Due to the irregular shapes,various sizes and indistinguishable boundaries between the normal and infected tissues, it is still a challenging task to accurately segment the infected lesions of COVID-19 on CT images. In this paper, a novel segmentation scheme is proposed for the infections of COVID-19 by enhancing supervised information and fusing multi-scale feature maps of different levels based on the encoder-decoder architecture. To this end, a deep collaborative supervision (Co-supervision) scheme is proposed to guide the network learning the features of edges and semantics. More specifically, an Edge Supervised Module (ESM) is firstly designed to highlight low-level boundary features by incorporating the edge supervised information into the initial stage of down-sampling. Meanwhile, an Auxiliary Semantic Supervised Module (ASSM) is proposed to strengthen high-level semantic information by integrating mask supervised information into the later stage. Then an Attention Fusion Module (AFM) is developed to fuse multiple scale feature maps of different levels by using an attention mechanism to reduce the semantic gaps between high-level and low-level feature maps. Finally, the effectiveness of the proposed scheme is demonstrated on four various COVID-19 CT datasets. The results show that the proposed three modules are all promising. Based on the baseline (ResUnet), using ESM, ASSM, or AFM alone can respectively increase Dice metric by 1.12\%, 1.95\%,1.63\% in our dataset, while the integration by incorporating three models together can rise 3.97\%. Compared with the existing approaches in various datasets, the proposed method can obtain better segmentation performance in some main metrics, and can achieve the best generalization and comprehensive performance.


翻译:由于正常组织与受感染组织之间的形状不规则,大小不同,界限难以分辨,因此,准确分割CT图像上的COVID-19受感染的损害仍然是一项艰巨的任务。在本文中,为COVID-19的感染提出一个新的分解方案,办法是加强监控信息,根据编码器脱coder-decoder结构结构,绘制不同层次的多尺度地貌图。为此,提议了一个深层次的合作监督(共同监督)计划,以指导网络学习边缘和语义特征。更具体地说,Edge Sudvision 模块(ESM)的设计首先是为了突出低层次的边界特征,办法是将边缘监督信息纳入下层取样的初始阶段。同时,建议采用辅助性精密超模超强模块(ASSM),通过将遮蔽器监督信息整合到后期的阶段。然后,利用关注机制将不同层次的多层次的地貌图(AFIM)进行整合。

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