論文の概要: Mitigating annotation shift in cancer classification using single image generative models
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.19754v1
- Date: Thu, 30 May 2024 07:02:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-31 15:48:50.653744
- Title: Mitigating annotation shift in cancer classification using single image generative models
- Title(参考訳): 単一画像生成モデルを用いたがん分類の緩和的アノテーションシフト
- Authors: Marta Buetas Arcas, Richard Osuala, Karim Lekadir, Oliver Díaz,
- Abstract要約: 本研究は乳房マンモグラフィー領域における癌分類におけるアノテーションシフトをシミュレートし,解析し,緩和する。
本研究では, 影響のあるクラスに対して, 単一画像生成モデルに基づくトレーニングデータ拡張手法を提案する。
本研究は、深層学習乳癌分類におけるアノテーションシフトに関する重要な知見を提供し、ドメインシフトの課題を克服するための単一画像生成モデルの可能性を探る。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.1864334278373239
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Artificial Intelligence (AI) has emerged as a valuable tool for assisting radiologists in breast cancer detection and diagnosis. However, the success of AI applications in this domain is restricted by the quantity and quality of available data, posing challenges due to limited and costly data annotation procedures that often lead to annotation shifts. This study simulates, analyses and mitigates annotation shifts in cancer classification in the breast mammography domain. First, a high-accuracy cancer risk prediction model is developed, which effectively distinguishes benign from malignant lesions. Next, model performance is used to quantify the impact of annotation shift. We uncover a substantial impact of annotation shift on multiclass classification performance particularly for malignant lesions. We thus propose a training data augmentation approach based on single-image generative models for the affected class, requiring as few as four in-domain annotations to considerably mitigate annotation shift, while also addressing dataset imbalance. Lastly, we further increase performance by proposing and validating an ensemble architecture based on multiple models trained under different data augmentation regimes. Our study offers key insights into annotation shift in deep learning breast cancer classification and explores the potential of single-image generative models to overcome domain shift challenges.
- Abstract(参考訳): 人工知能(AI)は、乳がんの検出と診断において放射線技師を支援する貴重なツールとして登場した。
しかし、この領域におけるAIアプリケーションの成功は、利用可能なデータ量と品質によって制限されており、しばしばアノテーションのシフトにつながる、限定的でコストのかかるデータアノテーション手順のために、課題を提起している。
本研究は乳房マンモグラフィー領域における癌分類におけるアノテーションシフトをシミュレートし,解析し,緩和する。
まず,良性病変と悪性病変を効果的に識別する高精度癌リスク予測モデルを開発した。
次に、アノテーションシフトの影響を定量化するためにモデルパフォーマンスを使用する。
特に悪性腫瘍に対するアノテーションシフトが多クラス分類性能に与える影響を明らかにする。
そこで本研究では,対象クラスに対する単一画像生成モデルに基づくトレーニングデータ拡張手法を提案し,アノテーションシフトを大幅に緩和するためには,ドメイン内アノテーションを4つも必要とせず,データセットの不均衡にも対処する。
最後に、異なるデータ拡張体制下で訓練された複数のモデルに基づいてアンサンブルアーキテクチャを提案し、検証することにより、パフォーマンスをさらに向上する。
本研究は、深層学習乳癌分類におけるアノテーションシフトに関する重要な知見を提供し、ドメインシフトの課題を克服するための単一画像生成モデルの可能性を探る。
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