标识码
doi
RetinalVesselIma
g
eSe
g
mentationBasedonIm
p
roved
ConvolutionalNeuralNetwork
ElectronicIn
f
ormationSchool
WuhanUniversit
y
Wuhan
Hubei
China
Abstract
Ke
y
words
OCIScodes
收稿日期
修回日期
录用日期
EGmail
引
言
视网膜血管是人体唯一可以通过无创伤手段观
察到的清晰血管
目前医学研究表明
视网膜血管
异常与高血压
冠心病
糖尿病等心血管疾病严重程
度有很大关系
视网 膜 血管的病 变 可能发生 在 发病
之前
因此彩色眼底 图 像的视网 膜 血管检测 对 于预
测
诊断和治疗心血管 疾 病有重要 的 应用价值
然
而
视网膜上血管分布错综复杂且往往有病变干扰
但是 由 于 眼 底 照 相 机 的 照 明 与 成 像 方 式 的 局 限
性
彩色眼底图像中血管末梢与背景的对比度低
且往往存在噪声
光照不均匀的问题
视网膜血管难
以完全分割
人工标注耗时耗力
且存有较大的主观
性
因此
视网膜血 管 自动分割 技 术一直是 眼 底图
像分析领域的热点和难点
多年 来
国内外专家 学者提出了 大量方法并 取
得了一定的成果
这些方法可分为
类
基于血管
跟踪的方法
基于匹配滤波的方法
基于形态学处理
的方法
基于形变模 型 的方法和 基 于机器学 习 的方
法
其中基于机器学习的方法分割血管的精度最高