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SAM 承载重任:一种用于医学分割的伪标签精炼半监督方法

计算机视觉与模式识别 2024-11-20 v1

摘要

语义分割是医学成像中的一项关键任务。尽管监督学习技术已被证明在执行此任务时行之有效,但它们严重依赖大量标注训练数据。最近引入的 Segment Anything Model (SAM) 实现了基于提示的分割,并对陌生物体具备零样本泛化能力。在我们的工作中,我们利用 SAM 抽象的物体理解能力进行医学图像分割,为半监督学习提供伪标签,从而缓解对大量标注训练数据的需求。我们的方法通过提取边界框和种子点作为提示转发给 SAM,来精炼从少量标注数据(最多包含 43 个病例)中导出的初始分割。因此,它能够生成密集的分割掩码作为未标记数据的伪标签。结果表明,使用我们的伪标签进行训练,在小儿腕骨和牙科X光片牙齿的分割任务中,Dice 分数分别从 74.29%74.29\,\% 提升至 84.17%84.17\,\%,以及从 66.63%66.63\,\% 提升至 74.87%74.87\,\%。因此,我们的方法优于基于强度的后处理方法、用于分割的 SOTA 监督学习 (nnU-Net) 以及半监督均值教师方法。我们的代码已在 GitHub 上开源。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.12602,
  title  = {SAM Carries the Burden: A Semi-Supervised Approach Refining Pseudo Labels for Medical Segmentation},
  author = {Ron Keuth and Lasse Hansen and Maren Balks and Ronja Jäger and Anne-Nele Schröder and Ludger Tüshaus and Mattias Heinrich},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.12602},
  year   = {2024}
}

备注

Presented at MICCAI Workshop on Advancing Data Solutions in Medical Imaging AI 2024; Code and data: https://github.com/multimodallearning/SamCarriesTheBurden