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基于多距离测度异质集成学习的结肠病理图像细粒度分类研究

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结肠病理学图像的细粒度分类对癌症治疗和预后评估都具有重要意义.然而,结肠病理学图像尤其是其组织学亚型图像在形态上极为相似,通过人工的方法进行高精度识别面临着巨大的挑战.而基于单个模型的计算机辅助诊断方法容易产生预测偏差.为此,提出了多距离测度异质集成学习的细粒度分类方法对结肠病理学微卫星状态进行分型预测.该方法分别通过余弦距离、曼哈顿距离与欧氏距离在潜在空间上度量每个基学习器输出的置信分数与理想解的差距,来集成不同基学习器的预测,再通过融合这些距离来提高模型的整体决策性能.实验结果表明,该方法在结肠病理学图像细粒度分类任务上,分类准确率、精确率、召回率与F-1分值都达到了94%以上,为病理学图像的亚型分类提供了新的视角.
Fine-grained Colon Pathology Images Classification Based on Heterogeneous Ensemble Learning with Multi-distance Measures
Fine-grained classification of colon pathology images is of great significance for both symptomatic treatment and prog-nosis assessment.However,the histopathological subtyping images of colon are extremely similar in morphology.It is a challeng-ing task for manual methods to obtain high-precision predictions.Computer-aided diagnosis methods based on a single model also suffer from predictive bias in histological subtyping.Therefore,the fine-grained classification algorithm based on heterogeneous ensemble learning with multi-distance measures is proposed to predict the microsatellite state of colon pathology images.This method ensembles the predictions of the base learners by measuring the distance between the output confidence scores and the la-bels in latent space using Cosine distance,Manhattan distance,and Euclidean distance,respectively.Then,these distances are used to improve the overall decision performance of the model.The results show that the classification accuracy,precision,recall and F-1 score can reach 94%in the fine-grained classification,which provides a new perspective for subtype classification of pathological images.

Ensemble learningFine-grained classificationDistance measurePathology imagesMicrosatellite subtyping

梁美彦、范莹莹、王琳

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山西大学物理电子工程学院 太原 030006

山西白求恩医院(山西医学科学院 同济山西医院),山西医科大学第三医院 太原 030032

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集成学习 细粒度分类 距离测度 病理图像 微卫星分型

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2024

计算机科学
重庆西南信息有限公司(原科技部西南信息中心)

计算机科学

CSTPCD北大核心
影响因子:0.944
ISSN:1002-137X
年,卷(期):2024.51(z1)
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