用于医学图像分割的质量引导半监督学习

Hugging Face Daily Papers 论文

摘要

本文提出了一种用于医学图像分割的质量引导半监督学习框架,该框架训练一个专用预测器,从图像-掩膜对中估计分割质量,从而提高伪标签的可靠性,并在多个数据集和架构上取得了最先进的结果。

训练准确的医学图像分割模型需要大量密集标注的数据,而这代价高昂且耗时。半监督学习通过同时利用大量未标注数据和少量标注数据进行学习,缓解了这一问题。然而,大多数现代半监督学习方法依赖未标注数据的伪标签,并且通常通过模型置信度或不确定性来评估其可靠性,这些度量是自我参照的,缺乏对分割质量的明确依据。相反,我们提出了一种质量引导的半监督学习框架,该框架训练一个专用网络,从图像-掩膜对中估计分割质量。该预测器通过合成扰动生成的变质量掩膜以及部分训练的分割模型产生的不完美输出进行训练,从而捕捉训练过程中遇到的实际错误模式。我们通过两种互补机制将质量预测器集成到半监督学习中:质量感知正则化损失和基于质量的伪标签样本重加权方案。我们表明,我们的方法可作为现有半监督学习框架的即插即用增强。在五个数据集和多种架构上的广泛实验表明,我们的方法相较于同类半监督方法具有持续改进,推动了半监督医学图像分割的最新进展。
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论文页面 - 质量引导的半监督医学图像分割

来源:https://huggingface.co/papers/2606.01753

摘要

一种用于医学图像分割的质量引导半监督学习框架,通过专用质量预测器提升伪标签可靠性及分割性能。

训练准确的医学图像分割模型需要大量密集标注的数据,而这获取成本高昂且耗时。半监督学习(SSL)通过同时利用丰富的无标签数据和有限的标注数据来缓解这一问题。然而,大多数现代SSL方法依赖无标签数据的伪标签,并通常通过模型置信度或不确定性来评估其可靠性,这些指标是自我参照的,缺乏对分割质量的显式基础。相反,我们提出了一种质量引导的SSL框架,训练一个专用网络从图像-掩模对中估计分割质量。该预测器通过合成损坏增强的变质量掩模以及部分训练分割模型的不完美输出进行训练,从而捕捉训练过程中遇到的真实错误模式。我们将质量预测器通过两种互补机制集成到SSL中:质量感知正则化损失和基于质量的伪标签样本重加权方案。我们表明,我们的方法可作为现有SSL框架的即插即用增强。在五个数据集和多种架构上的大量实验表明,该方法相较于竞争性SSL方法取得了持续改进,推动了半监督医学图像分割的最新水平。

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