論文の概要: The role of noise in denoising models for anomaly detection in medical
images
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.08330v1
- Date: Thu, 19 Jan 2023 21:39:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-23 14:05:08.133493
- Title: The role of noise in denoising models for anomaly detection in medical
images
- Title(参考訳): 医用画像における異常検出モデルにおける雑音の役割
- Authors: Antanas Kascenas, Pedro Sanchez, Patrick Schrempf, Chaoyang Wang,
William Clackett, Shadia S. Mikhael, Jeremy P. Voisey, Keith Goatman,
Alexander Weir, Nicolas Pugeault, Sotirios A. Tsaftaris, Alison Q. O'Neil
- Abstract要約: 病理脳病変は脳画像に多彩な外観を示す。
正規データのみを用いた教師なし異常検出手法が提案されている。
空間分解能の最適化と雑音の大きさの最適化により,異なるモデル学習体制の性能が向上することを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 62.0532151156057
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Pathological brain lesions exhibit diverse appearance in brain images, in
terms of intensity, texture, shape, size, and location. Comprehensive sets of
data and annotations are difficult to acquire. Therefore, unsupervised anomaly
detection approaches have been proposed using only normal data for training,
with the aim of detecting outlier anomalous voxels at test time. Denoising
methods, for instance classical denoising autoencoders (DAEs) and more recently
emerging diffusion models, are a promising approach, however naive application
of pixelwise noise leads to poor anomaly detection performance. We show that
optimization of the spatial resolution and magnitude of the noise improves the
performance of different model training regimes, with similar noise parameter
adjustments giving good performance for both DAEs and diffusion models. Visual
inspection of the reconstructions suggests that the training noise influences
the trade-off between the extent of the detail that is reconstructed and the
extent of erasure of anomalies, both of which contribute to better anomaly
detection performance. We validate our findings on two real-world datasets
(tumor detection in brain MRI and hemorrhage/ischemia/tumor detection in brain
CT), showing good detection on diverse anomaly appearances. Overall, we find
that a DAE trained with coarse noise is a fast and simple method that gives
state-of-the-art accuracy. Diffusion models applied to anomaly detection are as
yet in their infancy and provide a promising avenue for further research.
- Abstract(参考訳): 病理脳病変は、強度、テクスチャ、形状、大きさ、位置の点で、脳画像に多様な外観を示す。
包括的なデータとアノテーションのセットを取得するのは難しい。
そのため, 通常のデータのみを用いて異常検出手法が提案されており, 試験時間における異常ボクセルの異常検出が目的である。
デノージング手法、例えば古典的デノージングオートエンコーダ(daes)やより最近の拡散モデルは有望なアプローチであるが、ピクセルワイズノイズのナイーブな適用は異常検出性能を低下させる。
空間分解能と雑音の大きさの最適化は,daesモデルと拡散モデルの両方に良好な性能を与える同様の雑音パラメータ調整により,異なるモデル訓練環境の性能を向上させる。
再建の視覚的検査は, 再建されたディテールの程度と異常の程度とのトレードオフに影響を与えることを示唆しており, どちらも異常検出性能の向上に寄与している。
我々は,脳MRIにおける腫瘍検出と,脳CTにおける出血・虚血・腫瘍検出の2つの実世界のデータセットについて検討した。
全体として、粗い雑音で訓練されたDAEは、最先端の精度を提供する高速で単純な方法であることがわかった。
異常検出に適用された拡散モデルは、まだ初期段階であり、さらなる研究のための有望な道を提供する。
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