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天津工业大学学报2024年第01期:基于Transformer和CNN交错混合的肺结节分割网络

来源:期刊VIP网 时间:


作者:吴骏;侯宪哲;王健;肖志涛;王雯;

单位:天津工业大学电子与信息工程学院;天津工业大学天津市光电检测技术与系统重点实验室;93756部队教研部电子教研室;天津工业大学生命科学学院;

摘要:针对肺结节尺寸多样、形状异质化高等问题,提出基于Transformer和卷积神经网络(CNN)交错混合(IMTC)的肺结节分割网络,该网络是一个对称的层次连接网络,具有很强的多尺度特征提取能力。该网络通过集成2种方案分别解决肺结节多尺寸与形状异质化问题:(1)采用感知注意力模块(inception attention module,IAM),通过并联多个不同大小的卷积核来增加浅层网络的感受野组合,以此捕获更为丰富的浅层特征;(2)为获取更具表示能力的高级语义特征,利用由Transformer和CNN组成的基本骨干网络交错提取结节特征,使得全局特征与局部特征充分融合,从而提高结节特征表示的泛化能力和鲁棒性。实验结果表明:本文模型可以准确分割直径较小以及边缘复杂的肺结节,在LUNA16公开数据集上分割性能良好,Dice和IOU分别达到86.15%和76.10%。

关键词:肺结节;;Transformer;;卷积神经网络(CNN);;感知注意力模块(IAM);;交错混合

基金资助:天津市自然科学基金资助项目(21JCZXJC00170);; 京津冀基础研究合作专项(H2021202008)