摘要:数字病理图像分析对于乳腺癌、前列腺癌等良恶性分级诊断具有重要意义,其中,组织基元的形态和目标测量是量化分析的重要依据.然而,由于病理数据多样性和复杂性等新特点,其分割任务面临着特征提取困难、实例分割困难等挑战.人工智能辅助病理量化分析将复杂病理数据转化为可挖掘的图像特征,使得自动提取组织基元的定量化信息成为可能.特别是随着计算机计算能力的快速发展,深度学习技术凭借其强大的特征学习、设计灵活等特性在数字病理量化分析领域取得了突破性成果.系统概述目前代表性深度学习方法,包括卷积神经网络、全卷积网络、编码器-解码器模型、循环神经网络、生成对抗网络等方法体系,总结深度学习在病理图像分割等任务中的建模机理和应用,并梳理了现有方法的方法理论、关键技术、优缺点和性能分析.最后讨论了未来数字病理图像分割深度学习建模的开放性挑战和新趋势.
Abstract:The quantitative analysis of digital pathology images plays a significant role in the diagnosis of benign and malignant diseases such as breast cancer and prostate cancer, in which the morphology measurements of histologic primitives serve as a basis of quantitative analyses. However, the complex nature of digital pathology data, such as diversity, present significant challenges for such segmentation task, which might lead to difficulties in feature extraction and instance segmentation. By converting complex pathology data into minable image features using artificial intelligence assisted pathologist's analysis, it becomes possible to automatically extract quantitative information of individual primitives. Machine learning algorithms, in particular deep models, are emerging as leading tools in quantitative analyses of digital pathology. It has exhibited great power in feature learning with producing improved accuracy of various tasks. This survey provides a comprehensive review of this fast-growing field. Popular deep models are briefly introduced, including convolutional neural networks, fully convolutional networks, encoder-decoder architectures, recurrent neural networks, and generative adversarial networks, and current deep learning achievements in various tasks are summarized, such as detection and segmentation. This study also presents the mathematical theory, key steps, main advantages and disadvantages, and performance analysis of deep learning algorithms, and interprets their formulations or modelings for specific tasks. In addition, the open challenges and potential trends of future research are discussed in pathology image segmentation using deep learning.
PDF全文下载地址:
http://jos.org.cn/jos/article/pdf/6205
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
基于深度学习的数字病理图像分割综述与展望
本站小编 Free考研考试/2022-01-02
相关话题/病理 图像 数字 网络 数据
高斯卷积角:用于叶片图像检索的形状描述不变量
摘要:植物叶片图像的识别是计算机视觉和图像处理技术在生物学和现代农业中的一个重要应用.其挑战性在于植物叶片种类数量巨大,且许多叶片图像具有很大的类间相似性,使得描述叶片图像的类间差异变得非常困难.提出一种称为高斯卷积角的叶片形状描述方法.该方法用高斯函数与叶片轮廓点的左右邻域向量的卷积产生高斯卷积角 ...中科院软件研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-02时空轨迹数据驱动的自动驾驶场景元建模方法
摘要:时空轨迹数据驱动的汽车自动驾驶场景建模,是当前汽车自动驾驶领域中驾驶场景建模、仿真所面临的关键问题,对于提高系统的安全性具有重要的研究意义.近年来,随着时空轨迹数据建模及应用研究的快速发展,时空轨迹数据应用于特定领域建模的研究引起人们的广泛关注.但是,由于时空轨迹数据所反映的现实世界的多元性和 ...中科院软件研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-02区块链赋能的高效物联网数据激励共享方案
摘要:近年来,随着大量设备不断地加入物联网中,数据共享作为物联网市场的主要驱动因素成为了研究热点.然而,当前的物联网数据共享存在着出于安全顾虑和缺乏激励机制等原因导致用户不愿意参与共享数据的问题.在此背景下,区块链技术为解决用户的信任问题和提供安全的数据存储被引入到物联网数据共享中.然而,在构建基于 ...中科院软件研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-02基于一种条件熵距离惩罚的生成式对抗网络
摘要:生成高质量的样本一直是生成式对抗网络(generativeadversarialnetworks,简称GANs)领域的主要挑战之一.鉴于此,利用条件熵构建一种距离,并将此直接惩罚于GANs生成器目标函数,在尽可能保持熵不变的条件下,迫使生成分布逼近目标分布,从而大幅度地提高网络生成样本的质量. ...中科院软件研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-02支撑机器学习的数据管理技术综述
摘要:应用驱动创新,数据库技术就是在支持主流应用的提质降本增效中发展起来的.从OLTP、OLAP到今天的在线机器学习建模无不如此.机器学习是当前人工智能技术落地的主要途径,通过对数据进行建模而提取知识、实现预测分析.从数据管理的视角对机器学习训练过程进行解构和建模,从数据选择、数据存储、数据存取、自 ...中科院软件研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-02支撑人工智能的数据管理与分析技术专刊前言
摘要:近年来,支撑人工智能的数据管理与分析技术正成为大数据和人工智能领域研究的热点问题之一.利用和发展数据管理与分析理论技术,为提升人工智能系统全生命周期的效率和有效性提供基础性支撑,必将进一步促进基于大数据的人工智能技术发展与其在更大范围的推广应用.本专刊聚焦在数据管理与人工智能融合发展的过程中, ...中科院软件研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-02数据库内AI模型优化
摘要:在大量变化着的数据中,数据分析师常常只关心预测结果为特定值的少量数据.然而,利用机器学习模型进行推理的工作流程中,由于机器学习算法库默认数据以单表方式组织,用户必须先通过SQL语句查询出全部数据,即使随后在模型推理过程中会将大量数据丢弃.指出了在这个过程中,如果可以预先从模型中提取信息,就有望 ...中科院软件研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-02面向企业数据孤岛的联邦排序学习
摘要:排序学习(learning-to-rank,简称LTR)模型在信息检索领域取得了显著成果,而该模型的传统训练方法需要收集大规模文本数据.然而,随着数据隐私保护日渐受到人们重视,从多个数据拥有者(如企业)手中收集数据训练排序学习模型的方式变得不可行.各企业之间数据被迫独立存储,形成了数据孤岛.由 ...中科院软件研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-02多区间速度约束下的时序数据清洗方法
摘要:为进一步优化推广大数据及人工智能技术,作为数据管理与分析的基础,数据质量问题日益成为相关领域的研究热点.通常情况下,数据采集及记录仪的物理故障或技术缺陷等会导致收集到的数据存在一定的错误,而异常错误会对后续的数据分析以及人工智能过程产生不可小视的影响,因此在数据应用之前,需要对数据进行相应的数 ...中科院软件研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-02面向时空图建模的图小波卷积神经网络模型
摘要:时空图建模是分析图形结构系统中各要素空间关系与时间趋势的一个基础工作.传统的时空图建模方法主要基于图中节点与节点关系固定的显式结构进行空间关系挖掘,这严重限制了模型的灵活性.此外,未考虑节点间的时空依赖关系的传统建模方法不能捕获节点间的长时时空趋势.为了克服这些缺陷,研究并提出了一种新的用于时 ...中科院软件研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-02