Automatic radiology report generation is challenging as medical images or reports are usually similar to each other due to the common content of anatomy. This makes a model hard to capture the uniqueness of individual images and is prone to producing undesired generic or mismatched reports. This situation calls for learning more discriminative features that could capture even fine-grained mismatches between images and reports. To achieve this, this paper proposes a novel framework to learn discriminative image and report features by distinguishing them from their closest peers, i.e., hard negatives. Especially, to attain more discriminative features, we gradually raise the difficulty of such a learning task by creating increasingly hard negative reports for each image in the feature space during training, respectively. By treating the increasingly hard negatives as auxiliary variables, we formulate this process as a min-max alternating optimisation problem. At each iteration, conditioned on a given set of hard negative reports, image and report features are learned as usual by minimising the loss functions related to report generation. After that, a new set of harder negative reports will be created by maximising a loss reflecting image-report alignment. By solving this optimisation, we attain a model that can generate more specific and accurate reports. It is noteworthy that our framework enhances discriminative feature learning without introducing extra network weights. Also, in contrast to the existing way of generating hard negatives, our framework extends beyond the granularity of the dataset by generating harder samples out of the training set. Experimental study on benchmark datasets verifies the efficacy of our framework and shows that it can serve as a plug-in to readily improve existing medical report generation models.


翻译:自动放射学报告生成具有挑战性,因为医学图像或报告通常因解剖结构的共性而彼此相似。这导致模型难以捕捉个体图像的独特性,容易产生不符合预期的通用或不匹配报告。针对这一现状,需要学习更具判别性的特征,以捕捉图像与报告之间甚至细粒度的不匹配。为此,本文提出一种新颖框架,通过区分图像/报告与其最相似样本(即难负样本)来学习判别性特征。具体而言,为获得更具判别性的特征,我们通过在训练过程中逐步为每张图像在特征空间中创建渐进的难负样本报告,逐步提升学习任务的难度。将渐进式难负样本视为辅助变量,我们将该过程建模为极小极大交替优化问题。在每次迭代中,基于给定的难负样本报告集,通过最小化与报告生成相关的损失函数来常规学习图像和报告特征。随后,通过最大化反映图像-报告对齐程度的损失来创建更难的负样本报告集。通过求解该优化问题,我们获得能生成更具特异性和准确性报告的模型。值得注意的是,本框架无需引入额外网络权重即可增强判别性特征学习。此外,与现有生成难负样本的方法相比,本框架通过生成训练集外的更困难样本,突破了数据集的粒度限制。在基准数据集上的实验研究验证了本框架的有效性,并表明其可作为即插即用模块直接改进现有医学报告生成模型。

0
下载
关闭预览

相关内容

100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
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
1+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
Arxiv
16+阅读 · 2023年6月6日
Arxiv
37+阅读 · 2021年8月2日
Arxiv
151+阅读 · 2017年8月1日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | SARDI:扩散语言模型的自增强检索
专知会员服务
4+阅读 · 6月6日
《国防领域安全采用大语言模型的战略蓝图》
专知会员服务
7+阅读 · 6月6日
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
人工智能重塑威慑:算法优势的兴起
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
17+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
14+阅读 · 6月4日
相关VIP内容
相关资讯
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
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
1+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员