CNN|5篇关于3D 卷积的最新论文推荐深度学习

1、3D Convolutional Neural Networks for Dendrite Segmentation Using Fine-Tuning and Hyperparameter Optimizationhttps://arxiv.org/pdf/2205.01167
Jim James Nathan Pruyne Tiberiu Stan Marcus Schwarting Jiwon Yeom Seungbum Hong Peter Voorhees Ben Blaiszik Ian Foster
树状微结构在自然界中普遍存在，也是金属材料中主要的凝固形态。手动识别显微镜X 射线断层扫描 (XCT) 等技术的图像可能既费力又可能不明确。3D 数据集的分析在现阶段变得特别具有挑战性，因为它们的大小（TB）很大，并且存在散布在成像体积内的伪影。论文训练了 3D 卷积神经网络 (CNN) 来分割 3D 数据集。并研究了三种 CNN 架构，包括新的 3D 版本的 FCDense 。结果表明，使用超参数优化 (HPO) 和微调技术，训练 2D 和 3D CNN 架构可以超越之前的技术水平。本研究中训练的 3D U-Net 架构根据定量指标产生了最佳分割（像素精度为 99.84% ，边界位移误差为 0.58 像素），而 3D FCDense 根据视觉检查产生了最平滑的边界和最佳分割.训练的 3D CNN 能够在大约 60 秒内分割整个 852 x 852 x 250 体素 3D 体积，从而加快了对相变现象（例如树枝状凝固）的更深入理解的进展。
2、DH-Net: Deformed Microstructure Homogenization via 3D Convolutional Neural Networks(arXiv)https://arxiv.org/pdf/2201.09672
Hao Peng An Liu Jingcheng Huang Jikai Liu Lin Lu
随着制造耶的快速发展，微结构引起了学术界和工业界的关注。作为分析微观结构力学行为的一种有效方法，均质化方法在文献中得到了很好的研究。对于需要高度重复计算的拓扑优化，经典的均质化方法计算成本很高。当微观结构从规则立方变形时，因其计算成本更高，会导致虚拟均匀材料性能的变化。为了克服这个问题，论文入了一个可以预测变形微结构的均质特性的 3D CNN，称为 DH-Net。在基于最小势能的损失函数中，将宏观应变视为常数。因此， DH-Net比现有的基于均方损失函数的深度学习方法是无标签的并且具有更高的计算效率。论文应用了形状-材料变换，将具有各向同性材料的变形微结构可以双向转化为具有变换基础材料的规则结构，使 CNN 模型获得了更友好的输入数据。与标准同质化方法相比， DH-Net 可以数百倍的加速预测同质化属性，甚至支持在线计算。并且它不需要标记数据集，因此在训练处理中可以比当前的深度学习方法快得多。DH-Net 可以预测均质材料特性和微机械特性，这对于现有的 DL 方法是不可用的。DH-Net对于不同基材和不同类型微结构的推广也被考虑在内
3、A 3D 2D convolutional Neural Network Model for Hyperspectral Image Classification(arXiv)https://arxiv.org/pdf/2111.10293
Jiaxin Cao Xiaoyan Li
在论文所提出的 SEHybridSN 模型中，利用dense块重用浅层特征，这样更好地利用层次空间光谱特征。然后利用深度可分离卷积层对空间信息进行区分。在每个三维卷积层和每个二维卷积层后面，采用通道注意方法实现空间光谱特征的进一步细化。实验结果表明，模型在使用很少的训练数据的情况下可以学习到更多的鉴别性空间光谱特征。 SEHybridSN只使用0.05和0.01标记的数据进行训练，获得了非常满意的性能
4、Evaluation of augmentation methods in classifying autism spectrum disorders from fMRI data with 3D convolutional neural networkshttps://arxiv.org/pdf/2110.10489
Johan J?nemo David Abramian Anders Eklund
在过去的 10 年中，使用神经影像数据将受试者进行健康或患病的分类为已经引起了广泛关注。论文中将深度学习应用于来自 fMRI 数据，并研究不同的 3D 增强技术如何影响测试准确性。具体来说，使用来自 ABIDE 中 1112 名受试者的数据进行预处理，训练 3D 卷积神经网络 (CNN) 来执行分类。结果表明，增强只对测试准确性提供了微小的改进
5、Interpolation-Aware Padding for 3D Sparse Convolutional Neural Networks(arXiv)https://arxiv.org/pdf/2108.06925
Yu-Qi Yang Peng-Shuai Wang Yang Liu
从3D输入中生成稀疏的非空voxels 的Sparse voxel-based CNN 被广泛应用于各种三维视觉任务。论文提出了一种简单而有效的填充方案——插值感知填充，在非空voxels 的附近填充一些空voxels，并将它们包含在3D CNN计算中，这样当通过三线性插值计算点向特征时，所有邻近体素都存在。对于点特征至关重要的细粒度三维视觉任务，如语义分割和三维检测，比使用最近邻插值或具有零填充或八叉树的归一化三线性插值的现有网络实现更高的预测精度-填充方案。通过对各种 3D 分割和检测任务的广泛比较，证明了 3D 稀疏 CNN 与的论文填充方案结合特征插值的优越性