多模态医疗数据中海量小文件存储优化方法

Hadoop分布式文件系统(HDFS)通常用于大文件的存储和管理,当进行海量小文件的存储和计算时,会消耗大量的NameNode内存和访问时间,成为制约HDFS性能的一个重要因素.针对多模态医疗数据中海量小文件问题,提出一种基于双层哈希编码和HBase的海量小文件存储优化方法.在小文件合并时,使用可扩展哈希函数构建索引文件存储桶,使索引文件可以根据需要进行动态扩展,实现文件追加功能.在每个存储桶中,使用MWHC哈希函数存储每个文件索引信息在索引文件中的位置,当访问文件时,无须读取所有文件的索引信息,只需读取相应存储桶中的索引信息即可,从而能够在O(1)的时间复杂度内读取文件,提高文件查找效率.为了满足多模态医疗数据的存储需求,使用HBase存储文件索引信息,并设置标识列用于标识不同模态的医疗数据,便于对不同模态数据的存储管理,并提高文件的读取速度.为了进一步优化存储性能,建立了基于LRU的元数据预取机制,并采用LZ4压缩算法对合并文件进行压缩存储.通过对比文件存取性能、NameNode内存使用率,实验结果表明,所提出的算法与原始HDFS、HAR、MapFile、TypeStorage以及HPF小文件合并方法相比,文件读取时间更短,能够提高HDFS在处理多模态医疗数据中海量小文件时的整体性能.

面向自然场景图像的三阶段文字识别框架

文字识别技术在文档管理、图像理解、视觉导航等中具有重要应用。然而,自然场景中的文字通常排列任意、形状不一、字体多样,难以被检测和识别。提出了面向自然场景图像的三阶段文字识别框架,该框架包括文字检测、文字矫正和文字识别。首先,利用特征金字塔网络分割图像中的字符,基于双向长短期记忆网络获取字符间的亲和度,连接孤立字符构建单词行,文字检测率(F分数)高达91.97%。然后,通过多目标矫正网络矫正被检测文字,以应对场景图像文字的复杂形变,增强阅读性。最后,通过注意力序列识别网络按序输出预测结果,实现单词级识别,文字识别正确率达84.98%。

自然场景车标数据集的构建及其应用

车标作为车辆身份的关键特征之一,在车辆的监控与辨识中发挥着重要作用。由于自然场景复杂多变,对其中的车标进行准确识别仍具有很大的挑战性。目前公开数据库很少且存在诸多局限,导致研究缺乏可信度和实用性。本文建立了一个面向自然场景的全新数据集,包含多种采集环境下的10324幅、67类车辆图像。基于此数据集开展应用研究,提出一个目标检测与深度学习相结合的车标识别方法,包括车标区域定位和车标种类预测两大步骤。实验表明,该方法对复杂背景有较强的适应性,在涉及30种车标的分类任务中达到89.0%的总体识别率。

一种基于改进U形网络的眼底图像视网膜新生血管检测方法

糖尿病性视网膜病变(简称糖网病)是主要的致盲眼疾病之一,视网膜新生血管的出现是糖网病恶化的重要标志.为了更准确地检测出视网膜新生血管,本文提出了一种基于彩色眼底图的视网膜新生血管检测方法.首先通过一种改进的U形卷积神经网络对血管进行分割;然后利用滑动窗口提取特定区域内血管的形态特征,通过支持向量机将窗口内的血管分为普通血管和新生血管.使用来自MESSIDOR数据集和Kaggle数据集的含有视网膜新生血管的彩色眼底图对实验进行训练和测试,结果表明该方法对视网膜新生血管检测的准确率为95.96%;该方法在糖网病计算机辅助诊断方面有潜在的应用前景.

基于注意力机制的医学影像深度哈希检索算法

针对现阶段医学影像检索中检索性能差、精度低、缺乏可解释性等一系列问题,提出了一种结合了注意力机制的医学影像检索算法。以深度卷积神经网络为基础,以贝叶斯模型为框架,所提算法引入了由语义特征引导的注意力机制模块,通过分类网络的引导,生成包含语义信息的局部特征描述子,同时使用全局特征与富含语义信息的局部特征作为哈希网络的输入,引导哈希网络从全局和局部的角度关注重要特征区域,增强了哈希编码的特征表达能力,并引入加权似然估计函数解决了正负样本对数量不均衡的问题。采用MAP和NDCG作为评价指标,选择ChestX-ray14数据集进行实验,将所提算法与目前常用的深度哈希方法进行对比。实验结果表明,本文算法在哈希编码不同码位下的MAP值和NDCG值都远优于现有的深度哈希方法,证明了其有效性。

医学影像处理的深度学习可解释性研究进展

随着医学影像数据的迅速增长,传统的影像分析方法给医生带来巨大挑战。利用计算机视觉技术提供自动或半自动辅助诊断,可大大缓解人工阅片压力,提高诊断的准确性,促进医疗流程的标准化建设等。目前,深度学习卷积神经网络在医学影像处理中已取得不俗表现,但深度学习“黑匣子”的不可解释性阻碍了智能医疗诊断的发展。为增强对医学影像数据处理的深度学习可解释性的了解,对近几年相关研究进展进行了综述。首先,综述了深度学习在医学领域的应用现状及面临的问题,对神经网络的可解释性内涵进行了讨论;然后,从现有深度学习可解释性的常见方法出发,重点讨论了医学影像处理的深度学习可解释性研究进展;最后,探讨了医学影像处理的深度学习可解释性的发展趋势。

A Survey on Intelligent Screening for Diabetic Retinopathy

Diabetic retinopathy (DR) is one of the leading causes of vision loss and can be effectively avoided by screening,early diagnosis and treatment.In order to increase the universality and efficiency of DR screening,many efforts have been invested in developing intelligent screening,and there have been great advances.In this paper,we survey DR screening from four perspectives:1) public color fundus image datasets of DR;2) DR classification and related lesion-extraction approaches;3) existing computer-aided systems for DR screening;and 4) existing issues,challenges,and research trends.Our goal is to provide insights for future research directions on DR intelligent screening.

基于中心点检测和重识别的多行人跟踪算法

在基于视频的多目标运动跟踪中,目标检测和重识别具有很强的相关性。目前常将目标检测和重识别网络分别进行训练和使用,因此实时跟踪速度不能达到要求。针对多目标跟踪(multiple object tracking,MOT)中行人身份切换和跟踪丢失问题,将行人重识别模块进行遮挡优化并嵌入行人检测网络,由此提出了一种基于中心点检测和重识别的多行人跟踪算法。首先建立了行人运动模型,通过中心点检测得到行人最优状态估计;然后根据深层特征融合的行人重识别模型,利用马氏距离和余弦距离增强行人身份辨别能力;最后利用匈牙利算法进行在线数据关联,同时利用卡尔曼滤波剔除不准确的结果,对未关联的丢失目标做运动预测。利用所提算法和其他跟踪算法分别在MOT15、MOT16、MOT17数据集上进行多行人跟踪对比实验,结果表明,所提算法的多目标跟踪精度(multiple object tracking accuracy,MOTA)分别为63.5、72.4、70.9,正确识别的检测和计算的检测数的比值(identity F1-measure,IDF1)最优,且保证了实时跟踪速率,验证了所提跟踪算法的有效性。