Radiology AI systems increasingly inform clinical decisions such as triage, follow-up imaging, and treatment planning. For these decisions to be made safely, model outputs must be well calibrated, meaning predicted probabilities accurately reflect true risk. Many standard techniques for improving calibration, such as MC Dropout and Deep Ensembles, require access to model parameters or retraining. However, proprietary clinical AI systems operate as black boxes, preventing access to the model's internals. To that end, we propose a model-agnostic framework for improving calibration of black-box models using clinically grounded test-time augmentation (TTA). Our framework applies geometric and physics-inspired 3D CT perturbations and learns probability-level aggregation strategies without access to model internals or the original training data. Across pulmonary embolism and intracranial hemorrhage detection tasks, DualTTA achieved the strongest overall calibration among TTA methods, reducing the Expected Calibration Error by 54% (0.239 -> 0.109) and 43% (0.051 -> 0.029), respectively, while requiring only input-output access. Additionally, DualTTA outperformed uncertainty estimation techniques that require access to model internals, such as Temperature Scaling, MC Dropout, and Deep Ensembles, in most calibration metrics. These results demonstrate that learned TTA aggregation can improve the calibration of clinical AI systems, providing a practical approach for improving the reliability of black-box medical AI.


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人工智能杂志AI(Artificial Intelligence)是目前公认的发表该领域最新研究成果的主要国际论坛。该期刊欢迎有关AI广泛方面的论文,这些论文构成了整个领域的进步,也欢迎介绍人工智能应用的论文,但重点应该放在新的和新颖的人工智能方法如何提高应用领域的性能,而不是介绍传统人工智能方法的另一个应用。关于应用的论文应该描述一个原则性的解决方案,强调其新颖性,并对正在开发的人工智能技术进行深入的评估。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/ai/
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