Manual medical image segmentation is subjective and suffers from annotator-related bias, which can be mimicked or amplified by deep learning methods. Recently, researchers have suggested that such bias is the combination of the annotator preference and stochastic error, which are modeled by convolution blocks located after decoder and pixel-wise independent Gaussian distribution, respectively. It is unlikely that convolution blocks can effectively model the varying degrees of preference at the full resolution level. Additionally, the independent pixel-wise Gaussian distribution disregards pixel correlations, leading to a discontinuous boundary. This paper proposes a Transformer-based Annotation Bias-aware (TAB) medical image segmentation model, which tackles the annotator-related bias via modeling annotator preference and stochastic errors. TAB employs the Transformer with learnable queries to extract the different preference-focused features. This enables TAB to produce segmentation with various preferences simultaneously using a single segmentation head. Moreover, TAB takes the multivariant normal distribution assumption that models pixel correlations, and learns the annotation distribution to disentangle the stochastic error. We evaluated our TAB on an OD/OC segmentation benchmark annotated by six annotators. Our results suggest that TAB outperforms existing medical image segmentation models which take into account the annotator-related bias.


翻译:手工医学图像分割具有主观性,且存在标注者相关偏差,该偏差可能被深度学习方法模仿或放大。近年研究表明,此类偏差是标注者偏好与随机误差的结合,两者分别通过解码器后的卷积模块和逐像素独立高斯分布建模。然而,卷积模块难以在全分辨率层面有效建模不同程度的偏好。此外,逐像素独立高斯分布忽略了像素相关性,导致分割边界不连续。本文提出基于Transformer的标注偏差感知(TAB)医学图像分割模型,通过建模标注者偏好与随机误差来解决标注相关偏差问题。TAB采用配备可学习查询的Transformer提取不同偏好聚焦特征,使其能够通过单个分割头同步生成包含多种偏好的分割结果。同时,TAB采用多变量正态分布假设以建模像素相关性,并通过学习标注分布来解耦随机误差。我们基于六位标注者标注的OD/OC分割基准数据集进行评估,结果表明TAB优于现有考虑标注者偏差的医学图像分割模型。

0
下载
关闭预览

相关内容

图像分割就是把图像分成若干个特定的、具有独特性质的区域并提出感兴趣目标的技术和过程。它是由图像处理到图像分析的关键步骤。 所谓图像分割指的是根据灰度、颜色、纹理和形状等特征把图像划分成若干互不交迭的区域,并使这些特征在同一区域内呈现出相似性,而在不同区域间呈现出明显的差异性。

知识荟萃

精品入门和进阶教程、论文和代码整理等

更多

查看相关VIP内容、论文、资讯等
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
开源书:PyTorch深度学习起步
专知会员服务
51+阅读 · 2019年10月11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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Phase-aware Speech Enhancement with Deep Complex U-Net
VIP会员
最新内容
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
0+阅读 · 5分钟前
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21日
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
10+阅读 · 6月17日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员