Transfer learning has remarkably improved computer vision. These advances also promise improvements in neuroimaging, where training set sizes are often small. However, various difficulties arise in directly applying models pretrained on natural images to radiologic images, such as MRIs. In particular, a mismatch in the input space (2D images vs. 3D MRIs) restricts the direct transfer of models, often forcing us to consider only a few MRI slices as input. To this end, we leverage the 2D-Slice-CNN architecture of Gupta et al. (2021), which embeds all the MRI slices with 2D encoders (neural networks that take 2D image input) and combines them via permutation-invariant layers. With the insight that the pretrained model can serve as the 2D encoder, we initialize the 2D encoder with ImageNet pretrained weights that outperform those initialized and trained from scratch on two neuroimaging tasks -- brain age prediction on the UK Biobank dataset and Alzheimer's disease detection on the ADNI dataset. Further, we improve the modeling capabilities of 2D-Slice models by incorporating spatial information through position embeddings, which can improve the performance in some cases.


翻译:迁移学习显著提升了计算机视觉性能。这些进展也有望改善神经影像学领域的研究,该领域中的训练集规模通常较小。然而,将自然图像预训练模型直接应用于放射影像(如MRI)时存在诸多困难。其中,输入空间不匹配(二维图像 vs. 三维MRI)限制了模型的直接迁移,通常迫使研究者仅能输入少量MRI切片作为模型输入。为此,我们借鉴了Gupta等人(2021)提出的二维切片CNN架构(2D-Slice-CNN),该架构通过二维编码器(即接收二维图像输入的神经网络)嵌入所有MRI切片,并通过置换不变层进行特征融合。基于预训练模型可作为二维编码器的洞察,我们使用ImageNet预训练权重初始化二维编码器。在两项神经影像学任务——基于UK Biobank数据集的脑龄预测和基于ADNI数据集的阿尔茨海默病检测中,该初始化方案的表现均优于随机初始化及从零训练的模型。此外,我们通过位置嵌入引入空间信息,进一步增强了二维切片模型的建模能力,在某些场景下可提升模型性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
NeurlPS 2022 | 自然语言处理相关论文分类整理
专知会员服务
51+阅读 · 2022年10月2日
专知会员服务
61+阅读 · 2020年3月19日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
BERT/Transformer/迁移学习NLP资源大列表
专知
19+阅读 · 2019年6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
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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年12月17日
国家自然科学基金
1+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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
19+阅读 · 2020年12月23日
Learning Implicit Fields for Generative Shape Modeling
Arxiv
11+阅读 · 2018年12月6日
VIP会员
最新内容
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
12+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
9+阅读 · 6月4日
《人工智能的挑战:算法战的想象与现实》
专知会员服务
11+阅读 · 6月4日
首场人工智能战争:Maven如何重塑武装冲突
专知会员服务
7+阅读 · 6月4日
《通往人工通用智能之路上的均衡策略》
专知会员服务
7+阅读 · 6月3日
《Palantir的科技生态系统》
专知会员服务
21+阅读 · 6月2日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
BERT/Transformer/迁移学习NLP资源大列表
专知
19+阅读 · 2019年6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
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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年12月17日
相关基金
国家自然科学基金
1+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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员