少即是多：基于时间戳监督的手术阶段识别
计算机视觉与模式识别
2022-12-02 v2
摘要
手术阶段识别是计算机辅助手术系统中的一项基础任务。大多数现有工作依赖于昂贵且耗时的全标注监督，要求外科医生反复观看视频以确定手术阶段的精确起止时间。本文引入时间戳监督用于手术阶段识别，以时间戳标注训练模型，其中仅要求外科医生在阶段的时间边界内标识单个时间戳。与全标注相比，该标注可显著减少人工标注成本。为充分利用此类时间戳监督，我们提出一种称为不确定性感知时间扩散 (UATD) 的新方法，以生成可信的伪标签用于训练。我们提出的 UATD 受手术视频特性启发，即阶段是由连续帧组成的长事件。具体而言，UATD 以迭代方式将单个标注时间戳扩散至其对应的高置信（即低不确定性）邻帧。我们的研究揭示了时间戳监督下手术阶段识别的独特见解：1) 与全标注相比，时间戳标注可减少 74% 的标注时间，且外科医生倾向于标注那些靠近阶段中间的时间戳；2) 大量实验表明，我们的方法可与全监督方法取得有竞争力的结果，同时降低人工标注成本；3) 在手术阶段识别中少即是多，即更少但具判别力的伪标签优于包含模糊帧的完整标注；4) 所提 UATD 可用作即插即用方法以清理阶段间边界附近的模糊标签，并提升当前手术阶段识别方法的性能。
引用
@article{arxiv.2202.08199,
title = {Less is More: Surgical Phase Recognition from Timestamp Supervision},
author = {Xinpeng Ding and Xinjian Yan and Zixun Wang and Wei Zhao and Jian Zhuang and Xiaowei Xu and Xiaomeng Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.08199},
year = {2022}
}