論文の概要: Marginal Thresholding in Noisy Image Segmentation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.04116v3
• Date: Sat, 8 Jul 2023 12:38:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-11 18:35:59.921858
• Title: Marginal Thresholding in Noisy Image Segmentation
• Title（参考訳）: 雑音画像分割における限界しきい値
• Authors: Marcus Nordstr\"om, Henrik Hult, Atsuto Maki
• Abstract要約: 損失関数に対する最適解は、ノイズのレベルが増加するにつれて、ソフトディースとクロスエントロピーが分岐する。 これにより, クロスエントロピーをソフトディスと比較した場合のパフォーマンス低下は, 間違ったしきい値を用いることによって引き起こされるのかという疑問が持ち上がる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.609538870261841
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: This work presents a study on label noise in medical image segmentation by considering a noise model based on Gaussian field deformations. Such noise is of interest because it yields realistic looking segmentations and because it is unbiased in the sense that the expected deformation is the identity mapping. Efficient methods for sampling and closed form solutions for the marginal probabilities are provided. Moreover, theoretically optimal solutions to the loss functions cross-entropy and soft-Dice are studied and it is shown how they diverge as the level of noise increases. Based on recent work on loss function characterization, it is shown that optimal solutions to soft-Dice can be recovered by thresholding solutions to cross-entropy with a particular a priori unknown threshold that efficiently can be computed. This raises the question whether the decrease in performance seen when using cross-entropy as compared to soft-Dice is caused by using the wrong threshold. The hypothesis is validated in 5-fold studies on three organ segmentation problems from the TotalSegmentor data set, using 4 different strengths of noise. The results show that changing the threshold leads the performance of cross-entropy to go from systematically worse than soft-Dice to similar or better results than soft-Dice.
• Abstract（参考訳）: 本研究は,ガウス場変形に基づく雑音モデルを考慮した医用画像分割におけるラベルノイズの検討である。 このようなノイズは、現実的な外観のセグメンテーションをもたらし、期待される変形が恒等写像であるという意味では偏りがないため、興味がある。 限界確率に対するサンプリングおよび閉形解の効率的な方法が提供される。 さらに,損失関数のクロスエントロピーとソフトディスに対する理論的最適解について検討し,ノイズレベルが増加するにつれてどのように分岐するかを示した。 損失関数のキャラクタリゼーションに関する最近の研究に基づき、効率的に計算できる特定の未知のしきい値を持つクロスエントロピーの解をしきい値にすることで、ソフトディースの最適解を復元できることが示されている。 これにより, クロスエントロピーをソフトディスと比較した場合のパフォーマンス低下は, 間違ったしきい値を用いて生じるのかという疑問が持ち上がる。 この仮説は、トータルセグメンタデータセットから3つの臓器区分問題に関する5倍の研究で検証され、4つの異なる雑音強度を用いて検証される。 その結果, 閾値の変化は, クロスエントロピーの性能をソフトディスより体系的に悪いものから, ソフトディスより良いものへと導くことが示唆された。

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