Medical images usually suffer from image degradation in clinical practice, leading to decreased performance of deep learning-based models. To resolve this problem, most previous works have focused on filtering out degradation-causing low-quality images while ignoring their potential value for models. Through effectively learning and leveraging the knowledge of degradations, models can better resist their adverse effects and avoid misdiagnosis. In this paper, we raise the problem of image quality-aware diagnosis, which aims to take advantage of low-quality images and image quality labels to achieve a more accurate and robust diagnosis. However, the diversity of degradations and superficially unrelated targets between image quality assessment and disease diagnosis makes it still quite challenging to effectively leverage quality labels to assist diagnosis. Thus, to tackle these issues, we propose a novel meta-knowledge co-embedding network, consisting of two subnets: Task Net and Meta Learner. Task Net constructs an explicit quality information utilization mechanism to enhance diagnosis via knowledge co-embedding features, while Meta Learner ensures the effectiveness and constrains the semantics of these features via meta-learning and joint-encoding masking. Superior performance on five datasets with four widely-used medical imaging modalities demonstrates the effectiveness and generalizability of our method.


翻译:医学图像在临床实践中通常存在图像退化问题,导致基于深度学习的模型表现降低。为解决这一问题,以往大多数工作都是过滤掉造成退化的低质量图像,而忽视了它们对于模型的潜在价值。通过有效地学习和利用退化知识,模型能够更好地抵御其负面影响,避免误诊。本文提出了图像质量感知诊断问题,旨在利用低质量图像和图像质量标签来实现更精确、更健壮的诊断。然而,图像质量评估与疾病诊断之间的退化多样性和表面上无关的目标使得有效利用质量标签来辅助诊断仍然具有挑战性。因此,为解决这些问题,我们提出了一种新颖的元知识互嵌入网络,由两个子网络组成:任务网络和元学习器。任务网络构建了一种显式的质量信息利用机制,通过知识互嵌入特征来增强诊断能力,而元学习器通过元学习和联合编码屏蔽机制保证了这些特征的有效性和语义约束。在五个数据集上进行的实验表明,我们的方法具有优越的性能和通用性,适用于四种广泛使用的医学成像模态。

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