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2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

Localization and Labeling of Posterior Ribs in Chest Radiographs Using a CRF-regularized FCN with Local Refinement

verfasst von : Alexander Oliver Mader, Jens von Berg, Alexander Fabritz, Cristian Lorenz, Carsten Meyer

Erschienen in: Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention – MICCAI 2018

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

Localization and labeling of posterior ribs in radiographs is an important task and a prerequisite for, e.g., quality assessment, image registration, and automated diagnosis. In this paper, we propose an automatic, general approach for localizing spatially correlated landmarks using a fully convolutional network (FCN) regularized by a conditional random field (CRF) and apply it to rib localization. A reduced CRF state space in form of localization hypotheses (generated by the FCN) is used to make CRF inference feasible, potentially missing correct locations. Thus, we propose a second CRF inference step searching for additional locations. To this end, we introduce a novel “refine” label in the first inference step. For “refine”-labeled nodes, small subgraphs are extracted and a second inference is performed on all image pixels. The approach is thoroughly evaluated on 642 images of the public Indiana chest X-ray collection, achieving a landmark localization rate of 94.6%.

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Literatur
1.
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Zurück zum Zitat von Berg, J., et al.: A novel bone suppression method that improves lung nodule detection. IJCARS 11(4), 641–655 (2016) von Berg, J., et al.: A novel bone suppression method that improves lung nodule detection. IJCARS 11(4), 641–655 (2016)
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Zurück zum Zitat Loog, M., Ginneken, B.: Segmentation of the posterior ribs in chest radiographs using iterated contextual pixel classification. T-MI 25(5), 602–611 (2006) Loog, M., Ginneken, B.: Segmentation of the posterior ribs in chest radiographs using iterated contextual pixel classification. T-MI 25(5), 602–611 (2006)
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Zurück zum Zitat Staal, J., Ginneken, B., Viergever, M.: Automatic rib segmentation and labeling in computed tomography scans using a general framework for detection, recognition and segmentation of objects in volumetric data. MIA 11(1), 35–46 (2007) Staal, J., Ginneken, B., Viergever, M.: Automatic rib segmentation and labeling in computed tomography scans using a general framework for detection, recognition and segmentation of objects in volumetric data. MIA 11(1), 35–46 (2007)
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Zurück zum Zitat Wu, D., et al.: A learning based deformable template matching method for automatic rib centerline extraction and labeling in CT images. In: CVPR, pp. 980–987. IEEE (2012) Wu, D., et al.: A learning based deformable template matching method for automatic rib centerline extraction and labeling in CT images. In: CVPR, pp. 980–987. IEEE (2012)
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Zurück zum Zitat Bergtholdt, M., Kappes, J.H., Schnörr, C.: Learning of graphical models and efficient inference for object class recognition. In: Franke, K., Müller, K.-R., Nickolay, B., Schäfer, R. (eds.) DAGM 2006. LNCS, vol. 4174, pp. 273–283. Springer, Heidelberg (2006). https://doi.org/10.1007/11861898_28CrossRef Bergtholdt, M., Kappes, J.H., Schnörr, C.: Learning of graphical models and efficient inference for object class recognition. In: Franke, K., Müller, K.-R., Nickolay, B., Schäfer, R. (eds.) DAGM 2006. LNCS, vol. 4174, pp. 273–283. Springer, Heidelberg (2006). https://​doi.​org/​10.​1007/​11861898_​28CrossRef
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Zurück zum Zitat Kingma, D.P., Ba, J.: Adam: a method for stochastic optimization. In: ICLR (2014) Kingma, D.P., Ba, J.: Adam: a method for stochastic optimization. In: ICLR (2014)
11.
Zurück zum Zitat Mader, A.O., et al.: Detection and localization of landmarks in the lower extremities using an automatically learned conditional random field. In: GRAIL (2017) Mader, A.O., et al.: Detection and localization of landmarks in the lower extremities using an automatically learned conditional random field. In: GRAIL (2017)
Metadaten
Titel
Localization and Labeling of Posterior Ribs in Chest Radiographs Using a CRF-regularized FCN with Local Refinement
verfasst von
Alexander Oliver Mader
Jens von Berg
Alexander Fabritz
Cristian Lorenz
Carsten Meyer
Copyright-Jahr
2018
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-030-00934-2_63

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