論文の概要: MisMatch: Learning to Change Predictive Confidences with Attention for
Consistency-Based, Semi-Supervised Medical Image Segmentation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.12179v1
- Date: Sat, 23 Oct 2021 09:22:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-10-26 13:40:29.090532
- Title: MisMatch: Learning to Change Predictive Confidences with Attention for
Consistency-Based, Semi-Supervised Medical Image Segmentation
- Title(参考訳): MisMatch: 整合性に基づく半監督型医用画像セグメンテーションに注意して予測的信念を変えることを学ぶ
- Authors: Mou-Cheng Xu, Yu-Kun Zhou, Chen Jin, Stefano B. Blumberg, Frederick J.
Wilson, Marius De Groot, Neil P. Oxtoby, Daniel C. Alexander and Joseph Jacob
- Abstract要約: ラベルの欠如は、画像分類とセグメンテーションのためのディープラーニングベースの手法の基本的な制約の1つである。
一貫性に基づく半教師付きセグメンテーション手法であるMisMatchを提案する。
MisMatchは、信頼性が向上し、信頼性が低下したペアの予測を自動で生成する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.827470467668514
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: The lack of labels is one of the fundamental constraints in deep learning
based methods for image classification and segmentation, especially in
applications such as medical imaging. Semi-supervised learning (SSL) is a
promising method to address the challenge of labels carcity. The
state-of-the-art SSL methods utilise consistency regularisation to learn
unlabelled predictions which are invariant to perturbations on the prediction
confidence. However, such SSL approaches rely on hand-crafted augmentation
techniques which could be sub-optimal. In this paper, we propose MisMatch, a
novel consistency based semi-supervised segmentation method. MisMatch
automatically learns to produce paired predictions with increasedand decreased
confidences. MisMatch consists of an encoder and two decoders. One decoder
learns positive attention for regions of interest (RoI) on unlabelled data
thereby generating higher confidence predictions of RoI. The other decoder
learns negative attention for RoI on the same unlabelled data thereby
generating lower confidence predictions. We then apply a consistency
regularisation between the paired predictions of the decoders. For evaluation,
we first perform extensive cross-validation on a CT-based pulmonary vessel
segmentation task and show that MisMatch statistically outperforms
state-of-the-art semi-supervised methods when only 6.25% of the total labels
are used. Furthermore MisMatch performance using 6.25% ofthe total labels is
comparable to state-of-the-art methodsthat utilise all available labels. In a
second experiment, MisMatch outperforms state-of-the-art methods on an
MRI-based brain tumour segmentation task.
- Abstract(参考訳): ラベルの欠如は、画像分類とセグメンテーションのための深層学習に基づく方法、特に医用イメージングのような応用における基本的な制約の1つである。
semi-supervised learning (ssl) はラベルcarcityの課題に対処するための有望な方法である。
最先端のSSLメソッドでは、一貫性の正則化を利用して、予測信頼性の摂動に不変な非競合予測を学習する。
しかし、このようなSSLアプローチは、サブ最適かもしれない手作りの拡張技術に依存している。
本稿では,新しい一貫性に基づく半教師付きセグメンテーション手法であるミスマッチを提案する。
MisMatchは、自信を増減してペアの予測を自動生成する。
MisMatchはエンコーダと2つのデコーダで構成される。
ある復号器は、不正なデータに基づいて関心領域(RoI)の正の注意を学習し、RoIの高い信頼度予測を生成する。
他方の復号器は、同じ不正なデータに基づいてRoIの負の注意を学習し、低い信頼度予測を生成する。
次に、デコーダのペア付き予測間で整合正則化を適用する。
評価のために,まずCTを用いた肺血管分割作業においてクロスバリデーションを行い,全ラベルの6.25%しか使用していない場合,MisMatchは統計的に最先端の半教師法より優れていることを示す。
さらに、全ラベルの6.25%を使用したミスマッチのパフォーマンスは、利用可能なすべてのラベルを使用する最先端のメソッドに匹敵する。
第2の実験では、MisMatchはMRIベースの脳腫瘍セグメンテーションタスクにおいて最先端の手法より優れている。
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