傅里叶变换通道注意力网络的胆管癌高光谱图像分割

作者：郑少佳; 邱崧; 李庆利; 周梅; 胡孟晗; 于观贞

来源：中国图象图形学报, 2021, 26(08): 1836-1846.

• 胆管癌高光谱图像
• 卷积神经网络(CNN)
• 图像分割
• 通道注意力机制
• 傅里叶变换

目的胆管癌高光谱图像的光谱波段丰富但存在冗余,造成基于深度神经网络高光谱图像分割方法的分割精度下降,虽然一些基于通道注意力机制的网络能够关注重要通道,但在处理通道特征时存在信息表示不足问题,因此本文研究构建一种新的通道注意力机制深度网络,以提高分割准确性。方法提出了傅里叶变换多频率通道注意力机制(frequency selecting channel attention, FSCA)。FSCA对输入特征进行2维傅里叶变换,提取部分频率特征,再通过两层全连接层得到通道权重向量,将通道权重与对应通道特征相乘,获得了融合通道注意力信息的输出。针对患癌区域和无癌区域数据不平衡问题引入了Focal损失,结合Inception模块,构建基于Inception-FSCA的胆管癌高光谱图像分割网络。结果在采集的胆管癌高光谱数据集上进行实验,Inception-FSCA网络的准确率(accuracy)、精度(precision)、敏感性(sensitivity)、特异性(specificity)、Kappa系数分别为0.978 0、0.965 4、0.958 6、0.985 2、0.945 6,优于另外5种对比方法。与合成的假彩色图像的分割结果相比,高光谱图像上的实验指标分别提高了0.058 4、0.105 8、0.087 5、0.039 0、0.149 3。结论本文所提出的傅里叶变换多频率通道注意力机制能够更有效地利用通道信息,基于Inception-FSCA的胆管癌高光谱图像分割网络能够提升分割效果,在胆管癌医学辅助诊断方面具有研究和应用价值。

• 单位
  华东师范大学