Unsupervised segmentation of 3D medical images based on clustering and deep representation learning

人工智能 计算机科学 深度学习 卷积神经网络 分割 模式识别(心理学) 聚类分析 特征学习 图像分割 医学影像学 无监督学习 特征(语言学) 代表(政治) 特征提取 计算机视觉 哲学 语言学 政治 政治学 法学
作者
Takayasu Moriya,Holger R. Roth,Shota Nakamura,Hirotaka Oda,Kai Nagara,Masahiro Oda,Kensaku Mori
标识
DOI:10.1117/12.2293414
摘要

This paper presents a novel unsupervised segmentation method for 3D medical images. Convolutional neural networks (CNNs) have brought significant advances in image segmentation. However, most of the recent methods rely on supervised learning, which requires large amounts of manually annotated data. Thus, it is challenging for these methods to cope with the growing amount of medical images. This paper proposes a unified approach to unsupervised deep representation learning and clustering for segmentation. Our proposed method consists of two phases. In the first phase, we learn deep feature representations of training patches from a target image using joint unsupervised learning (JULE) that alternately clusters representations generated by a CNN and updates the CNN parameters using cluster labels as supervisory signals. We extend JULE to 3D medical images by utilizing 3D convolutions throughout the CNN architecture. In the second phase, we apply k-means to the deep representations from the trained CNN and then project cluster labels to the target image in order to obtain the fully segmented image. We evaluated our methods on three images of lung cancer specimens scanned with micro-computed tomography (micro-CT). The automatic segmentation of pathological regions in micro-CT could further contribute to the pathological examination process. Hence, we aim to automatically divide each image into the regions of invasive carcinoma, noninvasive carcinoma, and normal tissue. Our experiments show the potential abilities of unsupervised deep representation learning for medical image segmentation.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
飘逸鸽子完成签到,获得积分10
刚刚
新手上路完成签到,获得积分10
刚刚
bqk发布了新的文献求助10
刚刚
开朗的访彤完成签到,获得积分20
刚刚
星星会开花完成签到,获得积分10
1秒前
研友_LNM9r8完成签到,获得积分10
1秒前
悦耳觅夏完成签到 ,获得积分10
1秒前
zyw完成签到 ,获得积分10
1秒前
程橙澄关注了科研通微信公众号
1秒前
luoyaw完成签到 ,获得积分10
2秒前
笙惗雪完成签到,获得积分10
2秒前
顺利的钢笔完成签到,获得积分10
3秒前
zhiqing完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
lyq123456发布了新的文献求助10
3秒前
strama完成签到,获得积分10
4秒前
淡定的安白完成签到,获得积分10
4秒前
无心的枫完成签到,获得积分10
5秒前
Ftplanet完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
思源应助caffeine采纳,获得10
5秒前
福袋子完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
CipherSage应助自觉沛芹采纳,获得10
6秒前
哈儿的跟班完成签到,获得积分10
7秒前
chilin完成签到,获得积分10
7秒前
陈小金完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
9秒前
9秒前
侠客岛完成签到,获得积分10
9秒前
patrick完成签到,获得积分10
9秒前
Daria完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
arniu2008发布了新的文献求助10
10秒前
茅十八完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
SC30完成签到,获得积分10
10秒前
喵喵完成签到 ,获得积分10
10秒前
新新新新新发顶刊完成签到 ,获得积分10
11秒前
高分求助中
Malcolm Fraser : a biography 680
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Organic Reactions Volume 118 400
A Foreign Missionary on the Long March: The Unpublished Memoirs of Arnolis Hayman of the China Inland Mission 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6459386
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8268465
关于积分的说明 17622373
捐赠科研通 5528716
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2905930
邀请新用户注册赠送积分活动 1882667
关于科研通互助平台的介绍 1727870