論文の概要: SAM Fewshot Finetuning for Anatomical Segmentation in Medical Images
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.04651v1
- Date: Fri, 5 Jul 2024 17:07:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-08 12:41:40.788458
- Title: SAM Fewshot Finetuning for Anatomical Segmentation in Medical Images
- Title(参考訳): 医用画像における解剖学的部分切除のためのSAM Fewshot Finetuning
- Authors: Weiyi Xie, Nathalie Willems, Shubham Patil, Yang Li, Mayank Kumar,
- Abstract要約: 医用画像の解剖学的セグメンテーションタスクにSAM(Seegment Anything)を適用するための戦略を提案する。
画像埋め込みで取得した解剖学的クエリーオブジェクトのプロンプトとして,ラベル付き画像の限られたセットから得られる少数ショット埋め込みを利用する。
本手法は,キャッシング機構を用いてマスクデコーダのみをトレーニングすることにより,微調整プロセスの効率化を優先する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.2099042811875833
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: We propose a straightforward yet highly effective few-shot fine-tuning strategy for adapting the Segment Anything (SAM) to anatomical segmentation tasks in medical images. Our novel approach revolves around reformulating the mask decoder within SAM, leveraging few-shot embeddings derived from a limited set of labeled images (few-shot collection) as prompts for querying anatomical objects captured in image embeddings. This innovative reformulation greatly reduces the need for time-consuming online user interactions for labeling volumetric images, such as exhaustively marking points and bounding boxes to provide prompts slice by slice. With our method, users can manually segment a few 2D slices offline, and the embeddings of these annotated image regions serve as effective prompts for online segmentation tasks. Our method prioritizes the efficiency of the fine-tuning process by exclusively training the mask decoder through caching mechanisms while keeping the image encoder frozen. Importantly, this approach is not limited to volumetric medical images, but can generically be applied to any 2D/3D segmentation task. To thoroughly evaluate our method, we conducted extensive validation on four datasets, covering six anatomical segmentation tasks across two modalities. Furthermore, we conducted a comparative analysis of different prompting options within SAM and the fully-supervised nnU-Net. The results demonstrate the superior performance of our method compared to SAM employing only point prompts (approximately 50% improvement in IoU) and performs on-par with fully supervised methods whilst reducing the requirement of labeled data by at least an order of magnitude.
- Abstract(参考訳): 医用画像の解剖学的セグメンテーションタスクにSAM(Seegment Anything)を適用するための、単純かつ高効率な数ショット微調整戦略を提案する。
我々の新しいアプローチはSAM内のマスクデコーダをリフォームし、ラベル付き画像の限られたセット(フェーショットコレクション)から得られる少数の埋め込みを、画像埋め込みでキャプチャーされた解剖学的オブジェクトのクエリーのプロンプトとして活用する。
この革新的な改革により、スライスによるプロンプトスライスを提供するために、抜本的なマーキングポイントやバウンディングボックスなどのボリューム画像のラベル付けに時間を要するオンラインユーザインタラクションが大幅に削減される。
提案手法では,ユーザが手動で2Dスライスをオフラインで分割することができ,アノテーション付き画像領域の埋め込みがオンラインセグメンテーションタスクの効果的なプロンプトとなる。
本手法は,画像エンコーダの凍結を保ちながら,キャッシング機構を通じてマスクデコーダのみを訓練することにより,微調整プロセスの効率を優先する。
重要なことは、このアプローチはボリューム医療画像に限らず、汎用的に任意の2D/3Dセグメンテーションタスクに適用できるということだ。
本手法を徹底的に評価するために,2つのモードにわたる6つの解剖学的セグメンテーションタスクを網羅した4つのデータセットに対する広範囲な検証を行った。
さらに、SAMと完全教師付きnnU-Net内の異なるプロンプトオプションの比較分析を行った。
以上の結果から,IoUを50%向上させる点数のみを用いたSAMに比べて,本手法の優れた性能を示すとともに,ラベル付きデータの要求を少なくとも1桁の精度で低減しつつ,完全教師付き手法でオンパーを行うことができた。
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