論文の概要: CASC-AI: Consensus-aware Self-corrective Learning for Noise Cell Segmentation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.07302v2
• Date: Mon, 10 Mar 2025 20:58:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-12 16:15:12.388659
• Title: CASC-AI: Consensus-aware Self-corrective Learning for Noise Cell Segmentation
• Title（参考訳）: CASC-AI:ノイズセルセグメンテーションのための合意型自己修正学習
• Authors: Ruining Deng, Yihe Yang, David J. Pisapia, Benjamin Liechty, Junchao Zhu, Juming Xiong, Junlin Guo, Zhengyi Lu, Jiacheng Wang, Xing Yao, Runxuan Yu, Rendong Zhang, Gaurav Rudravaram, Mengmeng Yin, Pinaki Sarder, Haichun Yang, Yuankai Huo, Mert R. Sabuncu,
• Abstract要約: 高解像度ギガピクセル全スライド画像における多クラス細胞セグメンテーションは様々な臨床応用に不可欠である。 近年の取り組みは、医療の専門知識を持たないレイアノテータを巻き込むことによって、このプロセスを民主化している。 本稿では,Consensus Matrixを利用して学習プロセスをガイドする,コンセンサス対応の自己修正型AIエージェントを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.50335568530725
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Multi-class cell segmentation in high-resolution gigapixel whole slide images (WSIs) is crucial for various clinical applications. However, training such models typically requires labor-intensive, pixel-wise annotations by domain experts. Recent efforts have democratized this process by involving lay annotators without medical expertise. However, conventional non-corrective approaches struggle to handle annotation noise adaptively because they lack mechanisms to mitigate false positives (FP) and false negatives (FN) at both the image-feature and pixel levels. In this paper, we propose a consensus-aware self-corrective AI agent that leverages the Consensus Matrix to guide its learning process. The Consensus Matrix defines regions where both the AI and annotators agree on cell and non-cell annotations, which are prioritized with stronger supervision. Conversely, areas of disagreement are adaptively weighted based on their feature similarity to high-confidence consensus regions, with more similar regions receiving greater attention. Additionally, contrastive learning is employed to separate features of noisy regions from those of reliable consensus regions by maximizing their dissimilarity. This paradigm enables the model to iteratively refine noisy labels, enhancing its robustness. Validated on one real-world lay-annotated cell dataset and two reasoning-guided simulated noisy datasets, our method demonstrates improved segmentation performance, effectively correcting FP and FN errors and showcasing its potential for training robust models on noisy datasets. The official implementation and cell annotations are publicly available at https://github.com/ddrrnn123/CASC-AI.
• Abstract（参考訳）: 高解像度ギガピクセル全スライド画像(WSI)における多クラス細胞セグメンテーションは,様々な臨床応用に不可欠である。 しかし、そのようなモデルをトレーニングするには、通常、ドメインの専門家による労働集約的なピクセル単位のアノテーションが必要である。 近年の取り組みは、医療の専門知識を持たないレイアノテータを巻き込むことによって、このプロセスを民主化している。 しかし, 従来の非補正手法では, 画像・画素レベルの偽陰性(FP)と偽陰性(FN)を緩和する機構が欠如しているため, アノテーションノイズを適応的に処理することが困難である。 本稿では,Consensus Matrixを利用して学習プロセスのガイドを行う,コンセンサス対応の自己修正型AIエージェントを提案する。 合意マトリックス(Consensus Matrix)は、AIとアノテータの両方が細胞および非細胞アノテーションに同意する領域を定義し、より強い監督によって優先順位付けされる。 逆に、不一致の領域は、高信頼のコンセンサス領域との特徴的類似性に基づいて適応的に重み付けされ、より類似した領域がより注目される。 さらに、ノイズの多い地域と信頼できるコンセンサスのある地域を区別するために、その相違性を最大化することで、コントラスト学習を用いる。 このパラダイムにより、モデルが繰り返しノイズラベルを洗練し、堅牢性を高めることができる。 実世界のレイアノテート・セル・データセットと2つの推論誘導型シミュレート・ノイズ・データセットで検証し,セグメンテーション性能の向上,FPとFNの誤りの訂正,およびノイズ・データセットを用いたロバスト・モデルトレーニングの可能性を示す。 公式実装とセルアノテーションはhttps://github.com/ddrrnn123/CASC-AIで公開されている。

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