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一种结合FCM的Mumford-Shah混合模型MR图像分割方法
  • ISSN号:0258-8021
  • 期刊名称:中国生物医学工程学报
  • 时间:0
  • 页码:784-789
  • 语言:中文
  • 分类:TP391.4[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]南方医科大学生物医学工程学院,广州510515, [2]中山大学数学与计算科学学院,广州510275
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(60672115).
  • 相关项目:基于多尺度随机场Mumford-Shah模型医学图像平滑与分割研究
作者: 杨丰|温铁祥|
中文摘要:

半监督聚类利用少量标记样本的辅助信息来引导对大量无标记数据的分割。Pedrycz提出的半监督FCM(sFCM)算法应用标记样本的类别归属信息来辅助聚类,其在标记点过于稀少时会退化为无监督FCM算法且收敛较慢,难以应用于多数实际问题。在半监督FCM的基础上提出一种改进退化的半监督FCM算法(dsFCM),通过在sFCM迭代过程中设置监督成分的比重,来加大标记样本点对聚类中心的影响力,在聚类精度、速度和鲁棒性上均比半监督FCM有所提高,解决了标记点稀疏时的退化问题,在医学图像分割上取得了良好应用。

英文摘要:

Traditional clustering algorithms are always viewed as unsupervised methods for data grouping to extract information of interest from unlabeled data, while semi-supervised clustering employs limited amount of labeled data to aid the unsupervised grouping of mass unlabeled data. Pedrycz provided a semi-supervised Fuzzy C-Means algorithm (sFCM) to incorporate supervised information of labeled data as an additive part of objective function in the Fuzzy C-Means algorithm (FCM). This paper proposes a novel algorithm called Degeneracy-Improved Semi-Supervised Fuzzy C-Means algorithm (dsFCM) to fundamentally overcome the critical disadvantages of Pedrycz' s sFCM algorithm, i. e. , degeneracy to the classical FCM algorithm and slow convergence, particularly when applied in actual data set in which the amount of labeled points is far fewer than that of unlabeled points. Experimental results on UCI benchmark data and IBSR brain MR image data demonstrate that dsECM algorithm can outperform sFCM algorithm in accuracy, speed and robustness. Moreover, it shows that dsFCM algorithm avoids the problems of slow convergence and degeneracy to classical FCM algorithm when applied to real world data clustering with exiguous labeled data, and presents its effectiveness for the application in interactive segmentation of medical images with a small amount of labeled data points given by user.

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期刊信息
  • 《中国生物医学工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国生物医学工程学会
  • 主编:刘德培
  • 地址:北京东单三条9号
  • 邮编:100730
  • 邮箱:cjbmecjbme@163.com
  • 电话:010-65248786
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-8021
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2057/R
  • 邮发代号:82-73
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 被引量:8917