論文の概要: Augmenting Colonoscopy using Extended and Directional CycleGAN for Lossy
Image Translation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.12473v3
- Date: Thu, 26 Aug 2021 09:31:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-12-19 05:31:05.471445
- Title: Augmenting Colonoscopy using Extended and Directional CycleGAN for Lossy
Image Translation
- Title(参考訳): 拡張型および方向型 cyclegan を用いた大腸内視鏡の増悪による画像変換
- Authors: Shawn Mathew, Saad Nadeem, Sruti Kumari, Arie Kaufman
- Abstract要約: 光学的大腸内視鏡(OC)と仮想大腸内視鏡(VC)の非対像画像変換のための深層学習フレームワークであるExtended and Directional CycleGANを提案する。
本稿では, ファントム, テクスチャVC, 実ポリプおよび正常大腸ビデオのスケール一貫性深度推定結果について報告する。
また,3次元VCモデルで導入したバンプからのペンダンクおよび平らなポリプ合成について検討した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.861206243996454
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Colorectal cancer screening modalities, such as optical colonoscopy (OC) and
virtual colonoscopy (VC), are critical for diagnosing and ultimately removing
polyps (precursors of colon cancer). The non-invasive VC is normally used to
inspect a 3D reconstructed colon (from CT scans) for polyps and if found, the
OC procedure is performed to physically traverse the colon via endoscope and
remove these polyps. In this paper, we present a deep learning framework,
Extended and Directional CycleGAN, for lossy unpaired image-to-image
translation between OC and VC to augment OC video sequences with
scale-consistent depth information from VC, and augment VC with
patient-specific textures, color and specular highlights from OC (e.g, for
realistic polyp synthesis). Both OC and VC contain structural information, but
it is obscured in OC by additional patient-specific texture and specular
highlights, hence making the translation from OC to VC lossy. The existing
CycleGAN approaches do not handle lossy transformations. To address this
shortcoming, we introduce an extended cycle consistency loss, which compares
the geometric structures from OC in the VC domain. This loss removes the need
for the CycleGAN to embed OC information in the VC domain. To handle a stronger
removal of the textures and lighting, a Directional Discriminator is introduced
to differentiate the direction of translation (by creating paired information
for the discriminator), as opposed to the standard CycleGAN which is
direction-agnostic. Combining the extended cycle consistency loss and the
Directional Discriminator, we show state-of-the-art results on scale-consistent
depth inference for phantom, textured VC and for real polyp and normal colon
video sequences. We also present results for realistic pendunculated and flat
polyp synthesis from bumps introduced in 3D VC models. Code/models:
https://github.com/nadeemlab/CEP.
- Abstract(参考訳): 大腸内視鏡(OC)や仮想大腸内視鏡(VC)などの大腸癌検診はポリープ(大腸癌の前駆体)の診断と除去に重要である。
非侵襲性VCは、通常、ポリープの3D再建結腸(CTスキャンから)を検査するために使用され、もし見つかったら、内視鏡で大腸を物理的に横切り、これらのポリープを除去するためにOC手順が実行される。
本稿では,患者固有のテクスチャ,色,特徴をOC(例えば,現実的なポリプ合成のための)のハイライトを付加したVCや,VCからのスケール一貫性のある深度情報を備えたOCビデオシーケンスを拡大するための,OCとVC間の未ペア画像変換のための深層学習フレームワークであるExtended and Directional CycleGANを提案する。
OCとVCは共に構造情報を含んでいるが、OCには追加の患者固有のテクスチャと特異なハイライトによって隠蔽され、OCからVCへの翻訳は失われる。
既存のcycleganアプローチは、損失のある変換を処理しない。
この欠点に対処するため,VC領域におけるOCの幾何構造と比較した拡張サイクル整合損失を導入する。
この損失により、CycleGANはVCドメインにOC情報を埋め込む必要がなくなる。
テクスチャと照明のより強力な除去に対処するため、方向に依存しない標準のCycleGANとは対照的に、(識別器のペア情報を作成することにより)翻訳方向を区別する指向性判別器を導入する。
拡張サイクル整合損失と指向性判別器を組み合わせることで,ファントム,テクスチャVC,および実ポリプおよび正常大腸ビデオシーケンスに対するスケール一貫性深度推定の最先端結果を示す。
また,3次元VCモデルで導入したバンプからのペンダンクおよび平らなポリプ合成について述べる。
コード/モデル:https://github.com/nadeemlab/CEP。
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