論文の概要: Multi-Feature Vision Transformer via Self-Supervised Representation
Learning for Improvement of COVID-19 Diagnosis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.01843v1
- Date: Wed, 3 Aug 2022 05:02:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-08-04 13:20:10.488031
- Title: Multi-Feature Vision Transformer via Self-Supervised Representation
Learning for Improvement of COVID-19 Diagnosis
- Title(参考訳): 自己監督型表現学習による多機能視覚変換器による新型コロナウイルス診断の改善
- Authors: Xiao Qi, David J. Foran, John L. Nosher, Ilker Hacihaliloglu
- Abstract要約: CXR画像からのCOVID-19感染症の診断における自己教師型学習の有効性について検討した。
我々は、元のCXR画像とそれに対応する拡張されたローカル位相CXR画像から情報を学ぶために、クロスアテンション機構をデプロイする。
局所位相に基づく拡張CXR画像を活用することで,ベースライン型自己教師学習モデルの性能をさらに向上できることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.3513645401551333
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The role of chest X-ray (CXR) imaging, due to being more cost-effective,
widely available, and having a faster acquisition time compared to CT, has
evolved during the COVID-19 pandemic. To improve the diagnostic performance of
CXR imaging a growing number of studies have investigated whether supervised
deep learning methods can provide additional support. However, supervised
methods rely on a large number of labeled radiology images, which is a
time-consuming and complex procedure requiring expert clinician input. Due to
the relative scarcity of COVID-19 patient data and the costly labeling process,
self-supervised learning methods have gained momentum and has been proposed
achieving comparable results to fully supervised learning approaches. In this
work, we study the effectiveness of self-supervised learning in the context of
diagnosing COVID-19 disease from CXR images. We propose a multi-feature Vision
Transformer (ViT) guided architecture where we deploy a cross-attention
mechanism to learn information from both original CXR images and corresponding
enhanced local phase CXR images. We demonstrate the performance of the baseline
self-supervised learning models can be further improved by leveraging the local
phase-based enhanced CXR images. By using 10\% labeled CXR scans, the proposed
model achieves 91.10\% and 96.21\% overall accuracy tested on total 35,483 CXR
images of healthy (8,851), regular pneumonia (6,045), and COVID-19 (18,159)
scans and shows significant improvement over state-of-the-art techniques. Code
is available https://github.com/endiqq/Multi-Feature-ViT
- Abstract(参考訳): 胸部X線画像(CXR)の役割は、コスト効率が高く、広く利用でき、CTと比較してより速い取得時間を持つため、COVID-19パンデミックの間に進化してきた。
CXR画像の診断性能を向上させるために,教師付き深層学習法がさらなる支援に役立つかどうかを検討した。
しかし、監督された方法は多数のラベル付き放射線画像に依存しており、専門的な臨床医の入力を必要とする時間的かつ複雑な手順である。
新型コロナウイルス患者データの相対的不足と、コストのかかるラベル付けプロセスにより、自己教師付き学習法が勢いを増し、完全に教師付き学習法に匹敵する結果が提案されている。
本研究では,cxr画像から新型コロナウイルスの診断における自己教師あり学習の有効性について検討した。
我々は、元のCXR画像とそれに対応する拡張ローカル位相CXR画像から情報を学ぶためのクロスアテンション機構をデプロイする多機能ビジョントランスフォーマー(ViT)ガイドアーキテクチャを提案する。
局所位相に基づく拡張CXR画像を活用することで,ベースライン自己教師学習モデルの性能をさらに向上できることを示す。
10\%のラベル付きCXRスキャンを用いて、健康(8,851)、レギュラー肺炎(6,045)、COVID-19(18,159)の合計35,483枚のCXR画像に対して、91.10\%と96.21\%の総合精度を達成し、最先端技術よりも大幅に改善した。
コードはhttps://github.com/endiqq/Multi-Feature-ViTで入手できる。
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