# [論文筆記] Road Extraction by Deep Residual U-Net ###### tags: `Residual UNet` `Biomedical Image` `Segmentation` `UNet` ResUNet,由深度殘差網路(Deep residual network)和UNet所發想的語意切割模型。 它的架構充分展現「殘差」、「UNet」的優點。 ## 優點 - 殘差單元(residual unit)會使模型的訓練更簡單。 - 在殘差單元以及在encoder和decoder之間的跳躍連接(skip connection)有助於訊息的傳播且不會降低性能,使得設計出更少參數量的神經網路之可能性大大提升。 ## 架構 1. **神經網路的組成單元** 本文提出的ResUNet使用**殘差神經元**作為基本建構組塊(building block),取代普通的捲積組塊。 (a)為UNet使用的神經元 (b)為ResUNet使用的殘差神經元以及恆等映射(identity mapping) ![](https://github.com/nikhilroxtomar/Deep-Residual-Unet/raw/e250c2f5bb1a260cbe7bed6b7232d7b8b20fe1a2/images/basic%20block.png) 2. **完整網路架構** ResUNet的組成有三個部分: (1) 編碼(Encoding) (2)橋梁(Bridge) (3)解碼(Decoding) ![](https://raw.githubusercontent.com/nikhilroxtomar/Deep-Residual-Unet/e250c2f5bb1a260cbe7bed6b7232d7b8b20fe1a2/images/arch.png) - 在編碼(encoding)中,使用步階(stride)為2的池化操作,使得第一個捲積組塊(convolutiona block)能將特徵圖(feature map)的大小減半。 - 在要進入解碼單元(decoding unit)前,會將decoder的feature map透過skip connection串接起來。 - 在最後使用sigmoid activation 1x1的捲積以獲得所期望的分割圖。 ## Loss Mean Squared Error(MSE) 作為損失函數(loss function): ![](https://raw.githubusercontent.com/nikhilroxtomar/Deep-Residual-Unet/e250c2f5bb1a260cbe7bed6b7232d7b8b20fe1a2/images/loss.png) $N$:number of samples $Net(l_w;W)$:Predicted Segmentation Map $s_i$:Ground Truth Segmentation Map ## 實作 ![](https://i.imgur.com/0cbqKki.png) - 易: ![](https://i.imgur.com/GzqOtbf.png) - 中等: ![](https://i.imgur.com/O6ZGXQa.png) 出現邊緣不連續的現象! - 難: ![](https://i.imgur.com/dyRSps0.png) 出現兩個病灶! ![](https://i.imgur.com/8K16AQe.png)