論文の概要: CAMEO: A Class-Activation-Mapped Equitable Overlay Framework for Fair and Robust Deep Learning-based Skin Condition Diagnosis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.36400v1
- Date: Mon, 28 Sep 2026 23:54:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-30 21:28:47.071482
- Title: CAMEO: A Class-Activation-Mapped Equitable Overlay Framework for Fair and Robust Deep Learning-based Skin Condition Diagnosis
- Title(参考訳): CAMEO: 公平でロバストな深層学習に基づく皮膚状態診断のためのクラスアクティベーションマップ付き等価オーバーレイフレームワーク
- Abstract要約: この研究は、説明可能なAI(XAI)を、診断精度を犠牲にすることなく、このショートカットを修正するアクティブなトレーニング信号として再利用できるかどうかを問うものである。
CAMEOは、安定なモデル説明を選択し、それらの背景から病変を分離することで、皮膚・歯列分類を改善するフレームワークである。
HAM10000と暗色のISIC画像では、CAMEOは背景駆動誤差を約4倍に削減しながら精度を維持した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.2891210250935148
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Deep learning classifiers for dermoscopic skin lesions often reach high in-distribution accuracy while quietly relying on spurious background cues such as skin tone, device vignetting, and embedded rulers, rather than on lesion morphology. This undermines robustness and fairness across skin tones. This work asks whether Explainable AI (XAI), typically used only to audit a finished model, can instead be repurposed as an active training signal that corrects this shortcut without sacrificing diagnostic accuracy. We introduce CAMEO (Class Activation Mapped Equitable Overlay), a framework that improves skin-lesion classification by selecting stable model explanations and using them to separate lesions from their backgrounds. It then replaces the background with realistic synthetic skin while keeping the lesion unchanged. On HAM10000 and dark-skin ISIC images, CAMEO maintained accuracy while reducing background-driven errors by nearly four times. It also made the model's attention more consistent when backgrounds changed. Results across multiple tests show that reducing reliance on background information improves robustness, with Fitzpatrick-based backgrounds providing a realistic and interpretable approach. Results show that XAI-guided augmentation can make dermoscopic classifiers measurably more robust and fair at no cost to accuracy. They also clarify that it is the mechanism and not the specific tone palette that matters, and that the lasting contribution of XAI here lies in stability-screened, annotation-free lesion localisation rather than in the robustness number itself.
- Abstract(参考訳): 皮膚内視鏡的皮膚病変の深層学習分類器は、病変形態ではなく、皮膚のトーン、装置のナビネット、埋め込み定規といった刺激的な背景手がかりを静かに頼りながら、高い分布精度に達することが多い。
これは肌のトーンの頑丈さと公平さを損なう。
この研究は、通常完成モデルの監査にのみ使用されるExplainable AI(XAI)を、診断精度を犠牲にすることなく、このショートカットを補正するアクティブトレーニング信号として再利用できるかどうかを問うものである。
CAMEO(Class Activation Mapped Equitable Overlay)は、安定なモデル説明を選択し、それらの背景から病変を分離することで、皮膚疾患の分類を改善するフレームワークである。
その後、背景をリアルな合成皮膚に置き換え、病変をそのまま維持する。
HAM10000と暗色のISIC画像では、CAMEOは背景駆動誤差を約4倍に削減しながら精度を維持した。
また、背景が変わったときにモデルの注意をより一貫したものにした。
複数のテストの結果、バックグラウンド情報への依存を減らすことで堅牢性が向上し、Fitzpatrickベースのバックグラウンドは現実的で解釈可能なアプローチを提供する。
以上の結果から,XAI誘導による拡張により,鏡視下分類器の信頼性が向上し,精度が向上する可能性が示唆された。
彼らはまた、それは重要な特定のトーンパレットではなくメカニズムであり、XAIの持続的な貢献は、堅牢性そのものではなく、安定性にスクリーニングされた、アノテーションのない病変の局所化にあることも明らかにした。
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