Background: Medical images are more difficult to acquire and annotate than natural images, which results in data augmentation technologies often being used in medical image segmentation tasks. Most data augmentation technologies used in medical segmentation were originally developed on natural images and do not take into account the characteristic that the overall layout of medical images is standard and fixed. Methods: Based on the characteristics of medical images, we developed the cutting-splicing data augmentation (CS-DA) method, a novel data augmentation technology for medical image segmentation. CS-DA augments the dataset by splicing different position components cut from different original medical images into a new image. The characteristics of the medical image result in the new image having the same layout as and similar appearance to the original image. Compared with classical data augmentation technologies, CS-DA is simpler and more robust. Moreover, CS-DA does not introduce any noise or fake information into the newly created image. Results: To explore the properties of CS-DA, many experiments are conducted on eight diverse datasets. On the training dataset with the small sample size, CS-DA can effectively increase the performance of the segmentation model. When CS-DA is used together with classical data augmentation technologies, the performance of the segmentation model can be further improved and is much better than that of CS-DA and classical data augmentation separately. We also explored the influence of the number of components, the position of the cutting line, and the splicing method on the CS-DA performance. Conclusions: The excellent performance of CS-DA in the experiment has confirmed the effectiveness of CS-DA, and provides a new data augmentation idea for the small sample segmentation task.


翻译:医学图象:医学图象比自然图象更难获取和注释,这导致数据增强技术常常用于医学图像分割任务。医学图象部分使用的大多数数据增强技术最初都是在自然图象上开发的,没有考虑到医学图象总体布局是标准且固定的特征。方法:根据医学图象的特征,我们开发了切开版面数据增强方法(CS-DA),这是医学图象部分的新型数据增强技术。CS-DA通过将不同原有的医学图象切除的不同位置部件拼接成新的图象来增加数据集。医学图象的特性使得新图象的布局与原始图相似,没有考虑到医学图象总体布局的标准和固定的特征。CS-DA没有将任何噪音或虚假信息引入新创建的图象。结果:为了探索CS-DA的特性,在8个不同的新数据集上进行了许多实验。关于小样本的训练数据集,CS-DA的精确性能与原始图像部分的精确性,CS-DA的精确度的精确性判变化数据部分在CS的精确度数据中可以提供。 当CSADARA数据的模型的性能的性能的改进时,S-C-C-C-C-S的性能的性能的精确性能的特性的特性可以提供。

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