論文の概要: Scale-aware Adaptive Supervised Network with Limited Medical Annotations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.01005v1
- Date: Fri, 02 Jan 2026 23:55:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-06 16:25:21.935138
- Title: Scale-aware Adaptive Supervised Network with Limited Medical Annotations
- Title(参考訳): 医療アノテーションを限定したスケールアウェア適応型監視ネットワーク
- Authors: Zihan Li, Dandan Shan, Yunxiang Li, Paul E. Kinahan, Qingqi Hong,
- Abstract要約: SASNetは、新しいスケール対応適応リウェイト機構を通じて、低レベルと高レベルの両方の特徴表現を利用するデュアルブランチアーキテクチャである。
このアプローチでは,スケールアウェアのAdaptive Reweight戦略を含む,3つの重要な方法論的イノベーションを導入している。
SASNetは、最先端の半教師付き手法を超越したラベル付きデータで優れた性能を達成する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 17.42211316792232
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Medical image segmentation faces critical challenges in semi-supervised learning scenarios due to severe annotation scarcity requiring expert radiological knowledge, significant inter-annotator variability across different viewpoints and expertise levels, and inadequate multi-scale feature integration for precise boundary delineation in complex anatomical structures. Existing semi-supervised methods demonstrate substantial performance degradation compared to fully supervised approaches, particularly in small target segmentation and boundary refinement tasks. To address these fundamental challenges, we propose SASNet (Scale-aware Adaptive Supervised Network), a dual-branch architecture that leverages both low-level and high-level feature representations through novel scale-aware adaptive reweight mechanisms. Our approach introduces three key methodological innovations, including the Scale-aware Adaptive Reweight strategy that dynamically weights pixel-wise predictions using temporal confidence accumulation, the View Variance Enhancement mechanism employing 3D Fourier domain transformations to simulate annotation variability, and segmentation-regression consistency learning through signed distance map algorithms for enhanced boundary precision. These innovations collectively address the core limitations of existing semi-supervised approaches by integrating spatial, temporal, and geometric consistency principles within a unified optimization framework. Comprehensive evaluation across LA, Pancreas-CT, and BraTS datasets demonstrates that SASNet achieves superior performance with limited labeled data, surpassing state-of-the-art semi-supervised methods while approaching fully supervised performance levels. The source code for SASNet is available at https://github.com/HUANGLIZI/SASNet.
- Abstract(参考訳): 医用画像のセグメンテーションは、専門的な放射線学知識を必要とする厳密なアノテーション不足、異なる視点と専門レベルにわたる重要なアノテーション間の変動、複雑な解剖学的構造における正確な境界線を正確に記述するためのマルチスケールの機能統合が不十分なため、半教師付き学習シナリオにおいて重要な課題に直面している。
既存の半教師付き手法は、特に小さな目標セグメンテーションや境界精細化タスクにおいて、完全に教師付きアプローチよりも大幅に性能劣化を示す。
これらの根本的な課題に対処するために,新しいスケール対応適応リウェイト機構により,低レベルと高レベルの両方の特徴表現を活用するデュアルブランチアーキテクチャであるSASNet(Scale-aware Adaptive Supervised Network)を提案する。
提案手法では,時間的信頼度蓄積を用いた画素単位の予測を動的に重み付けするスケール・アウェア・アダプティブ・リウェイト・ストラテジー,アノテーションの可変性をシミュレートする3次元フーリエ・ドメイン・トランスフォーメーションを用いたビュー・ヴァリタンス・エンハンス・エンハンス・メカニズム,符号付き距離マップアルゴリズムによる境界精度向上のためのセグメンテーション・レグレッション・コンストラクション・ラーニングなど,3つのメソジカル・イノベーションを導入する。
これらの革新は、空間的、時間的、幾何学的整合性の原則を統一された最適化フレームワークに統合することで、既存の半教師付きアプローチのコア制限に対処する。
LA、Pancreas-CT、BraTSデータセット全体にわたる包括的な評価は、SASNetが、完全に教師付きパフォーマンスレベルにアプローチしながら、最先端の半教師付き手法を超越して、ラベル付きデータで優れたパフォーマンスを達成することを示す。
SASNetのソースコードはhttps://github.com/HUANGLIZI/SASNetで入手できる。
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