The success of Convolutional Neural Networks (CNNs) in 3D medical image segmentation relies on massive fully annotated 3D volumes for training that are time-consuming and labor-intensive to acquire. In this paper, we propose to annotate a segmentation target with only seven points in 3D medical images, and design a two-stage weakly supervised learning framework PA-Seg. In the first stage, we employ geodesic distance transform to expand the seed points to provide more supervision signal. To further deal with unannotated image regions during training, we propose two contextual regularization strategies, i.e., multi-view Conditional Random Field (mCRF) loss and Variance Minimization (VM) loss, where the first one encourages pixels with similar features to have consistent labels, and the second one minimizes the intensity variance for the segmented foreground and background, respectively. In the second stage, we use predictions obtained by the model pre-trained in the first stage as pseudo labels. To overcome noises in the pseudo labels, we introduce a Self and Cross Monitoring (SCM) strategy, which combines self-training with Cross Knowledge Distillation (CKD) between a primary model and an auxiliary model that learn from soft labels generated by each other. Experiments on public datasets for Vestibular Schwannoma (VS) segmentation and Brain Tumor Segmentation (BraTS) demonstrated that our model trained in the first stage outperforms existing state-of-the-art weakly supervised approaches by a large margin, and after using SCM for additional training, the model can achieve competitive performance compared with the fully supervised counterpart on the BraTS dataset.


翻译:在 3D 医学图像分割 3D 中, Convolutional NealNetwork (CNNs) 成功在 3D 医学图像分割中的成功依赖于大量全加注的 3D 数量的培训。 在本文中,我们建议对一个仅包含 3D 医学图像中七个点的分解目标进行注释,并设计一个两阶段监管薄弱的学习框架 PA-Seg。 在第一阶段,我们使用大地距离转换来扩大种子点以提供更多的监督信号。为了在培训中进一步处理未加注的图像区域,我们建议了两种背景规范化战略,即多视图随机场(MCF) 损失和差异最小化(VMM) 损失。 在本文中,我们建议对具有类似特性的像素进行批注分解目标, 并设计一个两阶段的PA-S-S-S-S-S-S-S-S-S

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
59+阅读 · 2020年3月19日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
161+阅读 · 2020年3月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
W-net: Bridged U-net for 2D Medical Image Segmentation
Arxiv
19+阅读 · 2018年7月12日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员