Attention U-Net

1. Introduction

提出了一种注意力门模型(Attention Gate, AG)，用该模型进行训练时，能够抑制模型学习与任务无关的部分，同时加重学习与任务有关的特征
Attention gate可以很容易地集成到标准CNN体系结构中

2. Method

Attention-Unet模型是以Unet模型为基础，其和unet的区别在于解码时，从编码部分提取的特征不是直接用于解码，而是先进行attention gate再进行解码。
- Unet只是单纯的把同层的下采样层的特征直接concat到上采样层
- Attention-Unet使用attention模块，对下采样层同层和上采样层上一层的特征图进行处理后再和上采样后的特征图进行concat
- 绿色箭头是g信号
- 从编码部分延伸的虚线是 $\widehat{x}^l$
- 粉红色箭头是输出
attention模块：Attention Gate
- F代表某一层的channel数
- 使用下采样层同层的特征图和上采样层上一层的特征图进行一个pixel权重图的构建，然后再把这个权重图对下采样同层的特征图进行处理，得到进行权重加权的特征图。
  - 下采样同层的特征图 $g_{i}\left(F_{g} \times H_{g} \times W_{g} \times D_{g}\right)$ ，
    
    进行1 $\times$ 1 $\times$ 1卷积运算得到 $W_{g}^{T} g_{i}$
  - 上采样同层的特征图 $x_{i}^l\left(F_{l} \times H_{x} \times W_{x} \times D_{x}\right)$ ，
    
    进行1 $\times$ 1 $\times$ 1卷积运算得到 $W_{x}^{T} x_{i}^{l}$
  - 将上两步得到的特征图 $W_{g}^{T} g_{i}$ 和 $W_{x}^{T} x_{i}^{l}$ 进行相加后，在进行ReLU得到：
  σ1(WTxxli+WTggi+bg)(Fint×HgWgDg)
  
  $\sigma_1$ 为ReLU激活函数
  - 随后在使用1 $\times$ 1 $\times$ 1卷积运算得到
  qlatt=ψT(σ1(WTxxli+WTggi+bg))+bψ
  - 最后对 $q_{a t t}$ 进行sigmoid激活函数得到最终的attention coefficient ( $\alpha_i^l$ )

Learning Where to Look for the Pancreas

1. Introduction

2. Method

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