論文の概要: Stain Normalized Breast Histopathology Image Recognition using
Convolutional Neural Networks for Cancer Detection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.00957v1
- Date: Tue, 4 Jan 2022 03:09:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-01-05 21:51:49.897810
- Title: Stain Normalized Breast Histopathology Image Recognition using
Convolutional Neural Networks for Cancer Detection
- Title(参考訳): 畳み込みニューラルネットワークを用いた正常化乳腺病理画像認識によるがん検出
- Authors: Sruthi Krishna, Suganthi S.S, Shivsubramani Krishnamoorthy, Arnav
Bhavsar
- Abstract要約: 近年の進歩により、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)アーキテクチャは乳がん検出のためのコンピュータ支援診断(CAD)システムの設計に利用できることが示されている。
乳腺病理像の2値分類のためのCNNモデルについて検討した。
我々は,200倍,400倍に拡大した病理像に対して,トレーニング済みのCNNネットワークを利用可能なBreaKHisデータセットで検証した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 9.826027427965354
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Computer assisted diagnosis in digital pathology is becoming ubiquitous as it
can provide more efficient and objective healthcare diagnostics. Recent
advances have shown that the convolutional Neural Network (CNN) architectures,
a well-established deep learning paradigm, can be used to design a Computer
Aided Diagnostic (CAD) System for breast cancer detection. However, the
challenges due to stain variability and the effect of stain normalization with
such deep learning frameworks are yet to be well explored. Moreover,
performance analysis with arguably more efficient network models, which may be
important for high throughput screening, is also not well explored.To address
this challenge, we consider some contemporary CNN models for binary
classification of breast histopathology images that involves (1) the data
preprocessing with stain normalized images using an adaptive colour
deconvolution (ACD) based color normalization algorithm to handle the stain
variabilities; and (2) applying transfer learning based training of some
arguably more efficient CNN models, namely Visual Geometry Group Network
(VGG16), MobileNet and EfficientNet. We have validated the trained CNN networks
on a publicly available BreaKHis dataset, for 200x and 400x magnified
histopathology images. The experimental analysis shows that pretrained networks
in most cases yield better quality results on data augmented breast
histopathology images with stain normalization, than the case without stain
normalization. Further, we evaluated the performance and efficiency of popular
lightweight networks using stain normalized images and found that EfficientNet
outperforms VGG16 and MobileNet in terms of test accuracy and F1 Score. We
observed that efficiency in terms of test time is better in EfficientNet than
other networks; VGG Net, MobileNet, without much drop in the classification
accuracy.
- Abstract(参考訳): デジタル病理学におけるコンピュータ支援診断は、より効率的で客観的な医療診断を提供するため、広く普及している。
近年の進歩により、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)アーキテクチャは、確立されたディープラーニングパラダイムであり、乳がん検出のためのコンピュータ支援診断(CAD)システムの設計に利用できることが示されている。
しかし, 染色の多様性や, このような深層学習フレームワークによる染色正規化の影響による課題については, まだ十分に検討されていない。
Moreover, performance analysis with arguably more efficient network models, which may be important for high throughput screening, is also not well explored.To address this challenge, we consider some contemporary CNN models for binary classification of breast histopathology images that involves (1) the data preprocessing with stain normalized images using an adaptive colour deconvolution (ACD) based color normalization algorithm to handle the stain variabilities; and (2) applying transfer learning based training of some arguably more efficient CNN models, namely Visual Geometry Group Network (VGG16), MobileNet and EfficientNet.
我々は,200倍,400倍に拡大した病理像に対して,トレーニング済みCNNネットワークを公開データセット上で検証した。
実験により, トレーニング済みのネットワークは, 染色正常化のない場合よりも, 染色正常化を伴う乳腺病理像の高画質化に寄与することがわかった。
さらに,steit正規化画像を用いて,人気のある軽量ネットワークの性能と効率を評価し,テスト精度とf1スコアの点でeffernetがvgg16やmobilenetよりも優れていることを発見した。
我々は,VGGNetやMobileNetなど他のネットワークに比べて,テスト時間の面での効率性は高いが,分類精度はそれほど低下しない。
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