論文の概要: MT-UDA: Towards Unsupervised Cross-modality Medical Image Segmentation
with Limited Source Labels
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.12454v1
- Date: Wed, 23 Mar 2022 14:51:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-03-24 13:48:23.728641
- Title: MT-UDA: Towards Unsupervised Cross-modality Medical Image Segmentation
with Limited Source Labels
- Title(参考訳): MT-UDA:限られたソースラベルを用いた非教師なしクロスモダリティ医療画像セグメンテーションを目指して
- Authors: Ziyuan Zhao, Kaixin Xu, Shumeng Li, Zeng Zeng, Cuntai Guan
- Abstract要約: 深い教師なしドメイン適応(UDA)は、確立されたソースドメインアノテーションと豊富なターゲットドメインデータを活用することができる。
UDAメソッドはソースドメインアノテーションが不足している場合、大幅なパフォーマンス低下に悩まされる。
MT-UDAと呼ばれる新しいラベル効率のUDAフレームワークを提案し、限られたソースラベルで訓練された学生モデルは、半教師付き方式で両方のドメインのラベル付きデータから学習する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 15.01727721628536
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The success of deep convolutional neural networks (DCNNs) benefits from high
volumes of annotated data. However, annotating medical images is laborious,
expensive, and requires human expertise, which induces the label scarcity
problem. Especially when encountering the domain shift, the problem becomes
more serious. Although deep unsupervised domain adaptation (UDA) can leverage
well-established source domain annotations and abundant target domain data to
facilitate cross-modality image segmentation and also mitigate the label
paucity problem on the target domain, the conventional UDA methods suffer from
severe performance degradation when source domain annotations are scarce. In
this paper, we explore a challenging UDA setting - limited source domain
annotations. We aim to investigate how to efficiently leverage unlabeled data
from the source and target domains with limited source annotations for
cross-modality image segmentation. To achieve this, we propose a new
label-efficient UDA framework, termed MT-UDA, in which the student model
trained with limited source labels learns from unlabeled data of both domains
by two teacher models respectively in a semi-supervised manner. More
specifically, the student model not only distills the intra-domain semantic
knowledge by encouraging prediction consistency but also exploits the
inter-domain anatomical information by enforcing structural consistency.
Consequently, the student model can effectively integrate the underlying
knowledge beneath available data resources to mitigate the impact of source
label scarcity and yield improved cross-modality segmentation performance. We
evaluate our method on MM-WHS 2017 dataset and demonstrate that our approach
outperforms the state-of-the-art methods by a large margin under the
source-label scarcity scenario.
- Abstract(参考訳): deep convolutional neural networks (dcnns)の成功は、大量の注釈付きデータの恩恵を受ける。
しかし、医療画像に注釈をつけるのは手間がかかり、費用がかかり、人間の専門知識が必要となる。
特にドメインシフトに遭遇すると、問題はより深刻になる。
深層非教師付きドメイン適応(UDA)は、確立されたソースドメインアノテーションと豊富なターゲットドメインデータを利用して、クロスモダリティ画像のセグメンテーションを促進し、ターゲットドメイン上のラベルパウシティ問題を緩和するが、従来のUDAメソッドは、ソースドメインアノテーションが不足すると、大幅なパフォーマンス劣化に悩まされる。
本稿では、限られたソースドメインアノテーションという挑戦的なUDA設定について検討する。
本研究の目的は、ソースおよびターゲットドメインからのラベルなしデータを、モダリティ横断画像分割のための限られたソースアノテーションで効率的に活用する方法を検討することである。
そこで,本研究では,限られたソースラベルで学習した学生モデルが,それぞれ2つの教師モデルでラベル付きデータから学習する,mt-udaと呼ばれる新しいラベル効率の高いudaフレームワークを提案する。
より具体的には、学生モデルは予測一貫性を促進することによってドメイン内意味知識を蒸留するだけでなく、構造的一貫性を強制することによってドメイン間解剖情報を利用する。
これにより、学生モデルは、利用可能なデータリソースの下にある基礎知識を効果的に統合し、ソースラベルの不足の影響を緩和し、モダリティのセグメンテーション性能を向上させることができる。
本手法をMM-WHS 2017データセット上で評価し, 情報源ラベルの不足シナリオ下では, 最先端手法よりも高い性能を示すことを示す。
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