論文の概要: Continual Deep Active Learning for Medical Imaging: Replay-Base Architecture for Context Adaptation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.08245v1
- Date: Tue, 14 Jan 2025 16:31:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-15 13:26:24.131858
- Title: Continual Deep Active Learning for Medical Imaging: Replay-Base Architecture for Context Adaptation
- Title(参考訳): 医用イメージングのための連続的深部能動学習:コンテキスト適応のためのリプレイベースアーキテクチャ
- Authors: Rui Daniel, M. Rita Verdelho, Catarina Barata, Carlos Santiago,
- Abstract要約: 医療画像の深層学習は、新しい文脈への適応と一般化の課題に直面している。
本研究は、堅牢な医用画像解析のための新しいフレームワークを開発するための2つのアプローチ(CAL)を探求する。
RBACAはCALのないベースラインフレームワークよりも優れており、様々なメモリサイズやアノテーション予算にまたがる最先端のCALメソッドである。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 8.867734798489037
- License:
- Abstract: Deep Learning for medical imaging faces challenges in adapting and generalizing to new contexts. Additionally, it often lacks sufficient labeled data for specific tasks requiring significant annotation effort. Continual Learning (CL) tackles adaptability and generalizability by enabling lifelong learning from a data stream while mitigating forgetting of previously learned knowledge. Active Learning (AL) reduces the number of required annotations for effective training. This work explores both approaches (CAL) to develop a novel framework for robust medical image analysis. Based on the automatic recognition of shifts in image characteristics, Replay-Base Architecture for Context Adaptation (RBACA) employs a CL rehearsal method to continually learn from diverse contexts, and an AL component to select the most informative instances for annotation. A novel approach to evaluate CAL methods is established using a defined metric denominated IL-Score, which allows for the simultaneous assessment of transfer learning, forgetting, and final model performance. We show that RBACA works in domain and class-incremental learning scenarios, by assessing its IL-Score on the segmentation and diagnosis of cardiac images. The results show that RBACA outperforms a baseline framework without CAL, and a state-of-the-art CAL method across various memory sizes and annotation budgets. Our code is available in https://github.com/RuiDaniel/RBACA .
- Abstract(参考訳): 医療画像の深層学習は、新しい文脈への適応と一般化の課題に直面している。
さらに、重要なアノテーションの努力を必要とする特定のタスクに対して、十分なラベル付きデータがないこともしばしばあります。
連続学習(CL)は、データストリームからの生涯学習を可能とし、学習した知識の忘れを軽減し、適応性と一般化性に取り組む。
アクティブラーニング(AL)は、効果的なトレーニングに必要なアノテーションの数を減らす。
本研究は、堅牢な医用画像解析のための新しいフレームワークを開発するための2つのアプローチ(CAL)について検討する。
Replay-Base Architecture for Context Adaptation (RBACA)は、画像特性のシフトの自動認識に基づいて、さまざまなコンテキストから継続的に学習するCLリハーサルメソッドと、アノテーションの最も情報性の高いインスタンスを選択するALコンポーネントを使用する。
CAL法を評価するための新しい手法として,移動学習,忘れ,最終的なモデル性能の同時評価を可能にする,定義されたメートル法デノミネーションIL-Score(IL-Score)が確立されている。
RBACAは, 心筋画像のセグメンテーションと診断において, ILスコアを評価することで, ドメイン・クラス・インクリメンタル・ラーニングのシナリオにおいて有効であることを示す。
その結果、RBACAはCALを使わずにベースラインフレームワークよりも優れており、様々なメモリサイズやアノテーションの予算にわたって最先端のCALメソッドであることがわかった。
私たちのコードはhttps://github.com/RuiDaniel/RBACA で利用可能です。
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