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DeDA:深度定向累加器

图像与视频处理 2023-11-28 v1 计算机视觉与模式识别 机器学习 信号处理

摘要

慢性活动性多发性硬化病灶(亦称为 rim+ 病灶)在定量磁化率图上可表现为病灶边缘的强信号环。这些 rim+ 病灶具有几何上简单的结构,其中病灶边缘的梯度呈径向分布,且相较于 rim-(非 rim+)病灶可观察到更大梯度的幅值。然而,近期研究表明,由于数据量有限及高度类别不平衡,此类病灶的识别性能仍不尽如人意。本文中,我们提出一种简单而有效的图像处理操作——深度定向累加器(DeDA),其为向神经网络中注入用于 rim+ 病灶识别的领域特定归纳偏置(先验)提供了新视角。给定特征图与一组采样网格,DeDA 创建并将累加空间量化为有限区间,据此累加特征值。该 DeDA 操作是广义离散 Radon 变换,也可视为前向-反向神经网络框架内网格采样的对称操作,其过程与顺序无关,并可通过原生 CUDA 编程高效实现。在包含 177 个 rim+ 与 3986 个 rim- 病灶的数据集上的实验结果表明,与其他最先进方法相比,部分(假阳性率<0.1)受试者工作特征曲线下面积(pROC AUC)提升 10.1%,精确率-召回率曲线下面积(PR AUC)提升 10.2%。源代码可在 https://github.com/tinymilky/DeDA 在线获取。

关键词

引用

@article{arxiv.2303.08434,
  title  = {DeDA: Deep Directed Accumulator},
  author = {Hang Zhang and Rongguang Wang and Renjiu Hu and Jinwei Zhang and Jiahao Li},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2303.08434},
  year   = {2023}
}

备注

18 pages, 3 Tables and 4 figures