論文の概要: One model to use them all: Training a segmentation model with complementary datasets

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.19340v1
• Date: Thu, 29 Feb 2024 16:46:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-01 13:57:38.271337
• Title: One model to use them all: Training a segmentation model with complementary datasets
• Title（参考訳）: それらすべてを使用する1つのモデル:補完的なデータセットでセグメンテーションモデルをトレーニングする
• Authors: Alexander C. Jenke, Sebastian Bodenstedt, Fiona R. Kolbinger, Marius Distler, J\"urgen Weitz, Stefanie Speidel
• Abstract要約: 補足アノテーションを提供する部分注釈付きデータセットを1つのモデルに結合する手法を提案する。 このアプローチは6つのクラスを1つのモデルにうまく組み合わせ、全体のDice Scoreを4.4%増加させました。 胃と大腸の混同を24%減らすことができた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 40.296689201958024
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Understanding a surgical scene is crucial for computer-assisted surgery systems to provide any intelligent assistance functionality. One way of achieving this scene understanding is via scene segmentation, where every pixel of a frame is classified and therefore identifies the visible structures and tissues. Progress on fully segmenting surgical scenes has been made using machine learning. However, such models require large amounts of annotated training data, containing examples of all relevant object classes. Such fully annotated datasets are hard to create, as every pixel in a frame needs to be annotated by medical experts and, therefore, are rarely available. In this work, we propose a method to combine multiple partially annotated datasets, which provide complementary annotations, into one model, enabling better scene segmentation and the use of multiple readily available datasets. Our method aims to combine available data with complementary labels by leveraging mutual exclusive properties to maximize information. Specifically, we propose to use positive annotations of other classes as negative samples and to exclude background pixels of binary annotations, as we cannot tell if they contain a class not annotated but predicted by the model. We evaluate our method by training a DeepLabV3 on the publicly available Dresden Surgical Anatomy Dataset, which provides multiple subsets of binary segmented anatomical structures. Our approach successfully combines 6 classes into one model, increasing the overall Dice Score by 4.4% compared to an ensemble of models trained on the classes individually. By including information on multiple classes, we were able to reduce confusion between stomach and colon by 24%. Our results demonstrate the feasibility of training a model on multiple datasets. This paves the way for future work further alleviating the need for one large, fully segmented datasets.
• Abstract（参考訳）: 手術シーンを理解することは、コンピュータ支援手術システムにとって、インテリジェントな補助機能を提供するために不可欠である。 このシーン理解を達成する1つの方法はシーンセグメンテーションであり、フレームのすべてのピクセルが分類され、可視構造と組織を識別する。 外科シーンの完全分割の進歩は機械学習を用いて行われている。 しかし、そのようなモデルは、関連するすべてのオブジェクトクラスの例を含む大量の注釈付きトレーニングデータを必要とします。 このような完全なアノテートデータセットは、フレーム内のすべてのピクセルを医療専門家によってアノテートする必要があるため、作成が困難である。 本研究では,補完アノテーションを提供する複数の部分注釈付きデータセットを1つのモデルに組み合わせ,シーンセグメンテーションの改善と利用可能な複数のデータセットの利用を可能にする手法を提案する。 本手法は,情報の最大化に相互排他的特性を活用することで,利用可能なデータと補完ラベルを組み合わせることを目的とする。 具体的には、他のクラスの正のアノテーションを負のサンプルとして使用し、アノテーションを含まないがモデルによって予測されるクラスを含むかどうかを判断できないため、バイナリアノテーションの背景ピクセルを除外することを提案する。 我々はDreesden surgery anatomy DatasetでDeepLabV3をトレーニングし,2分節解剖構造を複数サブセットする手法を評価した。 我々の手法は6つのクラスを1つのモデルにうまく組み合わせ、Dice Score全体の4.4%増加させました。 複数のクラスに関する情報を含めることで,胃と結腸の混乱を24%低減することができた。 本研究では,複数のデータセット上でモデルをトレーニングすることの実現可能性を示す。 これにより、将来的な作業が1つの大きな完全にセグメント化されたデータセットの必要性を緩和する道を開く。

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