喜报 | 袁景教授提出的“医学图像分析的快速对偶分裂算法”入选2022年度中国医学人工智能代表性算法
2023-01-09
2023年1月8日,“2022年度中国医学人工智能代表性算法”评选结果出炉,我院袁景教授和香港心脑血管健康工程中心首席科学家台雪城教授提出的“医学图像分析的快速对偶分裂算法”入选。
据悉,本次评选经相关领域权威专家提名,由中国生物医学工程学会医学人工智能分会、中国工业与应用数学学会数学与医学交叉学科专业委员会于2023年1月8日组织同行专家评审,并报全国科学技术名词审定委员会医学人工智能名词审定委员会审批通过,每年评选代表性算法不超过三项。
算法简介——医学图像分析的快速对偶分裂算法
袁景教授和台雪成教授等人提出了基于新的等价对偶优化模型构造统一的分裂算法框架及高效算法实现,研究成果用于高效解决医学图像分割、配准及重建等一系列医学图像分析的核心优化问题,获得国际同行认可。多次被多国科学院院士与国际著名学者在国际专业顶级期刊引用,并成功用于多个医学影像产业化项目。
从数学分析角度,构造新的对偶优化模型提供了新的理论视角去分析原优化问题,取得更加透彻的理论分析结果;从优化算法上讲,通过增加的对偶变量,对偶优化模型将原有问题自然分解成的一系列简单的单个优化子问题,将原来复杂的优化问题通过逐次求解简单子问题的方式轻松解决。
从算法实现考虑,通过经典的ALM算法或新的C-P方法等可以得到一个统一的分裂算法框架,在实际应用证明实现的新算法理论与设计表现出很好的收敛特征和鲁棒性(如图所示)。新的对偶优化算法易于在统一的分裂算法框架下中添加额外的先验优化约束信息,尤其对于解决实际医学图像分析问题提供了可靠的解决方案。
▲ 新算法的应用举例