1.一种基于类别均衡小样本学习的新冠肺炎感染区域分割方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤1:多类病变标注数据集的采集与制作;
步骤2:将采集的数据集进行分析处理,将其进行统一的预处理操作,包括提取肺部区域、窗宽窗位的调整、裁剪、翻转以及图像尺寸大小的归一化处理;
步骤3:对预处理后的图像按照设定的比例进行划分,分为有标注信息的训练集和需迭代的无标注的验证集;
步骤4:训练多类模型,将训练集通过网络模型进行有监督训练多类病变分割模型,针对这里的新冠肺炎数据的标签进行两类病变分割模型,增加类别均衡机制,计算各类别像素占比,增加对应权重;
步骤5:预测未标注数据,加载训练好的UNet模型参数,对无标注验证集进行预测,得到预测概率;
步骤6:概率判别,通过预测概率筛选高置信度样本,得到伪标签数据;
步骤7:迭代,使用有标记训练集和伪标记验证集用UNet训练新模型,直到新模型效果不再提升;
步骤8:图像预处理,对上述迭代模块的两类别病变分割结果进行处理分成两个数据集,即GGO数据集和Consolidation数据集,按照设定的比例再进行划分,分为训练集和验证集;;
步骤9:训练单类模型,将GGO训练集和Consolidation训练集通过UNet分别进行训练,其中增加类别均衡,计算各类别像素占比,增加对应权重,得到分割模型M1,M2;
步骤10:概率预测,使用模型M1对GGO验证集进行预测,得到GGO分割结果,使用模型M2对Consolidation验证集进行预测,得到Consolidation分割结果;
步骤11:接收图像,接收上述两类病变分别再训练模块的分割结果,即GGO分割结果和Consolidation分割结果;
步骤12:融合图像,将两类病变结果融合成一类,得到最终的分割结果。
2.如权利要求1所述的基于类别均衡小样本学习的新冠肺炎感染区域分割方法,其特征在于,所述步骤4中,将训练集通过UNet进行有监督训练两类病变分割模型GGO和Consolidation,因为数据中Consolidation样本数量较少,且存在小分辨率的情况,因此针对这种类别不均衡现象,分别用交叉熵损失函数计算损失得到GGO损失Lggo,Consolidation损失Lcon和背景损失Lbg其中:M为类别的数量;yic为变量,如果该类别和样本i的类别相同就是1,否则是0;pic对于观测样本i属于类别c的预测概率,再增加类别均衡,分别计算各类别像素占比,得到GGO占比为α,得到Consolidation占比为β,得到背景占比为1-α-β,分别通过公式weight=1/(C*P) (2)其中C为类别数,P为该类别占比,计算后得到GGO权重weightggo,Consolidation权重weightcon,背景权重weightbg,最后对各类别的损失分别增加对应权重;
Loss=weightggo*Lggo+weightcon*Lcon+weightbg*Lbg (3)。