論文の概要: HistoSmith: Single-Stage Histology Image-Label Generation via Conditional Latent Diffusion for Enhanced Cell Segmentation and Classification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.08754v1
- Date: Wed, 12 Feb 2025 19:51:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-14 13:50:06.141977
- Title: HistoSmith: Single-Stage Histology Image-Label Generation via Conditional Latent Diffusion for Enhanced Cell Segmentation and Classification
- Title(参考訳): HistoSmith: 細胞分画と分類のための条件付き潜在拡散による単段階組織像ラベル生成
- Authors: Valentina Vadori, Jean-Marie Graïc, Antonella Peruffo, Livio Finos, Ujwala Kiran Chaudhari, Enrico Grisan,
- Abstract要約: 本研究は, 画像ラベルペア生成のための新しい単一ステージアプローチを導入し, 組織学データセットを増強する。
ラベル生成と画像生成を分離した拡散モデルを用いる最先端の手法とは異なり,本手法では遅延拡散モデルを用いる。
このモデルは、細胞タイプ、量、組織タイプなどのユーザ定義パラメータを条件付けすることで、データ生成の調整を可能にする。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.19791587637442667
- License:
- Abstract: Precise segmentation and classification of cell instances are vital for analyzing the tissue microenvironment in histology images, supporting medical diagnosis, prognosis, treatment planning, and studies of brain cytoarchitecture. However, the creation of high-quality annotated datasets for training remains a major challenge. This study introduces a novel single-stage approach (HistoSmith) for generating image-label pairs to augment histology datasets. Unlike state-of-the-art methods that utilize diffusion models with separate components for label and image generation, our approach employs a latent diffusion model to learn the joint distribution of cellular layouts, classification masks, and histology images. This model enables tailored data generation by conditioning on user-defined parameters such as cell types, quantities, and tissue types. Trained on the Conic H&E histopathology dataset and the Nissl-stained CytoDArk0 dataset, the model generates realistic and diverse labeled samples. Experimental results demonstrate improvements in cell instance segmentation and classification, particularly for underrepresented cell types like neutrophils in the Conic dataset. These findings underscore the potential of our approach to address data scarcity challenges.
- Abstract(参考訳): 細胞インスタンスの精密なセグメンテーションと分類は、組織像における組織微小環境の分析、診断、予後、治療計画、脳細胞構造の研究に不可欠である。
しかし、トレーニングのための高品質な注釈付きデータセットの作成は、依然として大きな課題である。
本研究は, 画像ラベルペア生成のための新しい単一ステージアプローチ (HistoSmith) を提案する。
ラベルと画像生成のために異なる成分を持つ拡散モデルを利用する最先端の手法とは異なり,本手法は潜時拡散モデルを用いて,細胞レイアウト,分類マスク,組織像の結合分布を学習する。
このモデルは、細胞タイプ、量、組織タイプなどのユーザ定義パラメータを条件付けすることで、データ生成の調整を可能にする。
Conic H&EヒストロジーデータセットとNissl-stained CytoDArk0データセットでトレーニングされたこのモデルは、現実的で多様なラベル付きサンプルを生成する。
実験の結果、特にコニックデータセットの好中球のような低発現の細胞に対して、細胞インスタンスのセグメンテーションと分類の改善が示された。
これらの結果は,データ不足問題に対処するアプローチの可能性を示している。
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