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UniChest:面向多源胸部 X 光片分类的先征服后划分预训练

计算机视觉与模式识别 2024-03-25 v2 机器学习

摘要

利用多模态信息来提升训练效率和效果的视觉语言预训练(VLP),在自然领域的视觉识别中取得了巨大成功,并在胸部 X 光片(CXRs)的医学影像诊断中展现出潜力。然而,当前的工作主要关注于单一 CXR 数据集的探索,这限制了这一强大范式在更大规模的多源 CXR 数据集混合体上的潜力。我们发现,尽管混合来自不同来源的样本具有提升模型泛化能力的优势,但由于来源间存在的异质性,要维持每个来源任务的一致优越性仍然具有挑战性。为了解决这一困境,我们设计了一个名为 UniChest 的征服与划分预训练框架,旨在充分利用多个 CXR 来源的协作优势,同时减少来源异质性的负面影响。具体来说,UniChest 中的“征服”阶段鼓励模型充分捕获多源通用模式,而“划分”阶段则帮助将个性化模式挤压到不同的小专家(查询网络)中。我们在多个基准数据集上进行了全面的实验,例如 ChestX-ray14、CheXpert、Vindr-CXR、Shenzhen、Open-I 和 SIIM-ACR Pneumothorax,验证了 UniChest 在一系列基线方法上的有效性,并在 https://github.com/Elfenreigen/UniChest 上发布了我们的代码和预训练模型。

关键词

引用

@article{arxiv.2312.11038,
  title  = {UniChest: Conquer-and-Divide Pre-training for Multi-Source Chest X-Ray Classification},
  author = {Tianjie Dai and Ruipeng Zhang and Feng Hong and Jiangchao Yao and Ya Zhang and Yanfeng Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2312.11038},
  year   = {2024}
}

备注

Accepted at IEEE Transactions on Medical Imaging