Una Red Neuronal Ligera para la Segmentación Celular Basada en la Mejora de Atención
Autores: Xia, Shuang; Sun, Qian; Zhou, Yiheng; Wang, Zhaoyuxuan; You, Chaoxing; Ma, Kainan; Liu, Ming
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Una Red Neuronal Ligera para la Segmentación Celular Basada en la Mejora de Atención
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Redes neuronales
Segmentación de imágenes médicas
U-Net mejorado por atención
Segmentación celular
Complejidad computacional
Naturaleza ligera
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las redes neuronales profundas han logrado avances significativos en las tareas de segmentación de imágenes médicas, pero sus parámetros a gran escala y su alta complejidad computacional limitan su aplicabilidad en dispositivos de borde con recursos limitados. Para abordar este desafío, este artículo presenta una red de segmentación nuclear ligera llamada U-Net Mejorada por Atención (AttE-Unet) para la segmentación celular. AttE-Unet mejora las capacidades de extracción de características de la red a través de un mecanismo de atención y combina las fortalezas del aprendizaje profundo con algoritmos tradicionales de filtrado de imágenes, al tiempo que reduce sustancialmente las demandas computacionales y de almacenamiento. Los resultados experimentales en el conjunto de datos PanNuke demuestran que AttE-Unet, a pesar de su significativa reducción en el tamaño del modelo-con el número de parámetros y operaciones de punto flotante por segundo reducidos al 1.57% y 0.1% del modelo original, respectivamente-mantiene un alto nivel de rendimiento en la segmentación. Específicamente, la puntuación F1 y la puntuación de Intersección sobre Unión (IoU) son del 91.7% y 89.3% de las puntuaciones del modelo original. Además, el despliegue en un MCU consume solo 2.09 MB de Flash y 1.38 MB de RAM, destacando la naturaleza ligera del modelo y su potencial para un despliegue práctico como solución de segmentación de imágenes médicas en dispositivos de borde.
Descripción
Las redes neuronales profundas han logrado avances significativos en las tareas de segmentación de imágenes médicas, pero sus parámetros a gran escala y su alta complejidad computacional limitan su aplicabilidad en dispositivos de borde con recursos limitados. Para abordar este desafío, este artículo presenta una red de segmentación nuclear ligera llamada U-Net Mejorada por Atención (AttE-Unet) para la segmentación celular. AttE-Unet mejora las capacidades de extracción de características de la red a través de un mecanismo de atención y combina las fortalezas del aprendizaje profundo con algoritmos tradicionales de filtrado de imágenes, al tiempo que reduce sustancialmente las demandas computacionales y de almacenamiento. Los resultados experimentales en el conjunto de datos PanNuke demuestran que AttE-Unet, a pesar de su significativa reducción en el tamaño del modelo-con el número de parámetros y operaciones de punto flotante por segundo reducidos al 1.57% y 0.1% del modelo original, respectivamente-mantiene un alto nivel de rendimiento en la segmentación. Específicamente, la puntuación F1 y la puntuación de Intersección sobre Unión (IoU) son del 91.7% y 89.3% de las puntuaciones del modelo original. Además, el despliegue en un MCU consume solo 2.09 MB de Flash y 1.38 MB de RAM, destacando la naturaleza ligera del modelo y su potencial para un despliegue práctico como solución de segmentación de imágenes médicas en dispositivos de borde.