In this work we present a novel approach for unsupervised multi-graph matching, which applies to problems for which a Gaussian distribution of keypoint features can be assumed. We leverage cycle consistency as loss for self-supervised learning, and determine Gaussian parameters through Bayesian Optimization, yielding a highly efficient approach that scales to large datasets. Our fully unsupervised approach enables us to reach the accuracy of state-of-the-art supervised methodology for the biomedical use case of semantic cell annotation in 3D microscopy images of the worm C. elegans. To this end, our approach yields the first unsupervised atlas of C. elegans, i.e. a model of the joint distribution of all of its cell nuclei, without the need for any ground truth cell annotation. This advancement enables highly efficient semantic annotation of cells in large microscopy datasets, overcoming a current key bottleneck. Beyond C. elegans, our approach offers fully unsupervised construction of cell-level atlases for any model organism with a stereotyped body plan down to the level of unique semantic cell labels, and thus bears the potential to catalyze respective biomedical studies in a range of further species.


翻译:本文提出了一种新颖的无监督多图匹配方法,适用于关键点特征服从高斯分布的问题。我们利用循环一致性作为自监督学习的损失函数,并通过贝叶斯优化确定高斯参数,从而构建了一种可扩展至大规模数据集的高效方法。在秀丽隐杆线虫三维显微图像语义细胞标注的生物医学应用案例中,我们完全无监督的方法达到了当前最先进监督方法的精度水平。由此,我们的方法首次构建了秀丽隐杆线虫的无监督细胞图谱——即其所有细胞核联合分布的模型,且无需任何真实细胞标注数据。这一进展实现了对大规模显微数据集中细胞的高效语义标注,突破了当前的关键技术瓶颈。除秀丽隐杆线虫外,本方法能够为任何具有固定体式结构(直至独特语义细胞标签级别)的模式生物构建完全无监督的细胞级图谱,因此具备推动跨物种生物医学研究的潜力。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
32+阅读 · 2021年8月7日
注意力图神经网络的多标签文本分类
专知会员服务
112+阅读 · 2020年3月28日
重磅发布:基于 PyTorch 的深度文本匹配工具 MatchZoo-py
中国科学院网络数据重点实验室
16+阅读 · 2019年8月26日
深度学习应用在图像匹配的效果如何?
中国图象图形学报
10+阅读 · 2019年6月11日
标签间相关性在多标签分类问题中的应用
人工智能前沿讲习班
23+阅读 · 2019年6月5日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
14+阅读 · 2015年12月31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 · 2015年12月31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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31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
3+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
反制无人机:乌克兰提供的五点启示
专知会员服务
4+阅读 · 9月23日
《各指挥层级均亟需红队能力》报告
专知会员服务
6+阅读 · 9月23日
《航电任务系统框架(FAMOS)》50页报告
专知会员服务
4+阅读 · 9月22日
《对抗行动中的人工智能与自主性》智库报告
专知会员服务
7+阅读 · 9月22日
《从数据到胜利:战争中的分析优势之争》
专知会员服务
10+阅读 · 9月22日
战争不仅需要机器人:人类仍不可或缺
专知会员服务
5+阅读 · 9月21日
《描绘美国防部创新基础设施的未来蓝图》100页
专知会员服务
10+阅读 · 9月21日
相关VIP内容
专知会员服务
32+阅读 · 2021年8月7日
注意力图神经网络的多标签文本分类
专知会员服务
112+阅读 · 2020年3月28日
相关基金
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
14+阅读 · 2015年12月31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 · 2015年12月31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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31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
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员