HiFormer:基于CNN和Transformer的医学图像分割方法 HiFormer是一种新颖的医学图像分割方法,它将卷积神经网络(CNN)和Transformer结合,以解决医学图像分割任务中存在的挑战性问题。该方法通过设计了两个多尺度特征表示使用的开创性Swin Transformer模块和基于CNN的编码器,来确保从上述两种表示中获得的全局和局部特征的精细融合。实验结果表明,HiFormer在计算复杂度、定量和定性结果方面优于其他基于CNN、基于变换器和混合方法的有效性。 医学图像分割是计算机视觉中的主要挑战之一,它提供了有关详细解剖所需区域的有价值的信息。这些信息可以极大地帮助医生描述损伤、监测疾病进展和评估适当治疗的需求。随着医学图像分析的日益使用,高精度和鲁棒性的分割变得越来越重要。 卷积神经网络(CNN)具有提取图像特征的能力,已被广泛用于不同的图像分割任务。然而,CNN模型在医学图像分割任务中的性能受到限制,因为它们只能在局部范围内捕获特征,而忽视了长距离依赖关系和全局上下文。 Transformer最初是为了解决这个问题而开发的,但它们无法捕获低级功能。与此相反,它表明,局部和全局功能是至关重要的密集预测,如分割在具有挑战性的上下文中。在本文中,我们提出了HiFormer,这是一种有效地桥接CNN和Transformer用于医学图像分割的新方法。 具体来说,我们设计了两个多尺度特征表示使用的开创性Swin Transformer模块和基于CNN的编码器。为了确保从上述两种表示中获得的全局和局部特征的精细融合。实验结果表明,HiFormer在计算复杂度、定量和定性结果方面优于其他基于CNN、基于变换器和混合方法的有效性。 在近期的研究中,已经开发了一些基于Transformer的方法来解决CNN在医学图像分割任务中的限制。例如,DeiT提出了一种有效的知识蒸馏训练方案,以克服视觉变换器需要大量数据来学习的困难。Swin Transformer和pyramid visionTransformer试图分别通过利用基于窗口的注意力和空间减少注意力来降低视觉变换器的计算复杂度。CrossViT提出了一种新颖的双分支Transformer架构,可提取多尺度上下文信息,并为图像分类提供更细粒度的特征表述。DS-TransUNet提出了一种双分支Swin Transformer,用于在编码器中捕获不同的语义尺度信息,以执行医学图像分割任务。HRViT将多分支高分辨率架构与视觉变换器连接起来,用于语义分割。 然而,这些方法有一些障碍,阻止他们获得更高的性能:1)它们不能在保持特征一致性的同时,捕获全局和局部特征;2)它们需要大量的数据来学习和训练。因此,我们提出了HiFormer,以解决这些问题,并提供了一种更好的医学图像分割方法。 在实验部分,我们在多个医学图像分割数据集上进行了实验,结果表明,HiFormer在计算复杂度、定量和定性结果方面优于其他基于CNN、基于变换器和混合方法的有效性。我们的代码在GitHub上公开,供其他研究者使用和改进。
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内容概要:本文是一份关于基于BP神经网络的模式识别实验报告,详细介绍了BP神经网络的基本结构与原理,重点阐述了前向传播与反向传播算法的实现过程。通过构建包含输入层、隐含层和输出层的简化神经网络,利用“异或”真值表进行模型训练与验证,并进一步应用于小麦种子品种分类的实际案例。实验涵盖了数据预处理(如归一化)、网络初始化、激活函数选择(Sigmoid)、误差计算与权重更新等关键步骤,提供了完整的Python实现代码,并通过交叉验证评估模型性能,最终实现了较高的分类准确率。; 适合人群:具备一定编程基础和数学基础,正在学习人工智能、机器学习或神经网络相关课程的本科生或研究生,以及希望深入理解BP算法原理的初学者。; 使用场景及目标:①理解BP神经网络中前向传播与反向传播的核心机制;②掌握反向传播算法中的梯度计算与权重更新过程;③通过动手实现BP网络解决分类问题(如XOR逻辑判断与多类别模式识别);④学习数据预处理、模型训练与评估的基本流程。; 阅读建议:建议结合实验代码逐段调试,重点关注forward_propagate、backward_propagate_error和update_weights等核心函数的实现逻辑,注意训练与测试阶段数据归一化的一致性处理,以加深对BP算法整体流程的理解。
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神经网络 NeurIPS 2020论文存储库: 作者: , ,, 要使用SubGNN,请执行以下操作: 安装环境 准备数据 在config.py修改PROJECT_ROOT 修改适当的config.json文件 训练和评估SubGNN 安装环境 我们提供了一个yml文件,其中包含SubGNN的必要软件包。 一旦安装了 ,就可以创建如下环境: conda env create --file SubGNN.yml 准备数据 通过(1)下载我们提供的数据集或按照prepare_dataset文件夹README中的步骤来为SubGNN准备数据,(2)生成合成数据集或(3)格式化您自己的数据。 真实数据集:我们将发布四个新的真实数据集:HPO-NEURO,HPO-METAB,PPI-BP和EM-USER。 您可以 从Dropbox下载这些文件。 您应该解压缩文件夹并将config.py的P
2025-10-21 11:52:49 87KB embeddings graph-neural-networks Python
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内容概要:本文档介绍了通过Python实现一种带有外源输入的非线性自回归(NARX)神经网络的方法来预测时间序列数据。整个教程涵盖从合成数据的制作到最终效果呈现的一系列步骤:具体步骤包括数据清洗与划分,利用NARX架构创建一个模型以及对其调优训练,并对训练后的模型进行了有效性检验;最后以图表形式展现了实际与预期间的比较情况。 适用人群:对于那些拥有初步机器学习经验和希望进一步了解并掌握使用深度学习技巧进行数据分析与预测工作的开发者们来说尤为有用。 使用场景及目标:适用于各种含有周期成分的数据预测任务;主要目的则是借助这一方法来探索数据间潜在规律并预测未来的走势。 其他说明:提供了所有涉及到的相关脚本供下载参考。
2025-10-17 16:30:15 34KB Python 时间序列预测 Keras 数据预处理
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文本分类识别系统Python,基于深度学习CNN卷积神经网络算法.文本分类系统,使用Python作为主要开发语言,通过TensorFlow搭建CNN卷积神经网络对十余种不同种类的文本数据集进行训练,最后得到一个h5格式的本地模型文件,然后采用Django开发网页界面
2025-10-15 21:04:05 2KB tensorflow tensorflow python 深度学习
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使用Python实现一个CNN(卷积神经网络)图像分类算法,并且使用GUI实现图片选择和分类功能
2025-10-15 20:59:07 2.34MB python
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卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,简称CNN)是一种深度学习模型,特别适用于图像处理和计算机视觉任务,如图像分类、目标检测等。在这个"卷积神经网络算法识别猫狗图片.zip"压缩包中,我们可以推测其内容可能包含一个用于区分猫和狗图片的CNN模型实现及相关资源。 卷积神经网络的核心思想是利用卷积层来自动学习图像的特征,这些特征可以是边缘、纹理、形状等低级到高级的模式。CNN通常由以下几个关键组成部分构成: 1. **卷积层(Convolutional Layer)**:通过滑动滤波器(kernel)在输入图像上进行卷积操作,生成特征图。滤波器权重在训练过程中可学习,从而提取图像的局部特征。 2. **池化层(Pooling Layer)**:通常在卷积层之后,用于下采样,减小数据维度,同时保持重要的特征信息。常见的池化方式有最大池化和平均池化。 3. **激活函数(Activation Function)**:如ReLU(Rectified Linear Unit),用于引入非线性,增强模型的表达能力。 4. **全连接层(Fully Connected Layer)**:将前面提取的特征展平并连接到全连接层,用于分类或回归任务。 5. **损失函数(Loss Function)**:如交叉熵损失,衡量模型预测结果与真实标签的差异。 6. **优化器(Optimizer)**:如梯度下降、Adam等,用于更新模型参数以最小化损失函数。 在识别猫狗图片的任务中,通常会先对数据进行预处理,包括调整图片尺寸、归一化像素值、数据增强(翻转、旋转、裁剪等)以增加模型泛化能力。然后,使用预训练的CNN模型(如VGG、ResNet、Inception等)进行迁移学习,或者从头训练一个新的CNN模型。在训练过程中,会定期评估模型性能,并根据验证集的表现调整超参数,防止过拟合。 压缩包中的"code_resource_010"可能是代码资源文件,可能包含了实现CNN模型的Python脚本,使用深度学习框架如TensorFlow或PyTorch。脚本可能涵盖了数据加载、模型构建、训练、评估和预测等环节。 此外,为了提高模型性能,可能会采用集成学习方法,如集成多个CNN模型的预测结果,或者使用数据增强技术增加训练样本的多样性。模型训练完成后,可以使用测试集评估其泛化能力,确保模型能够在未见过的猫狗图片上表现良好。 这个压缩包可能提供了一个完整的实例,展示了如何运用卷积神经网络来解决实际的图像识别问题,特别是对于初学者来说,是一个很好的学习和实践资源。通过深入研究和理解其中的代码和流程,可以更深入地掌握卷积神经网络的工作原理和应用技巧。
2025-10-15 20:19:02 1.61MB 卷积神经网络
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基于卷积神经网络的阿尔茨海默症分类代码 共包含9888张阿尔茨海默症MRI图像 本代码旨在借助深度学习方法对阿尔茨海默症(Alzheimer’s Disease, AD)患者的磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)图像进行分类分析,以提升疾病早期诊断的准确性与效率。研究重点评估了三种主流卷积神经网络模型——ResNet、MobileNetV3 和 DenseNet121 在该任务中的应用效果,并通过对比实验分析各模型在图像分类中的性能差异,涵盖准确率、召回率、精确率及 F1 分数等关键评价指标。 原文链接:https://blog.csdn.net/qq_42492056/article/details/148675350 结果显示 DenseNet121 在多个指标上表现优越,其准确率、召回率、精确率和 F1 分数分别为 0.9889、0.9894、0.9894 和 0.9901,优于其余模型。除了性能比较外,本研究还探讨了将深度学习模型集成到医学图像分析流程中的可行性,并设计并开发了一个针对 AD 图像分类的系统原型,进一步验证了该技术在实际临床辅助诊断中的应用前景与实用价值。
2025-10-15 13:40:17 274.74MB 人工智能 图像分类 python 毕业设计
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内容概要:本文研究基于ResNet的一维卷积神经网络在RadioML2016.10a数据集上的无线电信号调制识别应用,重点实现了信号分类的完整流程,包括IQ数据预处理、网络结构改造(1D卷积与残差块)、Focal Loss解决样本不平衡问题,并输出按信噪比划分的准确率曲线、混淆矩阵和损失函数变化曲线。通过t-SNE可视化中间特征,验证模型对11类调制信号的分类能力,在-10dB以上信噪比达到80%准确率。 适合人群:具备深度学习基础、熟悉PyTorch框架,从事通信信号处理或机器学习相关研究的研究生或工程师。 使用场景及目标:①实现基于深度学习的调制识别系统;②理解ResNet在时序信号中的迁移应用;③掌握Focal Loss在不平衡信号分类中的优化策略;④复现并可视化信号识别模型的关键性能指标。 阅读建议:建议结合代码实践,重点关注数据维度变换、1D残差网络构建及多信噪比下的评估方法,可进一步扩展为时频联合分析或引入Transformer结构提升低信噪比性能。
2025-10-14 22:07:08 960KB
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人工神经网络(ANN)是计算机科学与人工智能领域中的一个重要分支,它受到生物神经系统的启发,致力于模拟人脑的复杂计算过程。在这个全英文的研究生课程课件中,你将深入学习到人工神经网络的基础概念、架构、训练方法以及在实际问题中的应用。 一、基础概念 人工神经网络是由大量的人工神经元构成的网络结构,每个神经元都有一定的输入和输出,它们通过连接权重相互交互。神经元模型通常基于Sigmoid、ReLU或Tanh等激活函数,用于非线性变换输入信号,使得网络能够处理更复杂的任务。 二、网络架构 神经网络有不同的架构,如前馈神经网络(Feedforward NN)、卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN)。前馈神经网络是最基本的形式,数据从输入层单向传递到输出层;CNN适用于图像处理,利用卷积层和池化层提取特征;RNN则适合处理序列数据,如自然语言,具有记忆功能。 三、训练方法 训练神经网络的核心是反向传播算法,通过梯度下降法优化损失函数,调整连接权重,使网络预测结果更接近实际值。此外,还有随机梯度下降(SGD)、动量优化、Adam等优化器,用于加速收敛和防止陷入局部最优。 四、激活函数 激活函数是神经网络的心脏,常见的有Sigmoid、ReLU、Leaky ReLU、ELU等。Sigmoid在两端饱和,可能导致梯度消失;ReLU解决了这个问题,但可能会产生“死亡ReLU”现象;Leaky ReLU和ELU是ReLU的改进版,避免了零梯度问题。 五、损失函数 损失函数衡量模型预测与真实值之间的差距,如均方误差(MSE)、交叉熵损失(Cross-Entropy)等。选择合适的损失函数对模型性能至关重要。 六、正则化与早停 为了防止过拟合,课程会介绍正则化技术,如L1和L2正则化,以及dropout方法。早停策略是在验证集上监控模型性能,当验证集损失不再下降时提前停止训练,防止过度拟合。 七、深度学习框架 课件可能还会涉及常用的深度学习库,如TensorFlow、PyTorch、Keras等,它们提供了便利的API来构建和训练神经网络模型。 八、应用领域 人工神经网络广泛应用在图像识别、自然语言处理、语音识别、推荐系统、自动驾驶等多个领域。通过实际案例,你将了解如何设计并实施神经网络解决方案。 这个全英文的课件对于提升研究生的英文阅读能力和理解深度学习理论十分有益。通过深入学习,你不仅能够掌握人工神经网络的理论知识,还能培养解决实际问题的能力。
2025-10-12 18:45:49 3.74MB 人工神经网络
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