論文の概要: Learning Large Margin Sparse Embeddings for Open Set Medical Diagnosis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.04541v1
- Date: Mon, 10 Jul 2023 13:09:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-11 13:03:26.386293
- Title: Learning Large Margin Sparse Embeddings for Open Set Medical Diagnosis
- Title(参考訳): オープンセット医療診断のための大きなマージンスパース埋め込みの学習
- Authors: Mingyuan Liu, Lu Xu, Jicong Zhang
- Abstract要約: オープンセット認識(OSR)では、トレーニングで見えないカテゴリがテストに現れる可能性がある。
OSRは、既知のクラスを正しく分類するだけでなく、未知のクラスを認識し、さらなる診断のために専門家に転送するアルゴリズムを必要とする。
我々は,Open Margin Cosine Loss (OMCL) の2つのメカニズムを統一する手法を提案する。前者はMargin Loss with Adaptive Scale (MLAS) と呼ばれ,クラス内コンパクト性とクラス間セパビリティの強化のための角マージンを導入した。
後者はOpen-Space Suppression (OSS)と呼ばれ、提案された特徴空間記述子を用いて、スパース埋め込み空間を未知として認識することで分類器を開放する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 8.131130865777346
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Fueled by deep learning, computer-aided diagnosis achieves huge advances.
However, out of controlled lab environments, algorithms could face multiple
challenges. Open set recognition (OSR), as an important one, states that
categories unseen in training could appear in testing. In medical fields, it
could derive from incompletely collected training datasets and the constantly
emerging new or rare diseases. OSR requires an algorithm to not only correctly
classify known classes, but also recognize unknown classes and forward them to
experts for further diagnosis. To tackle OSR, we assume that known classes
could densely occupy small parts of the embedding space and the remaining
sparse regions could be recognized as unknowns. Following it, we propose Open
Margin Cosine Loss (OMCL) unifying two mechanisms. The former, called Margin
Loss with Adaptive Scale (MLAS), introduces angular margin for reinforcing
intra-class compactness and inter-class separability, together with an adaptive
scaling factor to strengthen the generalization capacity. The latter, called
Open-Space Suppression (OSS), opens the classifier by recognizing sparse
embedding space as unknowns using proposed feature space descriptors. Besides,
since medical OSR is still a nascent field, two publicly available benchmark
datasets are proposed for comparison. Extensive ablation studies and feature
visualization demonstrate the effectiveness of each design. Compared with
state-of-the-art methods, MLAS achieves superior performances, measured by ACC,
AUROC, and OSCR.
- Abstract(参考訳): ディープラーニングにより、コンピュータ支援診断は大きな進歩を遂げる。
しかし、制御された実験室環境では、アルゴリズムは複数の課題に直面する可能性がある。
オープンセット認識(OSR)は、トレーニングで見えないカテゴリがテストに現れる可能性があることを、重要なものとして述べている。
医学分野では、不完全に収集されたトレーニングデータセットと、絶えず出現する新しいまたはまれな疾患に由来する可能性がある。
OSRは、既知のクラスを正しく分類するだけでなく、未知のクラスを認識し、さらなる診断のために専門家に転送するアルゴリズムを必要とする。
OSRに取り組むために、既知のクラスは埋め込み空間の小さな部分を密に占有し、残りのスパース領域は未知として認識できると仮定する。
続いて,2つの機構を統一したopen margin cosine loss (omcl)を提案する。
前者はMargin Loss with Adaptive Scale (MLAS)と呼ばれ、クラス内コンパクト性とクラス間分離性を強化するための角マージンと、一般化能力を強化するための適応スケーリング係数を導入している。
後者はOpen-Space Suppression (OSS)と呼ばれ、提案された特徴空間記述子を用いて、スパース埋め込み空間を未知として認識することで分類器を開く。
さらに、医療用OSRはまだ初期段階であるため、比較のために2つの公開ベンチマークデータセットが提案されている。
広範なアブレーション研究と特徴の可視化は、それぞれの設計の有効性を実証する。
最先端の手法と比較して、MLASはACC、AUROC、OSCRによって測定される優れた性能を達成する。
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