불확실성 인식 증거 융합 기반 반지도 학습을 통한 의료 영상 분할

Kernkonzepte

본 논문은 증거 이론 기반 심층 학습 프레임워크를 활용하여 혼합 및 원본 샘플의 교차 영역에서 증거 예측 결과를 융합함으로써 각 voxel의 신뢰도와 불확실성을 재할당하는 새로운 방법을 제안한다. 또한 정보 엔트로피와 융합된 불확실성 측정치를 결합하는 voxel 수준의 점진적 학습 전략을 설계하여 모델이 어려운 특징을 점진적으로 학습하도록 한다.

Zusammenfassung

본 논문은 의료 영상 분할을 위한 반지도 학습 방법을 제안한다. 기존 불확실성 기반 반지도 의료 분할 방법은 단일 불확실성 평가만을 고려하여 신뢰성 문제를 완전히 해결하지 못했다. 이에 저자들은 증거 이론 기반 심층 학습 프레임워크를 활용하여 혼합 및 원본 샘플의 교차 영역에서 증거 예측 결과를 융합함으로써 각 voxel의 신뢰도와 불확실성을 재할당하는 방법을 제안했다. 또한 정보 엔트로피와 융합된 불확실성 측정치를 결합하는 voxel 수준의 점진적 학습 전략을 설계하여 모델이 어려운 특징을 점진적으로 학습하도록 했다. 실험 결과, 제안 방법은 LA, Pancreas-CT, ACDC, TBAD 데이터셋에서 기존 최신 기법들을 능가하는 성능을 보였다.

Statistiken

제안 방법은 LA 데이터셋에서 5% 레이블 비율에서 Dice 90.50%, Jaccard 82.76%, 95HD 6.17, ASD 1.72를 달성했다.
제안 방법은 Pancreas-CT 데이터셋에서 5% 레이블 비율에서 Dice 82.93%, Jaccard 71.22%, 95HD 12.25, ASD 3.55를 달성했다.
제안 방법은 ACDC 데이터셋에서 5% 레이블 비율에서 Dice 89.29%, Jaccard 81.29%, 95HD 4.99, ASD 1.30을 달성했다.
제안 방법은 TBAD 데이터셋에서 5% 레이블 비율에서 Dice 79.46%, Jaccard 67.65%, 95HD 3.50, ASD 0.84를 달성했다.

Zitate

"기존 불확실성 기반 반지도 의료 분할 방법은 단일 불확실성 평가만을 고려하여 신뢰성 문제를 완전히 해결하지 못했다."
"본 논문은 증거 이론 기반 심층 학습 프레임워크를 활용하여 혼합 및 원본 샘플의 교차 영역에서 증거 예측 결과를 융합함으로써 각 voxel의 신뢰도와 불확실성을 재할당하는 방법을 제안했다."
"또한 정보 엔트로피와 융합된 불확실성 측정치를 결합하는 voxel 수준의 점진적 학습 전략을 설계하여 모델이 어려운 특징을 점진적으로 학습하도록 했다."

Wichtige Erkenntnisse aus

Uncertainty-aware Evidential Fusion-based Learning for Semi-supervised Medical Image Segmentation

by Yuanpeng He,... um arxiv.org 04-10-2024

https://arxiv.org/pdf/2404.06177.pdf

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