Weakly supervised hierarchical models exhibit a persistent asymmetry: coarse lesion-type features are preserved under reconstruction while fine-grained malignancy cues degrade---a pattern with direct consequences for the clinical reliability of breast cancer screening pipelines. We introduce gradient-based orthogonal latent decomposition for hierarchical Variational Autoencoders~(H-VAEs) to mechanistically explain this asymmetry. The latent space is partitioned into a task-aligned component~($z_1$), shaped by coarse supervisory gradients, and an orthogonal residual~($z_{\text{res}}$) capturing remaining representational capacity. On~3,550 mammographic Regions of Interest~(ROIs) from CBIS-DDSM, only~$\sim$4.4\% of latent magnitude aligns with supervisory gradients, leaving~$\sim$95.6\% in the orthogonal residual upon which fine-grained pathology prediction primarily depends. The model achieves Stage-1~AUC~0.866 and Stage 2~AUC~0.552, with a reconstruction stability gap of $Δ_{\text{diag}}=5\%$ ($p=0.005$) and a classification gap of $Δ_{\text{AUC}}=0.314$ ($p{<}0.001$). Latent ablation confirms that features for both tasks reside heavily in~$z_{\text{res}}$, structurally explaining why reconstruction degrades pathology stability disproportionately. Comparisons with Multi-Instance Learning~(MIL) and Multi-Task Learning~(MTL) confirm generalization across architectures and modalities. These findings reveal that in high-dimensional spaces, a single coarse supervisory signal isolates only a sparse 1D latent direction, forcing critical fine-grained features into the vulnerable residual subspace.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

NeurIPS 2025|从层次化掩码的视角统一并增强 Graph Transformer
【ICML2024】揭示Graph Transformers 中的过全局化问题
专知会员服务
21+阅读 · 2024年5月27日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
概率图模型体系:HMM、MEMM、CRF
机器学习研究会
30+阅读 · 2018年2月10日
论文报告 | Graph-based Neural Multi-Document Summarization
科技创新与创业
15+阅读 · 2017年12月15日
国家自然科学基金
0+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
1+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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31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
VIP会员
最新内容
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
8+阅读 · 9月3日
何为协作武器?
专知会员服务
10+阅读 · 9月1日
《理解认知战:超越信息》
专知会员服务
14+阅读 · 9月1日
美国战争部在GenAI.mil上推出OpenAI的ChatGPT Mil
专知会员服务
10+阅读 · 8月31日
人工智能赋能军事维护:重新定义国防战备
专知会员服务
5+阅读 · 8月31日
相关VIP内容
NeurIPS 2025|从层次化掩码的视角统一并增强 Graph Transformer
【ICML2024】揭示Graph Transformers 中的过全局化问题
专知会员服务
21+阅读 · 2024年5月27日
相关资讯
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
概率图模型体系:HMM、MEMM、CRF
机器学习研究会
30+阅读 · 2018年2月10日
论文报告 | Graph-based Neural Multi-Document Summarization
科技创新与创业
15+阅读 · 2017年12月15日
相关基金
国家自然科学基金
0+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
1+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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员