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多标注者棱镜:从多标注者中学习自校准的医学图像分割

图像与视频处理 2022-12-02 v1 计算机视觉与模式识别

摘要

在医学图像分割中,常常需要收集多位专家的意见以做出最终决策。这一临床常规有助于减轻个体偏倚。但当数据被多重标注时,标准的深度学习模型往往不适用。本文提出一种新颖的神经网络框架,称为多标注者棱镜(Multi-Rater Prism, MrPrism),以从多个标签中学习医学图像分割。受迭代半二次优化的启发,所提出的 MrPrism 将以循环方式结合多标注者置信度分配任务与校准分割任务。在该循环过程中,MrPrism 能够考虑图像语义特性来学习观察者间变异性,并最终收敛到反映观察者间一致性的自校准分割结果。具体而言,我们提出收敛棱镜(Converging Prism, ConP)与发散棱镜(Diverging Prism, DivP)来迭代处理这两个任务。ConP 基于 DivP 估计的多标注者置信度图学习校准分割;DivP 基于 ConP 估计的分割掩码生成多标注者置信度图。实验结果表明,通过循环运行 ConP 与 DivP,两个任务可实现相互提升。MrPrism 最终收敛的分割结果在广泛的医学图像分割任务上优于当前最优(SOTA)策略。

关键词

引用

@article{arxiv.2212.00601,
  title  = {Multi-rater Prism: Learning self-calibrated medical image segmentation from multiple raters},
  author = {Junde Wu and Huihui Fang and Yehui Yang and Yuanpei Liu and Jing Gao and Lixin Duan and Weihua Yang and Yanwu Xu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2212.00601},
  year   = {2022}
}