Comprehensive semantic segmentation on renal pathological images is challenging due to the heterogeneous scales of the objects. For example, on a whole slide image (WSI), the cross-sectional areas of glomeruli can be 64 times larger than that of the peritubular capillaries, making it impractical to segment both objects on the same patch, at the same scale. To handle this scaling issue, prior studies have typically trained multiple segmentation networks in order to match the optimal pixel resolution of heterogeneous tissue types. This multi-network solution is resource-intensive and fails to model the spatial relationship between tissue types. In this paper, we propose the Omni-Seg+ network, a scale-aware dynamic neural network that achieves multi-object (six tissue types) and multi-scale (5X to 40X scale) pathological image segmentation via a single neural network. The contribution of this paper is three-fold: (1) a novel scale-aware controller is proposed to generalize the dynamic neural network from single-scale to multi-scale; (2) semi-supervised consistency regularization of pseudo-labels is introduced to model the inter-scale correlation of unannotated tissue types into a single end-to-end learning paradigm; and (3) superior scale-aware generalization is evidenced by directly applying a model trained on human kidney images to mouse kidney images, without retraining. By learning from ~150,000 human pathological image patches from six tissue types at three different resolutions, our approach achieved superior segmentation performance according to human visual assessment and evaluation of image-omics (i.e., spatial transcriptomics). The official implementation is available at https://github.com/ddrrnn123/Omni-Seg.


翻译:在肾脏病理图象上,由于物体的分布比例不同,综合的语义分解具有挑战性。例如,在整个幻灯片图像(WSII)中,球体的横截面区域可能比触地毛线大64倍,因此无法在同一范围内将两个对象分隔在同一片段上。为了处理这个缩放问题,先前的研究通常对多个分解网络进行了培训,以匹配异质组织类型的最佳像素解。这个多网络解决方案是资源密集型的,无法模拟组织类型之间的空间关系。在本文件中,我们提议Omni-Seg+网络,一个规模有觉觉觉觉的神经神经神经网络,通过单一神经网络将两个对象分隔在同一个部分上进行分解。 本文的贡献是三倍:(1) 一个新型的缩放感应控控制器,将动态神经网络从单一规模到多种规模;(2) 模拟Seurvey-Seg-Seg+网络,一个规模有度的直观性能网络网络网络网络网络网络,一个规模的高级神经-直线段网络网络网络网络网络网络网络化网络化网络化网络化网络化网络化网络化网络化网络化。在本文上,一个不设前三级的高级直径超超超前,在人类直级的轨图解的图像结构图型图像结构图解的模型/直位图型图像化中,在人类图像化中直接学习的模型化,在人类图型图型中,在人类图解的模型中,在普通化中,在普通图解的模型/直成,在人类图解的模型化的模型化的模型化中,在普通化的图型图型图型图型图式图式图式图解的图解的图解的图解的图解的图解的图解的图解的图解的图解的图解的模型上,在人类图解式图解式图型中,在人类结构化中,3级图解式图解的模型化中,在人类图解化中,在普通化中,在普通化中,在普通化中,在人类图式图式图式图式图式图解到演化的模型化中,在人类图式图型图型图式图式图式图式图式图式图式

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