2025-08-29 基于自定义加权IoU损失的二元语义分割优化策略 基于自定义加权IoU损失的二元语义分割优化策略 摘要针对传统交叉熵损失在二元语义分割中忽略空间重叠度的问题,本文提出一种动态加权IoU损失函数。该方法通过引入类别权重系数和区域难度感知机制,在胰腺CT图像分割任务中将Dice系数提升12.6%,特别改善了小目标边缘分割精度。一、语义分割中的损失函数困境在医疗影像分割任务中,研究人员常面临两个核心矛盾:一是目标区域(如肿瘤组织)与背景像素的极端不平衡(通常超过1:500),二是传统逐像素交叉熵损失对整体结构一致性的忽视。2018年哈佛医学院的研究表明,当病灶区域占比低于0.3%时,使用标准交叉熵损失的模型预测结果可能完全偏向背景类。笔者在2022年结肠息肉分割项目中首次观察到,当使用Dice损失替代交叉熵时,模型对8mm以下小息肉的检出率从34%提升至61%,但随之产生了新的问题——预测边界出现不规则的"锯齿效应"。这种现象促使我们重新思考损失函数的设计哲学。二、加权IoU损失的创新设计2.1 基础IoU损失的数学表达传统IoU损失定义为: $$ \mathcal{L}_{IoU} = 1 - \frac{|Y \cap \hat{Y}|}{|Y \cup \hat{Y}|} $... 2025年08月29日 44 阅读 0 评论