論文の概要: Exploiting Partial Common Information Microstructure for Multi-Modal
Brain Tumor Segmentation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.02521v1
- Date: Mon, 6 Feb 2023 01:28:52 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-07 17:49:14.203923
- Title: Exploiting Partial Common Information Microstructure for Multi-Modal
Brain Tumor Segmentation
- Title(参考訳): 多モード脳腫瘍切除における部分共通情報構造の検討
- Authors: Yongsheng Mei, Tian Lan, and Guru Venkataramani
- Abstract要約: 部分共通情報の同定は,画像分割モデルの識別能力を大幅に向上させることを示す。
特に,部分共通情報マスク (PCI-mask) という新しい概念を導入し,モダリティのサブセットによって共有される共通情報の詳細な特徴付けを行う。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 11.583406152227637
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Learning with multiple modalities is crucial for automated brain tumor
segmentation from magnetic resonance imaging data. Explicitly optimizing the
common information shared among all modalities (e.g., by maximizing the total
correlation) has been shown to achieve better feature representations and thus
enhance the segmentation performance. However, existing approaches are
oblivious to partial common information shared by subsets of the modalities. In
this paper, we show that identifying such partial common information can
significantly boost the discriminative power of image segmentation models. In
particular, we introduce a novel concept of partial common information mask
(PCI-mask) to provide a fine-grained characterization of what partial common
information is shared by which subsets of the modalities. By solving a masked
correlation maximization and simultaneously learning an optimal PCI-mask, we
identify the latent microstructure of partial common information and leverage
it in a self-attention module to selectively weight different feature
representations in multi-modal data. We implement our proposed framework on the
standard U-Net. Our experimental results on the Multi-modal Brain Tumor
Segmentation Challenge (BraTS) datasets consistently outperform those of
state-of-the-art segmentation baselines, with validation Dice similarity
coefficients of 0.920, 0.897, 0.837 for the whole tumor, tumor core, and
enhancing tumor on BraTS-2020.
- Abstract(参考訳): マルチモーダル性による学習は、磁気共鳴画像データから自動脳腫瘍セグメント化に不可欠である。
すべてのモダリティ間で共有される共通情報を明示的に最適化する(例えば、全相関を最大化するなど)ことで、より優れた特徴表現を実現し、セグメンテーション性能を高めることが示されている。
しかし、既存のアプローチは、モダリティのサブセットによって共有される部分的共通情報に従わない。
本稿では,そのような部分的共通情報を同定することで,画像分割モデルの識別能力が著しく向上することを示す。
特に,部分共通情報マスク(pci-mask)という新しい概念を導入して,部分共通情報をどの部分的モダリティの部分集合で共有しているかを詳細に評価する。
マスク付き相関最大化の解法と最適PCIマスクの同時学習により,部分共通情報の潜時構造を同定し,自己アテンションモジュールで利用することにより,マルチモーダルデータの異なる特徴表現を選択的に重み付けする。
提案するフレームワークを標準U-Net上に実装する。
brats(multi-modal brain tumor segmentation challenge)データセットは,brats-2020における腫瘍,腫瘍コア,腫瘍の腫瘍全体に対する0.920,0.897,0.837の類似度係数を検証し,最先端のセグメンテーションベースラインを一貫して上回っている。
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