该研究首次将拓扑感知损失函数与基础模型特征结合,应用于示踪组织学中的纤维束分割任务。作者比较了BCE-Dice、clDice、Betti匹配和Topograph四种方法,发现BCE-Dice的Dice系数最高,clDice的束召回率最高但掩膜重叠较差,而Topograph在Dice上与BCE-Dice相当,且具有最低的β0误差和更少的假阳性。研究还揭示现有基于任意重叠的检测规则无法捕捉过度分割问题,空切片可能虚增每切片真阳性率。为此,作者提出Excess32空间诊断指标,量化预测像素超出标注束周围32像素容差带的数量。验证表明,Betti-Topograph联合虽将稀疏束真阳性率从0.818提升至0.933,但假发现率、Excess32和面积比均显著恶化,证明仅靠检测指标不足以全面评估分割质量。
| BCE-Dice | 一种结合二元交叉熵和Dice系数的损失函数,用于图像分割任务,平衡像素级和区域级准确性。 |
| clDice | 一种拓扑感知的损失函数,通过计算预测和真实标签的骨架线重叠来评估分割的连通性。 |
| Betti matching | 一种基于拓扑不变量(如Betti数)的损失函数,用于匹配预测和真实标签的拓扑特征。 |
| Topograph | 一种拓扑感知的损失函数,通过比较预测和真实标签的拓扑结构(如连接组件)来优化分割。 |
| Excess32 | 一种空间诊断指标,测量预测像素位于标注束周围32像素容差带之外的比例,用于量化过度分割。 |
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