論文の概要: Reducing bias and increasing utility by federated generative modeling of
medical images using a centralized adversary
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.07235v1
- Date: Mon, 18 Jan 2021 18:40:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-03-27 09:51:38.070559
- Title: Reducing bias and increasing utility by federated generative modeling of
medical images using a centralized adversary
- Title（参考訳）: 集中的相手を用いた医用画像の連合生成モデルによるバイアス低減と有用性の向上
- Authors: Jean-Francois Rajotte, Sumit Mukherjee, Caleb Robinson, Anthony Ortiz,
Christopher West, Juan Lavista Ferres, Raymond T Ng
- Abstract要約: 共同学習を可能にする生成メカニズムであるFELICIA(Federated LearnIng with a CentralIzed Adversary)を紹介します。
限定的かつ偏りのあるデータを持つデータ所有者が、すべてのソースからのデータをプライベートに保ちながら、他のデータ所有者の利益を享受する方法を示します。
これは、プライバシー法がデータをローカルな施設外で共有することを防ぐ医療画像解析において一般的なシナリオである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.809871958865447
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce FELICIA (FEderated LearnIng with a CentralIzed Adversary) a
generative mechanism enabling collaborative learning. In particular, we show
how a data owner with limited and biased data could benefit from other data
owners while keeping data from all the sources private. This is a common
scenario in medical image analysis where privacy legislation prevents data from
being shared outside local premises. FELICIA works for a large family of
Generative Adversarial Networks (GAN) architectures including vanilla and
conditional GANs as demonstrated in this work. We show that by using the
FELICIA mechanism, a data owner with limited image samples can generate
high-quality synthetic images with high utility while neither data owners has
to provide access to its data. The sharing happens solely through a central
discriminator that has access limited to synthetic data. Here, utility is
defined as classification performance on a real test set. We demonstrate these
benefits on several realistic healthcare scenarions using benchmark image
datasets (MNIST, CIFAR-10) as well as on medical images for the task of skin
lesion classification. With multiple experiments, we show that even in the
worst cases, combining FELICIA with real data gracefully achieves performance
on par with real data while most results significantly improves the utility.
- Abstract（参考訳）: 我々は、協調学習を可能にする生成メカニズムであるFELICIA(Federated LearnIng with a CentralIzed Adversary)を紹介する。
特に、限定的かつ偏りのあるデータを持つデータ所有者が、すべてのソースからのデータをプライベートに保ちながら、他のデータ所有者の利益を享受できることを示す。
これは、プライバシー法がデータをローカルな施設外で共有することを防ぐ医療画像解析において一般的なシナリオである。
FELICIAは、この研究で示されているように、バニラや条件付きGANを含むGAN(Generative Adversarial Networks)アーキテクチャの大規模なファミリーで動作する。
FELICIA機構を用いることで,データ所有者がデータへのアクセスを提供しなくても,画像サンプルに制限のあるデータ所有者が高能率で高品質な合成画像を生成することができることを示す。
共有は、合成データに限られる中央の識別器を通してのみ行われる。
ここで、ユーティリティは実際のテストセットの分類性能として定義される。
皮膚病変分類のための医用画像およびベンチマーク画像データセット(mnist, cifar-10)を用いて,いくつかの現実的な医療シナリオにおいて,これらの利点を実証する。
複数の実験で、最悪の場合においても、FELICIAと実データを組み合わせることで、実データと同等の性能が得られ、ほとんどの結果が実用性を大幅に向上することを示した。
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