論文の概要: SemiCurv: Semi-Supervised Curvilinear Structure Segmentation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.08706v1
- Date: Wed, 18 May 2022 03:52:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-05-19 20:23:19.544939
- Title: SemiCurv: Semi-Supervised Curvilinear Structure Segmentation
- Title(参考訳): semicurv:半教師付き曲線構造セグメンテーション
- Authors: Xun Xu, Manh Cuong Nguyen, Yasin Yazici, Kangkang Lu, Hlaing Min,
Chuan-Sheng Foo
- Abstract要約: SemiCurvは、曲線構造セグメンテーションのための半教師付き学習フレームワークである。
半教師付き方法で曲線分割を定式化する際の2つの重要な課題に対処する。
まず、一貫性に基づくSSLのパワーを完全に活用するために、幾何変換を導入する。
第二に、乱れのないデータの従来の平均二乗誤差(MSE)は、予測が崩壊する傾向にある。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 14.279247299994994
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Recent work on curvilinear structure segmentation has mostly focused on
backbone network design and loss engineering. The challenge of collecting
labelled data, an expensive and labor intensive process, has been overlooked.
While labelled data is expensive to obtain, unlabelled data is often readily
available. In this work, we propose SemiCurv, a semi-supervised learning (SSL)
framework for curvilinear structure segmentation that is able to utilize such
unlabelled data to reduce the labelling burden. Our framework addresses two key
challenges in formulating curvilinear segmentation in a semi-supervised manner.
First, to fully exploit the power of consistency based SSL, we introduce a
geometric transformation as strong data augmentation and then align
segmentation predictions via a differentiable inverse transformation to enable
the computation of pixel-wise consistency. Second, the traditional mean square
error (MSE) on unlabelled data is prone to collapsed predictions and this issue
exacerbates with severe class imbalance (significantly more background pixels).
We propose a N-pair consistency loss to avoid trivial predictions on unlabelled
data. We evaluate SemiCurv on six curvilinear segmentation datasets, and find
that with no more than 5% of the labelled data, it achieves close to 95% of the
performance relative to its fully supervised counterpart.
- Abstract(参考訳): 線形構造分割に関する最近の研究は、主にバックボーンネットワークの設計と損失エンジニアリングに焦点を当てている。
高価で労働集約的なプロセスであるラベル付きデータ収集の課題は見過ごされている。
ラベル付きデータは入手に費用がかかるが、ラベルなしのデータはしばしば手に入る。
そこで本研究では,ラベル付けの負担を軽減するために,ラベル付きデータの活用が可能な半教師付き学習(SSL)フレームワークであるSemiCurvを提案する。
本フレームワークは,半教師付き方式でカービリナーセグメンテーションを定式化する際の2つの課題に対処する。
まず、一貫性に基づくSSLのパワーをフル活用するために、強いデータ拡張として幾何変換を導入し、また、異なる逆変換によってセグメント化予測を調整し、ピクセル単位での一貫性の計算を可能にする。
第二に、乱れのないデータに対する従来の平均二乗誤差(MSE)は、予測が崩壊する傾向にあり、この問題は深刻なクラス不均衡(特に背景画素の増大)で悪化する。
ラベルなしデータに対する自明な予測を避けるために,nペア一貫性の損失を提案する。
6つの線形セグメンテーションデータセット上で半曲線を評価し,ラベル付きデータの5%未満で,全教師付きデータセットと比較して95%近い性能が得られることを確認した。
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