Anomaly detection in chest X-rays is a critical task. Most methods mainly model the distribution of normal images, and then regard significant deviation from normal distribution as anomaly. Recently, CLIP-based methods, pre-trained on a large number of medical images, have shown impressive performance on zero/few-shot downstream tasks. In this paper, we aim to explore the potential of CLIP-based methods for anomaly detection in chest X-rays. Considering the discrepancy between the CLIP pre-training data and the task-specific data, we propose a position-guided prompt learning method. Specifically, inspired by the fact that experts diagnose chest X-rays by carefully examining distinct lung regions, we propose learnable position-guided text and image prompts to adapt the task data to the frozen pre-trained CLIP-based model. To enhance the model's discriminative capability, we propose a novel structure-preserving anomaly synthesis method within chest x-rays during the training process. Extensive experiments on three datasets demonstrate that our proposed method outperforms some state-of-the-art methods. The code of our implementation is available at https://github.com/sunzc-sunny/PPAD.


翻译:胸部X光异常检测是一项关键任务。大多数方法主要对正常图像的分布进行建模,然后将显著偏离正常分布的图像视为异常。最近,基于CLIP的方法在大规模医学图像上预训练后,在零样本/少样本下游任务中展现出优越性能。本文旨在探索基于CLIP的方法在胸部X光异常检测中的潜力。考虑到CLIP预训练数据与任务特定数据之间的差异,我们提出了一种位置引导的提示学习方法。具体而言,受专家通过仔细检查不同肺区域来诊断胸部X光的启发,我们提出了可学习的位置引导文本和图像提示,将任务数据适配到冻结的预训练CLIP模型中。为了增强模型区分能力,我们在训练过程中提出了一种新颖的、保留结构的胸部X光异常合成方法。在三个数据集上的广泛实验表明,我们的方法优于某些现有最优方法。我们的实现代码可在 https://github.com/sunzc-sunny/PPAD 获取。

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在数据挖掘中,异常检测(英语:anomaly detection)对不符合预期模式或数据集中其他项目的项目、事件或观测值的识别。通常异常项目会转变成银行欺诈、结构缺陷、医疗问题、文本错误等类型的问题。异常也被称为离群值、新奇、噪声、偏差和例外。 特别是在检测滥用与网络入侵时,有趣性对象往往不是罕见对象,但却是超出预料的突发活动。这种模式不遵循通常统计定义中把异常点看作是罕见对象,于是许多异常检测方法(特别是无监督的方法)将对此类数据失效,除非进行了合适的聚集。相反,聚类分析算法可能可以检测出这些模式形成的微聚类。 有三大类异常检测方法。[1] 在假设数据集中大多数实例都是正常的前提下,无监督异常检测方法能通过寻找与其他数据最不匹配的实例来检测出未标记测试数据的异常。监督式异常检测方法需要一个已经被标记“正常”与“异常”的数据集,并涉及到训练分类器(与许多其他的统计分类问题的关键区别是异常检测的内在不均衡性)。半监督式异常检测方法根据一个给定的正常训练数据集创建一个表示正常行为的模型,然后检测由学习模型生成的测试实例的可能性。
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