While a key component to the success of deep learning is the availability of massive amounts of training data, medical image datasets are often limited in diversity and size. Transfer learning has the potential to bridge the gap between related yet different domains. For medical applications, however, it remains unclear whether it is more beneficial to pre-train on natural or medical images. We aim to shed light on this problem by comparing initialization on ImageNet and RadImageNet on seven medical classification tasks. We investigate their learned representations with Canonical Correlation Analysis (CCA) and compare the predictions of the different models. We find that overall the models pre-trained on ImageNet outperform those trained on RadImageNet. Our results show that, contrary to intuition, ImageNet and RadImageNet converge to distinct intermediate representations, and that these representations are even more dissimilar after fine-tuning. Despite these distinct representations, the predictions of the models remain similar. Our findings challenge the notion that transfer learning is effective due to the reuse of general features in the early layers of a convolutional neural network and show that weight similarity before and after fine-tuning is negatively related to performance gains.


翻译:尽管深度学习成功的关键因素之一是大量训练数据的可用性,医学影像数据集在多样性和规模上常常受到限制。迁移学习有潜力弥合相关但不同领域之间的差距。然而,对于医学应用而言,尚不清楚在自然图像还是医学图像上进行预训练更为有利。我们旨在通过比较在ImageNet和RadImageNet上初始化的七个医学分类任务来阐明这一问题。我们利用典型相关分析(CCA)研究它们习得的表征,并比较不同模型的预测结果。我们发现,总体而言,在ImageNet上预训练的模型优于在RadImageNet上训练的模型。我们的结果表明,与直觉相反,ImageNet和RadImageNet收敛到不同的中间表征,且这些表征在微调后甚至更加不相似。尽管这些表征存在差异,但模型的预测结果仍然相似。我们的发现挑战了迁移学习因重用卷积神经网络早期层的通用特征而有效的观点,并显示微调前后的权重相似性与性能提升呈负相关。

0
下载
关闭预览

相关内容

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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015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
2+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
Arxiv
15+阅读 · 2022年1月24日
Arxiv
10+阅读 · 2021年3月30日
Learning in the Frequency Domain
Arxiv
11+阅读 · 2020年3月12日
W-net: Bridged U-net for 2D Medical Image Segmentation
Arxiv
20+阅读 · 2018年7月12日
Arxiv
15+阅读 · 2018年4月3日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
专知会员服务
3+阅读 · 今天7:28
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
7+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
相关VIP内容
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
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
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13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
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015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
2+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