論文の概要: Learning from Pseudo Lesion: A Self-supervised Framework for COVID-19
Diagnosis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.12313v1
- Date: Wed, 23 Jun 2021 11:21:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-06-24 15:14:31.560641
- Title: Learning from Pseudo Lesion: A Self-supervised Framework for COVID-19
Diagnosis
- Title(参考訳): Pseudo Lesionから学ぶ : 新型コロナウイルスの自己診断フレームワーク
- Authors: Zhongliang Li, Zhihao Jin, Xuechen Li, Linlin Shen
- Abstract要約: コロナウイルス感染症2019(COVID-19)は、2019年12月の報告以来、世界中で急速に拡大している。
近年、ディープラーニングに基づくアプローチは、無数の画像認識タスクにおいて顕著なパフォーマンスを示している。
本報告では, 疑似病変の発生と回復に基づく自己指導型事前訓練法を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 22.54540093657541
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: The Coronavirus disease 2019 (COVID-19) has rapidly spread all over the world
since its first report in December 2019 and thoracic computed tomography (CT)
has become one of the main tools for its diagnosis. In recent years, deep
learning-based approaches have shown impressive performance in myriad image
recognition tasks. However, they usually require a large number of annotated
data for training. Inspired by Ground Glass Opacity (GGO), a common finding in
COIVD-19 patient's CT scans, we proposed in this paper a novel self-supervised
pretraining method based on pseudo lesions generation and restoration for
COVID-19 diagnosis. We used Perlin noise, a gradient noise based mathematical
model, to generate lesion-like patterns, which were then randomly pasted to the
lung regions of normal CT images to generate pseudo COVID-19 images. The pairs
of normal and pseudo COVID-19 images were then used to train an encoder-decoder
architecture based U-Net for image restoration, which does not require any
labelled data. The pretrained encoder was then fine-tuned using labelled data
for COVID-19 diagnosis task. Two public COVID-19 diagnosis datasets made up of
CT images were employed for evaluation. Comprehensive experimental results
demonstrated that the proposed self-supervised learning approach could extract
better feature representation for COVID-19 diagnosis and the accuracy of the
proposed method outperformed the supervised model pretrained on large scale
images by 6.57% and 3.03% on SARS-CoV-2 dataset and Jinan COVID-19 dataset,
respectively.
- Abstract(参考訳): 2019年12月の最初の報告以来、新型コロナウイルス(covid-19)は世界中で急速に広がり、胸部ct(胸部ct)はその診断の主要なツールの1つとなっている。
近年、ディープラーニングに基づくアプローチは、無数の画像認識タスクにおいて顕著なパフォーマンスを示している。
しかし、通常、トレーニングには大量の注釈付きデータが必要である。
今回我々は,COIVD-19患者のCT検査でよく見られるグラウンドグラス・オパシティ(GGO)に触発され,疑似病変の発生と回復に基づく自己監督型事前訓練法を提案した。
我々は,勾配雑音に基づく数学的モデルであるPerlin noiseを用いて病変様パターンを生成し,正常なCT画像の肺領域にランダムに貼り付け,擬似的なCOVID-19画像を生成する。
正常と偽のCOVID-19イメージのペアは、ラベル付きデータを必要としない画像復元のためにエンコーダデコーダアーキテクチャに基づくU-Netのトレーニングに使用された。
事前訓練されたエンコーダは、新型コロナウイルスの診断のためにラベル付きデータを使用して微調整された。
CT画像を用いた2つの公開COVID-19診断データセットを用いて評価を行った。
総合的な実験結果から,提案手法は,SARS-CoV-2データセットとJinan COVID-19データセットでそれぞれ6.57%,3.03%の精度で教師付きモデルより優れた特徴表現を抽出できることが確認された。
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