基于自注意力增强DCGAN的肺结节影像样本生成技术研究
Research on Lung Nodule Image Sample Generation Based on Self-Attention Enhanced DCGAN
摘要: 基于肺结节医疗影像的自动化检测中训练样本不足的问题,重点探索了基于Attentional DCGAN (DCGAN-Attn),一种在DCGAN架构中深度融合注意力机制的新型生成对抗网络的肺结节数据增扩技术。运用改良后的生成对抗网络技术对初始肺结节影像数据集实施数据扩充,并且在LIDC-IDRI数据集上予以验证。实验结果显示,与原始GAN相比,DCGAN-Attn技术在生成肺结节影像方面效果更好,FID指标均值达到87.19。并且通过多种生成图像质量评估指标综合测试,DCGAN-Attn网络生成的肺结节生成图像质量更高。
Abstract: Addressing the issue of insufficient training samples in automated detection based on lung nodule medical images, this study focuses on a data augmentation approach using Attentional DCGAN (DCGAN-Attn), a novel generative adversarial network that deeply integrates an attention mechanism into the DCGAN architecture. The improved GAN technique is applied to augment the initial lung nodule image dataset, and validation is conducted on the LIDC-IDRI dataset. Experimental results demonstrate that, compared to the original GAN, the DCGAN-Attn method achieves superior performance in generating lung nodule images, with a mean FID score of 87.19. Furthermore, comprehensive evaluations using multiple image quality assessment metrics confirm that the lung nodule images generated by the DCGAN-Attn network exhibit higher quality.
文章引用:任涵煜, 张致铭, 陈萌. 基于自注意力增强DCGAN的肺结节影像样本生成技术研究[J]. 软件工程与应用, 2026, 15(2): 267-273. https://doi.org/10.12677/sea.2026.152025

参考文献

[1] 陈静聪, 冉凤伟, 章浩伟, 等. 基于DCGAN的脑膜瘤与听神经瘤检测模型优化方法研究[J]. 波谱学杂志, 2025, 42(2): 117-129.
[2] 朱勤海. 用于职业性尘肺病分类的生成对抗网络图像增强方法[D]: [硕士学位论文]. 徐州: 中国矿业大学, 2024.
[3] 董雪莲, 付雨菲, 蒋凤银, 等. 生成对抗网络在放射影像领域的研究进展[J]. 临床放射学杂志, 2026, 45(2): 247-251.
[4] 邢雄飞, 樊星佳, 李睿. 基于生成对抗网络的细胞图像超分辨重建[J]. 中国医学物理学杂志, 2026, 43(1): 52-59.
[5] 魏光松, 颜吉平, 彭昌勇. CT影像特征及影像组学在肺部淋巴瘤与肺浸润性黏液腺癌诊断中的应用[J]. 现代医用影像学, 2025, 34(11): 2009-2011, 2015.
[6] 王淑君, 邰圣淇. 肺结节患者CT征象分析及肺部影像报告和数据系统分级的诊断价值[J]. 实用医学影像杂志, 2025, 26(4): 311-314.
[7] 唐潇. 基于深度学习的肺炎影像分析方法研究[D]: [硕士学位论文]. 锦州: 辽宁工业大学, 2024.
[8] 包强强. 基于深度学习肺部CT图像的肺结节检测算法研究[D]: [硕士学位论文]. 包头: 内蒙古科技大学, 2025.
[9] 魏海月. 基于深度学习的肺结节检测与分类方法研究[D]: [硕士学位论文]. 哈尔滨: 哈尔滨理工大学, 2025.
[10] 葛俣蒙. 基于深度学习的肺结节检测和分割方法研究[D]: [硕士学位论文]. 沈阳: 沈阳工业大学, 2025.
[11] 张凤荔, 周志远, 王瑞锦, 等. 基于生成对抗网络的无线电数据增扩与分类[J]. 信息安全学报, 2023, 8(5): 47-60.
[12] 金强国. 基于深度学习的医疗影像分割模型研究[D]: [硕士学位论文]. 天津: 天津大学, 2021.
[13] 李杰. 基于深度卷积神经网络的动态手势识别[D]: [硕士学位论文]. 济南: 山东大学, 2019.
[14] 赵彦杰. 基于深度卷积神经网络的肺结节自动检测方法研究[D]: [硕士学位论文]. 厦门: 厦门大学, 2018.