論文の概要: Augmenting medical image classifiers with synthetic data from latent diffusion models

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.12453v1
• Date: Wed, 23 Aug 2023 22:34:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-25 16:06:52.860944
• Title: Augmenting medical image classifiers with synthetic data from latent diffusion models
• Title（参考訳）: 潜伏拡散モデルからの合成データを用いた医用画像分類器の増強
• Authors: Luke W. Sagers, James A. Diao, Luke Melas-Kyriazi, Matthew Groh, Pranav Rajpurkar, Adewole S. Adamson, Veronica Rotemberg, Roxana Daneshjou, Arjun K. Manrai
• Abstract要約: 我々は,潜伏拡散モデルが皮膚疾患の画像を生成することを実証した。 我々は,複数の生成戦略を用いて生成した458,920個の合成画像の新しいデータセットを生成し,解析する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.077733447347592
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: While hundreds of artificial intelligence (AI) algorithms are now approved or cleared by the US Food and Drugs Administration (FDA), many studies have shown inconsistent generalization or latent bias, particularly for underrepresented populations. Some have proposed that generative AI could reduce the need for real data, but its utility in model development remains unclear. Skin disease serves as a useful case study in synthetic image generation due to the diversity of disease appearance, particularly across the protected attribute of skin tone. Here we show that latent diffusion models can scalably generate images of skin disease and that augmenting model training with these data improves performance in data-limited settings. These performance gains saturate at synthetic-to-real image ratios above 10:1 and are substantially smaller than the gains obtained from adding real images. As part of our analysis, we generate and analyze a new dataset of 458,920 synthetic images produced using several generation strategies. Our results suggest that synthetic data could serve as a force-multiplier for model development, but the collection of diverse real-world data remains the most important step to improve medical AI algorithms.
• Abstract（参考訳）: 米国食品医薬品局(FDA)は、現在数百の人工知能(AI)アルゴリズムを承認またはクリアしているが、多くの研究が矛盾した一般化または潜伏バイアス(特に人口不足)を示している。 生成AIは実際のデータの必要性を減らすことができる、という提案もあるが、モデル開発におけるその実用性はまだ不明である。 皮膚疾患は、疾患の外観の多様性、特に皮膚のトーンの保護された属性にまたがって、合成画像生成において有用なケーススタディである。 本稿では,潜伏拡散モデルが皮膚疾患の画像をスカラーに生成し,これらのデータを用いたモデルトレーニングの強化により,データ制限条件下での性能が向上することを示す。 これらの性能向上は10:1以上の合成実画像比で飽和し、実画像の追加によるゲインよりもかなり小さい。 分析の一環として,複数の生成戦略を用いて生成した458,920個の合成画像の新しいデータセットを生成し,解析する。 以上の結果から, 合成データはモデル開発のための力乗算器となりうることが示唆されたが, 多様な実世界のデータの収集は, 医学的aiアルゴリズムを改善する上で最も重要なステップである。

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