Hand-specific localization has garnered significant interest within the computer vision community. Although there are numerous datasets with hand annotations from various angles and settings, domain transfer techniques frequently struggle in surgical environments. This is mainly due to the limited availability of gloved hand instances and the unique challenges of operating rooms (ORs). Thus, hand-detection models tailored to OR settings require extensive training and expensive annotation processes. To overcome these challenges, we present "RoHan" - a novel approach for robust hand detection in the OR, leveraging advanced semi-supervised domain adaptation techniques to tackle the challenges of varying recording conditions, diverse glove colors, and occlusions common in surgical settings. Our methodology encompasses two main stages: (1) data augmentation strategy that utilizes "Artificial Gloves," a method for augmenting publicly available hand datasets with synthetic images of hands-wearing gloves; (2) semi-supervised domain adaptation pipeline that improves detection performance in real-world OR settings through iterative prediction refinement and efficient frame filtering. We evaluate our method using two datasets: simulated enterotomy repair and saphenous vein graft harvesting. "RoHan" substantially reduces the need for extensive labeling and model training, paving the way for the practical implementation of hand detection technologies in medical settings.


翻译:手部特异性定位在计算机视觉领域引起了广泛关注。尽管存在大量包含多角度、多场景手部标注的数据集,但领域迁移技术在手术环境中常常表现不佳。这主要归因于戴手套手部实例的有限可用性以及手术室特有的挑战。因此,针对手术室环境定制的手部检测模型需要大量的训练和昂贵的标注过程。为克服这些挑战,我们提出了“RoHan”——一种用于手术室鲁棒手部检测的新方法,该方法利用先进的半监督领域自适应技术来应对手术环境中常见的记录条件多变、手套颜色多样以及遮挡等挑战。我们的方法包含两个主要阶段:(1) 采用“人工手套”的数据增强策略,该方法通过合成戴手套手部图像来增强公开手部数据集;(2) 半监督领域自适应流程,通过迭代预测优化和高效帧过滤提升真实手术室环境中的检测性能。我们使用两个数据集评估了我们的方法:模拟肠切开修复术和大隐静脉移植采集术。“RoHan”显著减少了对大量标注和模型训练的需求,为手部检测技术在医疗环境中的实际应用铺平了道路。

0
下载
关闭预览

相关内容

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
【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
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
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29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
13+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+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
Arxiv
18+阅读 · 2023年9月2日
Transformers in Medical Image Analysis: A Review
Arxiv
40+阅读 · 2022年2月24日
Arxiv
34+阅读 · 2022年2月15日
Arxiv
15+阅读 · 2022年1月24日
Arxiv
33+阅读 · 2021年12月31日
Arxiv
58+阅读 · 2021年11月15日
Arxiv
17+阅读 · 2021年7月18日
Arxiv
16+阅读 · 2019年4月4日
VIP会员
相关资讯
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
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29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
相关论文
Arxiv
18+阅读 · 2023年9月2日
Transformers in Medical Image Analysis: A Review
Arxiv
40+阅读 · 2022年2月24日
Arxiv
34+阅读 · 2022年2月15日
Arxiv
15+阅读 · 2022年1月24日
Arxiv
33+阅读 · 2021年12月31日
Arxiv
58+阅读 · 2021年11月15日
Arxiv
17+阅读 · 2021年7月18日
Arxiv
16+阅读 · 2019年4月4日
相关基金
国家自然科学基金
13+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员