Abstract
The automated in vitro segmentation of axonal phase-contrast images to allow axonal tracing over time is highly desirable to understand axonal biology in the context of health and disease. While deep learning has become a powerful tool in biomedical image analysis for semantic segmentation tasks, segmentation performance has been limited so far since axons are long and thin objects that are sensitive to under- and/or over-segmentation. We here propose the use of an ensemble-based convolutional neural network (CNN) framework for the segmentation of axons on phase-contrast microscopic images. The mean ResNet-50 ensemble performed better than the max u-net ensemble on the axon segmentation task. We estimated an upper limit for the expected improvement using an oracle-machine. Additionally, we introduced a soft version of the Dice coefficient that describes the visually perceived quality of axon segmentation better than the standard Dice. Importantly, the mean ResNet-50 ensemble reached the performance level of human experts. Taken together, we developed a CNN to robustly segment axons in phase-contrast microscopy that will foster further investigations of axonal biology in health and disease.
| Originalsprache | Englisch |
|---|---|
| Titel | MobiHealth 2020: Wireless Mobile Communication and Healthcare |
| Seitenumfang | 11 |
| Band | 362 |
| Herausgeber (Verlag) | Springer, Cham |
| Erscheinungsdatum | 2021 |
| Seiten | 274-284 |
| ISBN (Print) | 978-3-030-70568-8 |
| ISBN (elektronisch) | 978-3-030-70569-5 |
| DOIs | |
| Publikationsstatus | Veröffentlicht - 2021 |
| Veranstaltung | 9th EAI International Conference on Wireless Mobile Communication and Healthcare - Virtual Event Dauer: 19.11.2020 → 19.11.2020 |
UN SDGs
Dieser Output leistet einen Beitrag zu folgendem(n) Ziel(en) für nachhaltige Entwicklung
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SDG 3 – Gesundheit und Wohlergehen
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SDG 4 – Qualitativ hochwertige Bildung
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SDG 9 – Industrie, Innovation und Infrastruktur
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SDG 11 – Nachhaltige Städte und Gemeinschaften
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SDG 12 – Verantwortungsvoller Konsum und Produktion
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SDG 14 – Lebensraum Wasser
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SDG 15 – Lebensraum Land
Strategische Forschungsbereiche und Zentren
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DFG-Fachsystematik
- 4.43-05 Bild- und Sprachverarbeitung, Computergraphik und Visualisierung, Human Computer Interaction, Ubiquitous und Wearable Computing
Fingerprint
Untersuchen Sie die Forschungsthemen von „Robust and Markerfree in vitro Axon Segmentation with CNNs“. Zusammen bilden sie einen einzigartigen Fingerprint.Zitieren
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