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原始資料對於 σ 為 2.0 之彈性拉伸

TC encoderDepth=3 dim=96 rand=8

Original Tra OMT Original Val Inverse Elastic2P0 Tra OMT Elastic2P0 Val Inverse

Figure 7: TC 原始資料對於 σ =2.0 之彈性拉伸

WT encoderDepth=3 dim=96 rand=8

Original Tra OMT Original Val Inverse Elastic2P0 Tra OMT Elastic2P0 Val Inverse

Figure 8: WT 原始資料對於 σ =2.0 之彈性拉伸

6.4 原始資料對於 σ 為 2.0 之彈性拉伸 6 研究成果展示

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Epoch 0.7

0.72 0.74 0.76 0.78 0.8 0.82 0.84

Dice Score

ET encoderDepth=3 dim=96 rand=8

Original Tra OMT Original Val Inverse Elastic2P0 Tra OMT Elastic2P0 Val Inverse

Figure 9: ET 原始資料對於 σ =2.0 之彈性拉伸

以上三張圖片 7、8、9中,探討的是原始 400 筆訓練資料集與加了 400 筆 σ 係數為 2 之彈性拉伸的訓練資料集之訓練成果差異,彈性拉伸對於整 個腫瘤、腫瘤核心的驗證資料集 Dice 分數有明顯提升,而增強腫瘤則有些 微的提升,這組測資的意義主要是為了測試看看不同 σ 對於彈性拉伸的影 響如何。

6.5 σ =1.2 對於 σ =2.0 之彈性拉伸 6 研究成果展示

TC encoderDepth=3 dim=96 rand=8

Elastic1P2 Tra OMT Elastic1P2 Val Inverse Elastic2P0 Tra OMT Elastic2P0 Val Inverse

Figure 10: TCσ =1.2 彈性拉伸對於 σ =2.0 之彈性拉伸

WT encoderDepth=3 dim=96 rand=8

Elastic2P0 Tra OMT Elastic2P0 Val Inverse Elastic1P2 Tra OMT Elastic1P2 Val Inverse

Figure 11: WTσ =1.2 彈性拉伸對於 σ =2.0 之彈性拉伸

6.5 σ =1.2 對於 σ =2.0 之彈性拉伸 6 研究成果展示

0 50 100 150 200 250 300 350

Epoch 0.5

0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85

Dice Score

ET encoderDepth=3 dim=96 rand=8

Elastic1P2 Tra OMT Elastic1P2 Val Inverse Elastic2P0 Tra OMT Elastic2P0 Val Inverse

Figure 12: ETσ =1.2 彈性拉伸對於 σ =2.0 之彈性拉伸

以上三張圖片 10、11、12中,探討兩種不同 σ 參數的彈性拉伸影響力,

可以發現 σ 為 1.2 的資料擴增在本次比較下,相較於 σ 為 2 的資料擴增,

Dice 訓練分數有較佳的表現。

6.6 原始資料對於同時使用水平翻轉與 σ 為 2.0 之彈性拉伸6 研究成果展示

TC encoderDepth=3 dim=96 rand=8

Original Tra OMT Original Val Inverse flip&2P0 Tra OMT flip&2P0 Val Inverse

Figure 13: TC 原始資料對於同時使用水平翻轉與 σ =2.0 之彈性拉伸

WT encoderDepth=3 dim=96 rand=8

Original Tra OMT Original Val Inverse flip&2P0 Tra OMT flip&2P0 Val Inverse

Figure 14: WT 原始資料對於同時使用水平翻轉與 σ =2.0 之彈性拉伸

6.6 原始資料對於同時使用水平翻轉與 σ 為 2.0 之彈性拉伸6 研究成果展示

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Epoch 0.7

0.75 0.8 0.85

Dice Score

ET encoderDepth=3 dim=96 rand=8

Original Tra OMT Original Val Inverse flip&2P0 Tra OMT flip&2P0 Val Inverse

Figure 15: ET 原始資料對於同時使用水平翻轉與 σ =2.0 之彈性拉伸

以上三張圖片 13、14、15中,探討的是最原始的 400 筆訓練資料集,若 同時透過水平翻轉與彈性拉伸做資料擴充,將其變為 1200 筆訓練資料,

會有如何的表現,可以發現三者的驗證資料集 Dice 分數皆有上升。

6.7 水平翻轉對於彈性拉伸 6 研究成果展示

TC encoderDepth=3 dim=96 rand=8

flip Tra OMT flip Val Inverse Elastic2P0 Tra OMT Elastic2P0 Val Inverse

Figure 16: TC 水平翻轉對於 σ =2.0 之彈性拉伸

WT encoderDepth=3 dim=96 rand=8

flip Tra OMT flip Val Inverse Elastic2P0 Tra OMT Elastic2P0 Val Inverse

Figure 17: WT 水平翻轉對於 σ =2.0 之彈性拉伸

6.7 水平翻轉對於彈性拉伸 6 研究成果展示

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Epoch 0.68

0.7 0.72 0.74 0.76 0.78 0.8 0.82 0.84

Dice Score

ET encoderDepth=3 dim=96 rand=8

flip Tra OMT flip Val Inverse Elastic2P0 Tra OMT Elastic2P0 Val Inverse

Figure 18: TC 水平翻轉對於 σ =2.0 之彈性拉伸

以上三張圖片 16、17、18中,想要探討的是水平翻轉的資料擴增與彈性 拉伸資料擴增,何者對於驗證集 Dice 分數的上升貢獻較大,對整個腫瘤、

擴增腫瘤來說,彈性拉伸給予較好的訓練結果,而對於腫瘤核心來說,並 未有非常大的差異。

6.8 水平翻轉對於同時水平翻轉及彈性拉伸 6 研究成果展示

TC encoderDepth=3 dim=96 rand=8

flip Tra OMT flip Val Inverse flip&2P0 Tra OMT flip&2P0 Val Inverse

Figure 19: TC 水平翻轉對於同時水平翻轉及彈性拉伸

WT encoderDepth=3 dim=96 rand=8

flip Tra OMT flip Val Inverse flip&2P0 Tra OMT flip&2P0 Val Inverse

Figure 20: WT 水平翻轉對於同時水平翻轉及彈性拉伸

6.8 水平翻轉對於同時水平翻轉及彈性拉伸 6 研究成果展示

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Epoch 0.68

0.7 0.72 0.74 0.76 0.78 0.8 0.82 0.84 0.86

Dice Score

ET encoderDepth=3 dim=96 rand=8

flip Tra OMT flip Val Inverse flip&2P0 Tra OMT flip&2P0 Val Inverse

Figure 21: ET 水平翻轉對於同時水平翻轉及彈性拉伸

以上三張圖片 19、20、21中,想要探討的是水平翻轉與水平翻轉再外加 彈性拉伸的資料擴增,也就是說要將彈性拉伸視為操縱變因,確認一下使 用兩種以上的資料擴增方式是否對驗證集的 Dice 分數有所幫助。在腫瘤核 心的訓練上並未看出太多差異,而整個腫瘤、擴增腫瘤則有 Dice 分數的進 步。

6.9 σ 為 2.0 之彈性拉伸對於同時水平翻轉及彈性拉伸 6 研究成果展示

TC encoderDepth=3 dim=96 rand=8

Elastic2P0 Tra OMT Elastic2P0 Val Inverse flip&2P0 Tra OMT flip&2P0 Val Inverse

Figure 22: TCσ =2.0 彈性拉伸對於同時水平翻轉及彈性拉伸

WT encoderDepth=3 dim=96 rand=8

Elastic2P0 Tra OMT Elastic2P0 Val Inverse flip&2P0 Tra OMT flip&2P0 Val Inverse

Figure 23: WTσ =2.0 彈性拉伸對於同時水平翻轉及彈性拉伸

6.9 σ 為 2.0 之彈性拉伸對於同時水平翻轉及彈性拉伸 6 研究成果展示

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Epoch 0.7

0.75 0.8 0.85

Dice Score

ET encoderDepth=3 dim=96 rand=8

Elastic2P0 Tra OMT Elastic2P0 Val Inverse flip&2P0 Tra OMT flip&2P0 Val Inverse

Figure 24: ETσ =2.0 彈性拉伸對於同時水平翻轉及彈性拉伸

以上三張圖片 22、23、24中,想要探討的是彈性拉伸與水平翻轉再外加 彈性拉伸的資料擴增,也就是說要將水平翻轉視為操縱變因,確認一下使 用兩種以上的資料擴增方式是否對驗證集的 Dice 分數有所幫助。在腫瘤核 心的訓練上並未看出太多差異,而整個腫瘤、擴增腫瘤則有 Dice 分數的進 步。

7 結論

7 結論

  根據章節6研究成果展展示得知,資料擴增演算法在已經做了 OMT 的大腦腫瘤測資中,仍然能夠對驗證資料集的 Dice 分數做出貢獻,例如:

6.2水平翻轉、6.3、6.4彈性拉伸,都可以明顯看到驗證資料集的 Dice 分數 有所上升,顯示耗費計算效能放入更多測資,在 OMT 的方法下依然有所 貢獻,若是為了爭取驗證集擁有更高的 Dice 分數,可以嘗試資料擴增演算 法。

  不同的標記區域所適用的資料擴增演算法也不盡相同,好比擴增腫 瘤 (ET) 在水平翻轉的資料擴增中,驗證資料集的 Dice 分數並沒有太大的 改善,但這個算法可以協助整個腫瘤 (WT)、腫瘤核心 (TC) 的訓練成果 上升。

  此外,使用多個資料擴增演算法來增加 Dice 分數的方式似乎是可行 的,根據同時使用水平翻轉以及彈性拉伸 6.6的 1200 筆測資結果看來,三 個標記區域的驗證集 Dice 分數皆有上升,此外,透過將水平翻轉或彈性 拉伸作為操縱變因6.8、6.9下,都可以發現不論是水平翻轉或是彈性拉伸,

皆對這 1200 筆測資所訓練的模型有所貢獻,未來也可多方嘗試不同的資 料擴增演算法組合,嘗試是否能夠訓練出一個適應度更高、預測精確度更 好的醫學影像分割模型。

參 考 文 獻 參 考 文 獻

參 考 文 獻

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