Image translation based on a generative adversarial network (GAN-IT) is a promising method for precise localization of abnormal regions in chest X-ray images (AL-CXR). However, heterogeneous unpaired datasets undermine existing methods to extract key features and distinguish normal from abnormal cases, resulting in inaccurate and unstable AL-CXR. To address this problem, we propose an improved two-stage GAN-IT involving registration and data augmentation. For the first stage, we introduce an invertible deep-learning-based registration technique that virtually and reasonably converts unpaired data into paired data for learning registration maps. This novel approach achieves high registration performance. For the second stage, we apply data augmentation to diversify anomaly locations by swapping the left and right lung regions on the uniform registered frames, further improving the performance by alleviating imbalance in data distribution showing left and right lung lesions. Our method is intended for application to existing GAN-IT models, allowing existing architecture to benefit from key features for translation. By showing that the AL-CXR performance is uniformly improved when applying the proposed method, we believe that GAN-IT for AL-CXR can be deployed in clinical environments, even if learning data are scarce.


翻译:基于基因对抗网络(GAN-IT)的图像翻译是精确确定胸前X光图像(AL-CXR)中异常区域位置的一个很有希望的方法。然而,多元的无孔不入的数据集破坏了目前提取关键特征和区分正常和异常情况的方法,导致AL-CXR不准确和不稳定的AL-CXR。为解决这一问题,我们建议改进两个阶段的GAN-IT,其中涉及登记和数据增强。在第一阶段,我们引入了一种不可忽视的深层次学习的登记技术,该技术可以将无孔不入的数据转换成对地数据,用于学习登记图。这种新颖的方法取得了很高的注册性能。在第二阶段,我们应用数据增强来使异常地点多样化,将左肺和右肺区域在统一登记框上互换,通过减轻显示左肺损伤和右肺损伤的数据分布不平衡,进一步改进性能。我们的方法旨在适用于现有的GAN-IT模型,使现有结构能够受益于关键翻译特征。我们通过显示在应用拟议方法时,AL-CX性功能得到一致的改进。我们认为,即使GAN-IT在临床环境中可以学习。

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