Synthetic data generated by generative models can enhance the performance and capabilities of data-hungry deep learning models in medical imaging. However, there is (1) limited availability of (synthetic) datasets and (2) generative models are complex to train, which hinders their adoption in research and clinical applications. To reduce this entry barrier, we propose medigan, a one-stop shop for pretrained generative models implemented as an open-source framework-agnostic Python library. medigan allows researchers and developers to create, increase, and domain-adapt their training data in just a few lines of code. Guided by design decisions based on gathered end-user requirements, we implement medigan based on modular components for generative model (i) execution, (ii) visualisation, (iii) search & ranking, and (iv) contribution. The library's scalability and design is demonstrated by its growing number of integrated and readily-usable pretrained generative models consisting of 21 models utilising 9 different Generative Adversarial Network architectures trained on 11 datasets from 4 domains, namely, mammography, endoscopy, x-ray, and MRI. Furthermore, 3 applications of medigan are analysed in this work, which include (a) enabling community-wide sharing of restricted data, (b) investigating generative model evaluation metrics, and (c) improving clinical downstream tasks. In (b), extending on common medical image synthesis assessment and reporting standards, we show Fr\'echet Inception Distance variability based on image normalisation and radiology-specific feature extraction.


翻译:生成模型生成的合成数据可以提升医学影像中数据密集型的深度学习模型的性能和能力。然而,目前存在(1)合成数据集的可用性有限,以及(2)生成模型训练复杂的问题,这阻碍了它们在研究和临床中的应用。为降低这一门槛,我们提出medigan,这是一个一站式预训练生成模型库,实现为开源且框架无关的Python库。medigan使研究人员和开发者仅需几行代码即可创建、扩充和领域适配其训练数据。基于收集的终端用户需求的设计决策,我们通过模块化组件实现了medigan的生成模型(i)执行、(ii)可视化、(iii)搜索与排序,以及(iv)贡献功能。该库的可扩展性和设计通过其集成且可立即使用的预训练生成模型数量的增长得到验证,其中包括21个模型,这些模型使用了9种不同的生成对抗网络架构,在来自4个领域(即乳腺摄影、内窥镜、X射线和MRI)的11个数据集上进行了训练。此外,本文分析了medigan的3种应用,包括(a)实现受限数据的社区共享、(b)研究生成模型评估指标,以及(c)改善临床下游任务。在(b)中,我们扩展了常见的医学图像合成评估和报告标准,展示了基于图像归一化和放射学特定特征提取的Fréchet初始距离变异。

1
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
【2023新书】使用Python进行统计和数据可视化,554页pdf
专知会员服务
130+阅读 · 2023年1月29日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年12月17日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Transformers in Medical Image Analysis: A Review
Arxiv
40+阅读 · 2022年2月24日
Arxiv
20+阅读 · 2020年6月8日
VIP会员
最新内容
ECCV 2026 | MIMFlow:MIM与归一化流统一图像生成
专知会员服务
5+阅读 · 6月25日
网状网络及其在军事领域的运用
专知会员服务
7+阅读 · 6月25日
无美国参与的欧洲战争方式(万字长文)
专知会员服务
8+阅读 · 6月25日
《国防领域敏感性分析白皮书》
专知会员服务
8+阅读 · 6月25日
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
10+阅读 · 6月24日
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
10+阅读 · 6月24日
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
7+阅读 · 6月24日
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
10+阅读 · 6月24日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年12月17日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员