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檢測乳腺癌細胞中的有絲分裂(1)

ICPR和MICCAI最近幾年挺關注乳腺癌細胞中的有絲分裂的檢測,我也來研究研究,雖然不知道最後自己能搞成什麼樣。

今天看了這篇文章《Automated Mitosis Detection based on eXclusive Independent Component Analysis》,發表在Pattern Recognition (ICPR), 2012 21st International Conference 上面,主要是研究在乳腺癌細胞中有絲分裂的檢測。

摘要:

       采用了一種新的方法,叫eXclusive Independent Component Analysis (XICA),也就是ICA的一種擴充,我們知道ICA叫獨立成分分析,那麼XICA也容易了解了,主要是提取訓練集中兩個類别之間的不同成分,而不是單個類别的獨立成分。

XICA:

       這個算法是本文的關鍵,我們先來搞清楚它。

       這個算法企圖在具有兩個類别的訓練集中找到這樣一些獨立成分:與其中的一個類聯系緊密,而對于另一個類卻不具有很大的代表性,也可以說是尋找一些特有成分。

       通常ICA算法可以寫成下面形式:

                                                         x=As.

       x=(x1,x2,x3.....xn),是我們一些能觀察到的向量,我們可以看做是特征向量吧,s=(s1,s2,s3......sn)是一個獨立的潛在變量向量,A是一個未知的常量矩陣(可以稱為混合矩陣或成分集),我們的目标是得出A通過僅有的x向量。

       給出兩個訓練模式

檢測乳腺癌細胞中的有絲分裂(1)

檢測乳腺癌細胞中的有絲分裂(1)
檢測乳腺癌細胞中的有絲分裂(1)
檢測乳腺癌細胞中的有絲分裂(1)

       E{.}是對輸入值的期望,而

檢測乳腺癌細胞中的有絲分裂(1)

是對應于

檢測乳腺癌細胞中的有絲分裂(1)

的權值矩陣,其求法如下:

檢測乳腺癌細胞中的有絲分裂(1)
檢測乳腺癌細胞中的有絲分裂(1)

          上面公式可計算出W,至于g{.}怎麼計算還得去看論文A. Hyv¨arinen and P. O. Hoyer. Emergence of phase and

shift invariant features by decomposition of neutral images into independent feature subspaces. Neural Computing, 12(7):1705–1720, 2000.

          用過下面疊代,使得兩個矩陣歸一化。

檢測乳腺癌細胞中的有絲分裂(1)

          W能産生正樣本x的獨立成分,但是不能産生負樣本的獨立成分,反之亦然。

          在得出A和s以後,下面的測試就簡單了,

檢測乳腺癌細胞中的有絲分裂(1)

          (上面公式的另一種求法)使得  

檢測乳腺癌細胞中的有絲分裂(1)

最小化

           求出s後再進行後面的步驟:x為我們新給的測試集,計算它與Aks的內插補點,選擇最小值對應的k作為x的類别(k為類别數),具體如下

檢測乳腺癌細胞中的有絲分裂(1)
檢測乳腺癌細胞中的有絲分裂(1)

           當然我們不是計算所有的像素值,先進行一個選擇,得到候選集。

檢測乳腺癌細胞中的有絲分裂(1)

       采用一個簡單的細胞核檢測算法:首先圖檔轉換成灰階圖檔,再用高斯平滑,調到合适的參數,大多數的細胞核會凸出來,我們選擇這些凸出來的點中的一些局部最大值加入候選集.

        接下來的任務就是在這些候選集合中使用最新的算法。

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