論文の概要: Slim U-Net: Efficient Anatomical Feature Preserving U-net Architecture
for Ultrasound Image Segmentation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.11524v1
- Date: Wed, 22 Feb 2023 17:54:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-23 14:18:08.699394
- Title: Slim U-Net: Efficient Anatomical Feature Preserving U-net Architecture
for Ultrasound Image Segmentation
- Title(参考訳): slim u-net:超音波画像分割のための効率的な解剖学的特徴保存u-netアーキテクチャ
- Authors: Deepak Raina, Kashish Verma, SH Chandrashekhara, Subir Kumar Saha
- Abstract要約: 男性の骨盤像UltraSound(US)画像における尿中膀胱(UB)の分画に対するU-Netモデルの適用性について検討した。
アメリカの画像のUBは任意の形状、不明瞭な境界を持ち、物体間および物体内変動がかなり大きい。
UBセグメンテーションの課題に対処するために,Slim U-Netを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.03499870393443267
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We investigate the applicability of U-Net based models for segmenting Urinary
Bladder (UB) in male pelvic view UltraSound (US) images. The segmentation of UB
in the US image aids radiologists in diagnosing the UB. However, UB in US
images has arbitrary shapes, indistinct boundaries and considerably large
inter- and intra-subject variability, making segmentation a quite challenging
task. Our study of the state-of-the-art (SOTA) segmentation network, U-Net, for
the problem reveals that it often fails to capture the salient characteristics
of UB due to the varying shape and scales of anatomy in the noisy US image.
Also, U-net has an excessive number of trainable parameters, reporting poor
computational efficiency during training. We propose a Slim U-Net to address
the challenges of UB segmentation. Slim U-Net proposes to efficiently preserve
the salient features of UB by reshaping the structure of U-Net using a less
number of 2D convolution layers in the contracting path, in order to preserve
and impose them on expanding path. To effectively distinguish the blurred
boundaries, we propose a novel annotation methodology, which includes the
background area of the image at the boundary of a marked region of interest
(RoI), thereby steering the model's attention towards boundaries. In addition,
we suggested a combination of loss functions for network training in the
complex segmentation of UB. The experimental results demonstrate that Slim
U-net is statistically superior to U-net for UB segmentation. The Slim U-net
further decreases the number of trainable parameters and training time by 54%
and 57.7%, respectively, compared to the standard U-Net, without compromising
the segmentation accuracy.
- Abstract(参考訳): 男性の骨盤像UltraSound(US)画像における尿中膀胱(UB)の分画に対するU-Netモデルの適用性を検討した。
米国画像におけるUBのセグメンテーションは、UBの診断に役立つ。
しかし、US画像のUBは任意の形状、不明瞭な境界、非常に大きなオブジェクト間およびオブジェクト内変動を持ち、セグメンテーションは非常に難しい課題である。
この問題に対するSOTA(State-of-the-art)セグメンテーションネットワーク(U-Net)の研究は、ノイズの多いUS画像の形状やスケールの変化により、UBの健全な特性を捉えるのに失敗することが多いことを明らかにする。
また、u-netはトレーニング可能なパラメータが多すぎるため、トレーニング中の計算効率が低くなる。
UBセグメンテーションの課題に対処するために,Slim U-Netを提案する。
Slim U-Netは、U-Netの構造を縮小経路に少ない2次元畳み込み層を用いて再構成することで、UBの健全な特徴を効率的に保存し、拡張経路に保存し、強制することを提案する。
ぼやけた境界を効果的に識別するために,特徴のある関心領域(RoI)の境界における画像の背景領域を含む新しいアノテーション手法を提案する。
さらに,UBの複雑なセグメンテーションにおけるネットワークトレーニングにおける損失関数の組み合わせを提案する。
実験により,Slim U-netはUBセグメンテーションにおいてU-netよりも統計的に優れていることが示された。
Slim U-netはトレーニング可能なパラメータの数を54%、トレーニング時間は57.7%減らし、標準のU-Netに比べてセグメンテーション精度を損なわない。
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