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PHG-Net:持久同调引导的医学图像分类网络

计算机视觉与模式识别 2023-11-30 v1 图像与视频处理

摘要

现代深度神经网络在医学图像分析中取得了巨大成功。然而,卷积神经网络(CNN)或 Transformer 所捕获的特征往往针对像素强度进行优化,而忽略了连通分支与环路等关键解剖结构。本文中,我们提出一种持久同调引导方法(PHG-Net),探索物体的拓扑特征用于医学图像分类。对于输入图像,我们首先计算其立方持久图(cubical persistence diagram),并使用小型神经网络(称为 PH 模块)将拓扑特征提取为向量表示。随后,提取的拓扑特征被融入由 CNN 或 Transformer 生成的特征图中进行特征融合。PH 模块轻量且能够以端到端方式将拓扑特征集成到任意 CNN 或 Transformer 架构中。我们在三个公开数据集上评估了 PHG-Net,并展示了其在目标分类任务上相较最先进(SOTA)方法的显著提升。

关键词

引用

@article{arxiv.2311.17243,
  title  = {PHG-Net: Persistent Homology Guided Medical Image Classification},
  author = {Yaopeng Peng and Hongxiao Wang and Milan Sonka and Danny Z. Chen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.17243},
  year   = {2023}
}

备注

Accepted by WACV 2024