Due to the lack of efficient mpox diagnostic technology, mpox cases continue to increase. Recently, the great potential of deep learning models in detecting mpox and non-mpox has been proven. However, existing models learn image representations via image classification, which results in they may be easily susceptible to interference from real-world noise, require diverse non-mpox images, and fail to detect abnormal input. These drawbacks make classification models inapplicable in real-world settings. To address these challenges, we propose "Mask, Inpainting, and Measure" (MIM). In MIM's pipeline, a generative adversarial network only learns mpox image representations by inpainting the masked mpox images. Then, MIM determines whether the input belongs to mpox by measuring the similarity between the inpainted image and the original image. The underlying intuition is that since MIM solely models mpox images, it struggles to accurately inpaint non-mpox images in real-world settings. Without utilizing any non-mpox images, MIM cleverly detects mpox and non-mpox and can handle abnormal inputs. We used the recognized mpox dataset (MSLD) and images of eighteen non-mpox skin diseases to verify the effectiveness and robustness of MIM. Experimental results show that the average AUROC of MIM achieves 0.8237. In addition, we demonstrated the drawbacks of classification models and buttressed the potential of MIM through clinical validation. Finally, we developed an online smartphone app to provide free testing to the public in affected areas. This work first employs generative models to improve mpox detection and provides new insights into binary decision-making tasks in medical images.


翻译:针对猴痘诊断技术匮乏的现状,猴痘病例持续攀升。近期深度学习模型在猴痘与非猴痘检测领域展现出巨大潜力。然而,现有模型通过图像分类学习图像表征,导致其易受真实环境噪声干扰、需要多样化非猴痘图像且无法检测异常输入。这些缺陷使得分类模型难以应用于实际场景。为应对上述挑战,我们提出"掩膜-修复-度量"(MIM)框架。在MIM流程中,生成对抗网络仅通过修复掩膜后的猴痘图像来学习猴痘图像表征,随后通过度量修复图像与原图的相似性判定输入是否属于猴痘类别。其核心逻辑在于:由于MIM仅对猴痘图像建模,因此在真实场景中难以准确修复非猴痘图像。无需使用任何非猴痘图像,MIM即可智能区分猴痘与非猴痘病例,并能处理异常输入。我们采用公认的猴痘数据集(MSLD)及十八种非猴痘皮肤病变图像验证了MIM的有效性与鲁棒性。实验结果显示,MIM的平均AUROC值达到0.8237。此外,通过临床验证我们证实了分类模型的局限性及其对MIM潜力的支撑作用。最终,我们开发了在线智能手机应用程序,为疫区公众提供免费检测服务。本研究首次运用生成模型提升猴痘检测效能,并为医学图像二元决策任务提供了新思路。

0
下载
关闭预览

相关内容

图像修复(英语:Inpainting)指重建的图像和视频中丢失或损坏的部分的过程。例如在博物馆中,这项工作常由经验丰富的博物馆管理员或者艺术品修复师来进行。数码世界中,图像修复又称图像插值或视频插值,指利用复杂的算法来替换已丢失、损坏的图像数据,主要替换一些小区域和瑕疵。
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
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
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
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
1+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
VIP会员
最新内容
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
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
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
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
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
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
1+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员