MRI 영상에서의 유방 조직 다중 분할을 위한 Haar Wavelet Pooling기반 컨볼루션 신경망

Alternative Title
Haar Wavelet Pooling-based Convolutional Neural Network for Multiple Segmentation of Breast Tissues from MRI Images
Author(s)
양광빈
Alternative Author(s)
Yang Kwangbin
Advisor
양정삼
Department
일반대학원 산업공학과
Publisher
The Graduate School, Ajou University
Publication Year
2022-08
Language
kor
Keyword
다중 클래스 의미론적 분할웨이블릿 풀링 컨볼루션 신경유방 재건이산 웨이블릿 변환
Abstract
본 논문에서는 Haar wavelet pooling 기반의 U-net을 사용하여 서 있는 자세의 유방 형상 구축을 위한 유방 조직들의 Multi-class semantic segmentation을 제안한다. 우선, 유방 절제술 이전에 촬영된 MRI영상으로부터 유방 형상 구축 시 필요한 유방 조직인 피부, 지방, 유선 조직(Fibroglandular tissue) 그리고 배경을 레이블링(labeling)하여 학습 데이터 세트를 구축한다. 이후 유방 조직에 대한 분할 정확도를 개선하기 위해서 Haar wavelet pooling기반 U-net을 이용한 Multi-class semantic segmentation을 수행한다. Haar wavelet pooling기반 U-net는 입력 이미지의 근사값을 보유하는 Low-Low 대역(sub-band)과 세부적인 Edge 특징의 정보를 가지는 3개의 distinct frequency sub-bands (Low-High, High-Low, High-High)를 동시에 사용하여 subsampling단계에서 이미지의 정보 손실량을 줄이고 효과적인 유방 조직의 특징을 추출할 수 있다. 또한, 과적합에 강건한 딥러닝 네트워크를 구현할 수 있다. 본 논문에서 제시된 Haar wavelet pooling기반 U-net을 이용해 유방 조직들에 대한 분할 실험을 수행하여 87.48의 mIOU을 얻었다.
Alternative Abstract
This study proposes multi-class semantic segmentation of breast tis-sues for reconstructing the breast shape in the standing position using U-net based on Haar wavelet pooling. First, a training dataset is con-structed by labeling the skin, fat, fibroglandular tissue, and the back-ground, which are required for reconstructing the breast shape, from MRI images before mastectomy. Next, multi-class semantic segmentation is performed using U-net based on Haar wavelet pooling to improve the segmentation accuracy for breast tissues. The U-net based on Haar wavelet pooling can simultaneously use a low-low band that holds the approximation of the input image and three distinct frequency sub-bands (low-high, high-low, high-high) with information of detailed edge fea-tures to reduce the loss of the breast information in the subsampling phase. Moreover, a deep learning network robust to overfitting was im-plemented. An mIoU of 87.48, was obtained in segmentation experiments conducted for breast tissues using the proposed U-Net based on Haar wavelet pooling.
URI
https://dspace.ajou.ac.kr/handle/2018.oak/21138
Fulltext

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Special Graduate Schools > Graduate School of Science and Technology > Department of Industrial Engineering > 3. Theses(Master)
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