International Journal of Computer Science & Network Security
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v.22
no.3
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pp.273-275
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2022
Deep Learning is used nowadays in Nuclei segmentation. While recent developments in theory and open-source software have made these tools easier to implement, expert knowledge is still required to choose the exemplary model architecture and training setup. We compare two popular segmentation frameworks, U-Net and Mask-RCNN, in the nuclei segmentation task and find that they have different strengths and failures. we compared both models aiming for the best nuclei segmentation performance. Experimental Results of Nuclei Medical Images Segmentation using U-NET algorithm Outperform Mask R-CNN Algorithm.
In recent years, using Deep Learning methods to apply for medical and biomedical image analysis has seen many advancements. In clinical, using Deep Learning-based approaches for cancer image analysis is one of the key applications for cancer detection and treatment. However, the scarcity and shortage of labeling images make the task of cancer detection and analysis difficult to reach high accuracy. In 2015, the Unet model was introduced and gained much attention from researchers in the field. The success of Unet model is the ability to produce high accuracy with very few input images. Since the development of Unet, there are many variants and modifications of Unet related architecture. This paper proposes a new approach of using Unet++ with pretrained EfficientNet as backbone architecture for breast tumor cell nuclei segmentation and uses the multi-organ transfer learning approach to segment nuclei of breast tumor cells. We attempt to experiment and evaluate the performance of the network on the MonuSeg training dataset and Triple Negative Breast Cancer (TNBC) testing dataset, both are Hematoxylin and Eosin (H & E)-stained images. The results have shown that EfficientUnet++ architecture and the multi-organ transfer learning approach had outperformed other techniques and produced notable accuracy for breast tumor cell nuclei segmentation.
This paper presents a new algorithm to the segmentation of the FISH images. First, for segmentation of the cell nuclei from background, a threshold is estimated by using the gaussian mixture model and maximizing the likelihood function of gray value of cell images. After nuclei segmentation, overlapped nuclei and isolated nuclei need to be classified for exact nuclei analysis. For nuclei classification, this paper extracted the morphological features of the nuclei such as compactness, smoothness and moments from training data. Three probability density functions are generated from these features and they are applied to the proposed Bayesian networks as evidences. After nuclei classification, segmenting of overlapped nuclei into isolated nuclei is necessary. This paper first performs intensity gradient transform and watershed algorithm to segment overlapped nuclei. Then proposed stepwise merging strategy is applied to merge several fragments in major nucleus. The experimental results using FISH images show that our system can indeed improve segmentation performance compared to previous researches, since we performed nuclei classification before separating overlapped nuclei.
The blind segmentation method, which segments input speech data into recognition unit without any prior knowledge, plays an important role in continuous speech recognition system and corpus generation. As no prior knowledge is required, this method is rather simple to implement, but in general, it suffers from bad performance when compared to the knowledge-based segmentation method. In this paper, we introduce a method to improve the performance of a blind segmentation of Korean continuous speech by postprocessing the segment boundaries obtained from the blind segmentation. In the preprocessing stage, the candidate boundaries are extracted by a clustering technique based on the GLR(generalized likelihood ratio) distance measure. In the postprocessing stage, the final phoneme boundaries are selected from the candidates by utilizing a simple a priori knowledge on the syllabic structure of Korean, i.e., the maximum number of phonemes between any consecutive nuclei is limited. The experimental result was rather promising : the proposed method yields 25% reduction of insertion error rate compared that of the blind segmentation alone.
The automated segmentation technique of cell region in Bio Images helps biologists understand complex functions of cells. It is mightly important in that it can process the analysis of cells automatically which has been done manually before. The conventional methods for segmentation of cell and nuclei from multi-channel images consist of two steps. In the first step nuclei are extracted from DNA channel, and used as initial contour for the second step. In the second step cytoplasm are segmented from Actin channel by using Active Contour model based on intensity. However, conventional studies have some limitation that they let the cell segmentation performance fall by not considering inhomogeneous intensity problem in cell images. Therefore, the paper consider correlation between DNA and Actin channel, and then proposes the preprocessing algorithm by which the brightness of cell inside in Actin channel can be compensated homogeneously by using DNA channel information. Experiment result show that the proposed preprocessing method improves the cell segmentation performance compared to the conventional method.
Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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2012.10a
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pp.874-877
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2012
This paper proposes the new method based on contour following method with directional angle to segment the cell into the nuclei. The object image was the Thyroid Gland cell image that was diagnosed as normal and abnormal(two types of abnormal : follicular neoplastic cell, and papillary neoplastic cell), respectively. The nuclei were successfully diagnosed as normal and abnormal. this paper, improved method of digital image analysis required in basic medical science for diagnosis of cells was proposed. The object image was the Thyroid Gland cell image with difference of chromatin patterns. To segment the cell nucleus from background, the region segmentation algorithm by edge tracing was proposed. And feature parameter was obtained from discrete Fourier transformation of image. After construct a feature sample group of each cells, experiment of discrimination was executed with any verification cells. As a result of experiment using features proposed in this paper, get a better segmentation rate(70-90%) than previously reported papers, and this method give shape to get objectivity and fixed quantity in diagnosis of cells. The methods described in this paper be used immediately for discrimination of neoplastic cells.
Color images from various application areas have their own characteristics. Practical segmentation systems need specialized methods to death with the characteristics. In this paper. we propose a distributed genetic algorithm based segmentation method for color breast carcinoma cell images. To extract positive nuclei and negative nuclei from the cell images, a distributed genetic algorithm with improved genetic operations and an evaluation function is used. As initial values, representative colors from images are introduced to work well with the cell images. A test to verify the validity of the proposed method shows well-segmented images. This result suggests that the method is pertinent to be but into practical use for the images haying limited objects with limited colors.
Fluorescence in situ hybridization (FISH) is a technique to visualize specific DNA/RNA sequences within the cell nuclei and provide the presence, location and structural integrity of genes on chromosomes. A confocal Whole Slide Imaging (WSI) scanner technology has superior depth resolution compared to wide-field fluorescence imaging. Confocal WSI has the ability to perform serial optical sections with specimen imaging, which is critical for 3D tissue reconstruction for volumetric spatial analysis. The standard clinical manual scoring for FISH is labor-intensive, time-consuming and subjective. Application of multi-gene FISH analysis alongside 3D imaging, significantly increase the level of complexity required for an accurate 3D analysis. Therefore, the purpose of this study is to establish automated 3D FISH scoring for z-stack images from confocal WSI scanner. The algorithm and the application we developed, SHIMARIS PAFQ, successfully employs 3D calculations for clear individual cell nuclei segmentation, gene signals detection and distribution of break-apart probes signal patterns, including standard break-apart, and variant patterns due to truncation, and deletion, etc. The analysis was accurate and precise when compared with ground truth clinical manual counting and scoring reported in ten lymphoma and solid tumors cases. The algorithm and the application we developed, SHIMARIS PAFQ, is objective and more efficient than the conventional procedure. It enables the automated counting of more nuclei, precisely detecting additional abnormal signal variations in nuclei patterns and analyzes gigabyte multi-layer stacking imaging data of tissue samples from patients. Currently, we are developing a deep learning algorithm for automated tumor area detection to be integrated with SHIMARIS PAFQ.
In recent years, high-throughput genome-wide RNA interference screening is emerging as an essential tool to biologists in understanding complex cellular processes. The manual analysis of the large number of images produced in each study spends much time and the labor. Hence, automatic cellular image analysis becomes an urgent need, where segmentation is the first and one of the most important steps. However, those factors such as the region overlapping, a variety of shapes, and non-uniform local characteristics of cellular images become obstacles to efficient cell segmentation. To avoid the problem, a new watershed-based cell segmentation algorithm using a localized segmentation method and a feature vector is proposed in this paper. Localized approach in segmentation resolves the problems caused by a variety of shapes and non-uniform characteristics. In addition, the poor performance of segmentation in overlapped regions can be improved by taking advantage of a feature vector whose component features complement each other. Simulation results show that the proposed method improves the segmentation performance compared to the method in Cellprofiler.
Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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1999.10b
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pp.422-424
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1999
본 논문에서는 질감 특징과 신경회로망을 이용한 유방암조직영상의 분할 방법을 제안한다. 신경회로망의 입력 노드에 사용될 질감 특징을 얻기 위해 10개의 영상에 대해 각 영역(양성세포핵, 음성세포핵, 배경)에서 10개씩의 화소를 선택하고, 그 화소를 중심으로 하는 5$\times$5 영역 30개를 획득, 총 300개의 영역에 대해 R, G, B 각각의 밴드에서 18개의 질감특징을 추출한다. 54개의 입력노드, 28개의 은닉노드, 3개의 출력노드의 구조를 가진 신경회로망을 구성하고, 역전파 학습 알고리즘을 사용하여 신경회로망을 최대오차율이 10-3보다 작을 때까지 학습시킨다. 학습에 의해 획득되어진 분류기를 이용하여 유방암 조직 세포영상을 양성세포핵, 음성세포핵, 배경부분으로 자동 분할한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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