Uncertainty Quantification (UQ) is crucial for reliable image segmentation. Yet, while the field sees continual development of novel methods, a lack of agreed-upon benchmarks limits their systematic comparison and evaluation: Current UQ methods are typically tested either on overly simplistic toy datasets or on complex real-world datasets that do not allow to discern true uncertainty. To unify both controllability and complexity, we introduce Arctique, a procedurally generated dataset modeled after histopathological colon images. We chose histopathological images for two reasons: 1) their complexity in terms of intricate object structures and highly variable appearance, which yields challenging segmentation problems, and 2) their broad prevalence for medical diagnosis and respective relevance of high-quality UQ. To generate Arctique, we established a Blender-based framework for 3D scene creation with intrinsic noise manipulation. Arctique contains 50,000 rendered images with precise masks as well as noisy label simulations. We show that by independently controlling the uncertainty in both images and labels, we can effectively study the performance of several commonly used UQ methods. Hence, Arctique serves as a critical resource for benchmarking and advancing UQ techniques and other methodologies in complex, multi-object environments, bridging the gap between realism and controllability. All code is publicly available, allowing re-creation and controlled manipulations of our shipped images as well as creation and rendering of new scenes.


翻译:不确定性量化(UQ)对于可靠的图像分割至关重要。然而,尽管该领域不断涌现新的方法,但缺乏公认的基准限制了这些方法的系统比较与评估:当前的不确定性量化方法通常在过于简化的玩具数据集或复杂的真实世界数据集上进行测试,后者无法准确反映真实的不确定性。为了统一可控性与复杂性,我们引入了Arctique,这是一个基于组织病理学结肠图像建模的程序生成数据集。我们选择组织病理学图像的原因有二:1)其复杂的物体结构和高度可变的外观带来了具有挑战性的分割问题;2)其在医学诊断中的广泛应用以及对高质量不确定性量化的相关需求。为生成Arctique,我们建立了一个基于Blender的三维场景创建框架,具备内在的噪声操控能力。Arctique包含50,000张渲染图像,附带精确掩码及噪声标签模拟。我们证明,通过独立控制图像和标签中的不确定性,可以有效研究多种常用不确定性量化方法的性能。因此,Arctique作为在复杂多对象环境中基准测试和推进不确定性量化技术及其他方法的关键资源,弥合了真实性与可控性之间的鸿沟。所有代码均已公开,允许重新生成和受控操作我们提供的图像,以及创建和渲染新场景。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18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
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
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
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
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5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
2+阅读 · 2017年12月31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
0+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
0+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
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
10+阅读 · 2023年8月13日
Arxiv
16+阅读 · 2022年5月17日
A survey on deep hashing for image retrieval
Arxiv
15+阅读 · 2020年6月10日
VIP会员
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5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
2+阅读 · 2017年12月31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
0+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
0+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
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员