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Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介)

热度:28   发布时间:2023-10-17 05:17:09.0

组织病理学分析中的对抗染色迁移

      本文所提出方法的目标是为给定的组织病理学图像分析任务(例如,分类或分割)建立一个带有内在染色归一化组件的判别模型。这种模型应该能够处理具有不同统计特性的图像(即,不同染色表现),不需要额外的训练或预处理。

      染色也可以看作是分割任务。

一、该论文中提出的网络结构:

 

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        Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介):用于训练的图片,来自病理学实验室A。

        Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介)Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介)对应的注释,如,类别标签或分割掩码。

        Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介):测试图片的集合,与A有相同的组织类型,由于获取过程不同(如,染色剂不同或扫描用的显微镜不同)所以染色表现不同,来自病理学实验室B。

 

生成网络Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介)

      又称染色迁移网络,采用了encode-decode结构和残差连接(在块与块之间用灰色虚线标出)。

      通过学习生成与训练图片Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介)在染色表现方面相似的图片Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介),且与测试图片Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介)要在内容上相似。

判别网络Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介)

      又称特定任务网络,采用了AlexNet结构,同时进行判别和分类。该网络根据从训练集分布中提取的图像以及生成的与测试集类似(就染色而言)的图像进行训练。

      判别→估计输入图像来自训练集的概率Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介)而不是来自生成网络的概率Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介)

      分类→在给定真实图片Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介)和生成图片Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介)时,预测一个特定任务标签Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介)

 

二、该论文中提到的Loss:

总loss:

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1.  对抗损失 Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介)

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2.  正则化损失 Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介)

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                W:输入图片 Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介) 的颜色梯度向量域,用于捕捉图片 Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介) 的边界,

                  Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介):Hadamard 积

        该 Loss 实际上是加权的L2损失。与 W 做乘积重在惩罚生成图片和输入图片在边界位置上的不同。

        此外,所使用带有跳跃层的encoder-decoder架构可使不同层次上的信息从编码器流向解码器,从而保留了一些与纹理相关的低层信息(如,边界)。

3.  类别损失 Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介)

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      第一个期望对应于生成图片的类别损失,Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介)为生成图片的预测类别。

      第二个期望表示训练图片的类别损失。

 

算法的伪代码如下:

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      算法 1 总结了所提方法的训练过程。

      在每轮训练中,先计算 Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介) 对于Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介)的梯度,并更新参数(梯度上升);然后计算 Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介) 对于Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介)的梯度,并更新参数(最小化Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介));最后更新Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介),计算Adversarial Stain Transfer for Histopathology Image Analysis(简介),进行梯度下降。

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