論文の概要: Comparative Analysis of Unsupervised and Supervised Autoencoders for Nuclei Classification in Clear Cell Renal Cell Carcinoma Images
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.03146v1
- Date: Fri, 04 Apr 2025 03:52:32 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-07 14:48:51.118237
- Title: Comparative Analysis of Unsupervised and Supervised Autoencoders for Nuclei Classification in Clear Cell Renal Cell Carcinoma Images
- Title(参考訳): クリアセル腎細胞癌画像における核分類のための教師なしおよび監督されたオートエンコーダの比較解析
- Authors: Fatemeh Javadian, Zahra Aminparast, Johannes Stegmaier, Abin Jose,
- Abstract要約: 本研究は、透明細胞腎細胞癌(ccRCC)画像における核分類の自動化のための、教師付きおよび教師なしオートエンコーダ(AE)の応用について検討した。
我々は,標準AE,契約型AE,識別型AEなど,さまざまなAEアーキテクチャを評価する。
その結果, AEの分類能力を活用することにより, 攻撃性ccRCCの分類精度が向上した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.3329051855548553
- License:
- Abstract: This study explores the application of supervised and unsupervised autoencoders (AEs) to automate nuclei classification in clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) images, a diagnostic task traditionally reliant on subjective visual grading by pathologists. We evaluate various AE architectures, including standard AEs, contractive AEs (CAEs), and discriminative AEs (DAEs), as well as a classifier-based discriminative AE (CDAE), optimized using the hyperparameter tuning tool Optuna. Bhattacharyya distance is selected from several metrics to assess class separability in the latent space, revealing challenges in distinguishing adjacent grades using unsupervised models. CDAE, integrating a supervised classifier branch, demonstrated superior performance in both latent space separation and classification accuracy. Given that CDAE-CNN achieved notable improvements in classification metrics, affirming the value of supervised learning for class-specific feature extraction, F1 score was incorporated into the tuning process to optimize classification performance. Results show significant improvements in identifying aggressive ccRCC grades by leveraging the classification capability of AE through latent clustering followed by fine-grained classification. Our model outperforms the current state of the art, CHR-Network, across all evaluated metrics. These findings suggest that integrating a classifier branch in AEs, combined with neural architecture search and contrastive learning, enhances grading automation in ccRCC pathology, particularly in detecting aggressive tumor grades, and may improve diagnostic accuracy.
- Abstract(参考訳): 本研究は,従来,病理医による主観的視覚的評価に頼っていた透明細胞腎細胞癌 (ccRCC) 画像における核分類の自動化のための,教師付きおよび教師なしオートエンコーダ(AE)の応用について検討した。
我々は,標準AE,契約型AE(CAEs),識別型AE(DAEs),およびハイパーパラメータチューニングツールであるOptunaを用いて最適化された分類器ベースの識別型AE(CDAE)など,さまざまなAEアーキテクチャを評価した。
Bhattacharyya 距離は、潜在空間におけるクラス分離性を評価するためのいくつかの指標から選択され、教師なしモデルを用いて隣接するグレードを区別する際の課題を明らかにする。
CDAEは、教師付き分類器ブランチを統合し、潜在空間分離と分類精度の両方において優れた性能を示した。
CDAE-CNNは、クラス固有の特徴抽出における教師あり学習の価値を実証し、分類指標の顕著な改善を実現したので、F1スコアをチューニングプロセスに組み込んで分類性能を最適化した。
その結果, 潜伏クラスタリングによるAEの分類能力を利用して, 攻撃性ccRCCの分類精度を向上し, きめ細かい分類が可能となった。
我々のモデルは、すべての評価指標で現在の最先端のCHR-Networkよりも優れています。
これらの結果から,AEsの分類器ブランチとニューラルアーキテクチャ検索とコントラスト学習を組み合わせることで,特に攻撃性腫瘍グレードの検出において,ccRCCの分類自動化が促進され,診断精度が向上する可能性が示唆された。
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