論文の概要: Imbalanced Medical Image Segmentation with Pixel-dependent Noisy Labels
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.06678v1
- Date: Sun, 12 Jan 2025 00:59:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-14 14:28:22.779718
- Title: Imbalanced Medical Image Segmentation with Pixel-dependent Noisy Labels
- Title(参考訳): 画素依存型ノイズラベルによる医用画像の非バランス化
- Authors: Erjian Guo, Zicheng Wang, Zhen Zhao, Luping Zhou,
- Abstract要約: クラス不均衡な画素依存雑音ラベルに対処するために,CLCS(Collaborative Learning with Curriculum Selection)を提案する。
CLCSはCNS(Curriculum Noisy Label Sample Selection)とNBL(Noss Balance Loss)の2つのモジュールで構成される。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 23.049622621090453
- License:
- Abstract: Accurate medical image segmentation is often hindered by noisy labels in training data, due to the challenges of annotating medical images. Prior research works addressing noisy labels tend to make class-dependent assumptions, overlooking the pixel-dependent nature of most noisy labels. Furthermore, existing methods typically apply fixed thresholds to filter out noisy labels, risking the removal of minority classes and consequently degrading segmentation performance. To bridge these gaps, our proposed framework, Collaborative Learning with Curriculum Selection (CLCS), addresses pixel-dependent noisy labels with class imbalance. CLCS advances the existing works by i) treating noisy labels as pixel-dependent and addressing them through a collaborative learning framework, and ii) employing a curriculum dynamic thresholding approach adapting to model learning progress to select clean data samples to mitigate the class imbalance issue, and iii) applying a noise balance loss to noisy data samples to improve data utilization instead of discarding them outright. Specifically, our CLCS contains two modules: Curriculum Noisy Label Sample Selection (CNS) and Noise Balance Loss (NBL). In the CNS module, we designed a two-branch network with discrepancy loss for collaborative learning so that different feature representations of the same instance could be extracted from distinct views and used to vote the class probabilities of pixels. Besides, a curriculum dynamic threshold is adopted to select clean-label samples through probability voting. In the NBL module, instead of directly dropping the suspiciously noisy labels, we further adopt a robust loss to leverage such instances to boost the performance.
- Abstract(参考訳): 正確な医用画像のセグメンテーションは、医用画像の注釈付けの難しさから、トレーニングデータのノイズラベルによって妨げられることが多い。
ノイズラベルに対処する以前の研究は、ほとんどのノイズラベルのピクセル依存性を見越して、クラス依存の仮定を行う傾向がある。
さらに、既存の手法は通常、ノイズのあるラベルをフィルタリングするために固定しきい値を適用し、マイノリティクラスを削除し、結果としてセグメンテーション性能を低下させる。
これらのギャップを埋めるため、我々はCLCS(Collaborative Learning with Curriculum Selection)というフレームワークを提案し、クラス不均衡で画素依存ノイズラベルに対処した。
CLCSは既存の作業を進歩させる
一 ノイズラベルを画素依存として扱い、協調学習の枠組みにより対応すること。
二 モデル学習の進捗に適応し、クラス不均衡問題を緩和するためにクリーンなデータサンプルを選択するためのカリキュラム動的しきい値付けアプローチを採用すること。
三 ノイズバランスの損失をノイズデータサンプルに適用して、データをそのまま廃棄するのではなく、データ利用を改善すること。
具体的には,CNS (Curriculum Noisy Label Sample Selection) とNBL (Noss Balance Loss) の2つのモジュールを含む。
CNSモジュールでは、協調学習のための2分岐ネットワークを設計し、同一インスタンスの異なる特徴表現を異なる視点から抽出し、画素のクラス確率を投票するために使用した。
さらに、統計投票によってクリーンラベルのサンプルを選択するために、カリキュラムのダイナミックしきい値が採用されている。
NBLモジュールでは、疑わしいノイズのあるラベルを直接削除する代わりに、そのようなインスタンスを活用してパフォーマンスを高めるために、ロバストな損失を採用する。
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