Anomaly detection in medical imaging is to distinguish the relevant biomarkers of diseases from those of normal tissues. Deep supervised learning methods have shown potentials in various detection tasks, but its performances would be limited in medical imaging fields where collecting annotated anomaly data is limited and labor-intensive. Therefore, unsupervised anomaly detection can be an effective tool for clinical practices, which uses only unlabeled normal images as training data. In this paper, we developed an unsupervised learning framework for pixel-wise anomaly detection in multi-contrast magnetic resonance imaging (MRI). The framework has two steps of feature generation and density estimation with Gaussian mixture model (GMM). A feature is derived through the learning of contrast-to-contrast translation that effectively captures the normal tissue characteristics in multi-contrast MRI. The feature is collaboratively used with another feature that is the low-dimensional representation of multi-contrast images. In density estimation using GMM, a simple but efficient way is introduced to handle the singularity problem which interrupts the joint learning process. The proposed method outperforms previous anomaly detection approaches. Quantitative and qualitative analyses demonstrate the effectiveness of the proposed method in anomaly detection for multi-contrast MRI.


翻译:在医学成像中,异常检测是一种有效的临床实践工具,它只使用未贴标签的正常正常图像作为培训数据。在本文中,我们开发了一个未经监督的学习框架,用于在多调调调磁磁共共共感成像(MRI)中检测像素的异常异常异常检测。该框架有两个步骤,用高斯混合混合物模型(GMM)进行特征生成和密度估计。通过学习对比到对调的翻译,有效地捕集多调聚雷达MRI的正常组织特征,从而有效地捕捉多调聚的MRI的正常组织特征。该特征与另一个特征是多调相图像的低维代表制。在使用MMMMM(MMMM)进行密度估计时,我们开发了一个不受监督的学习框架,用于多调调调频磁共振磁共振磁共振共振共振共振成像(MRI)中测出一个简单而高效的方法来处理中断联合学习过程的奇异性问题。一个特点被引入了一种简单但有效的方法,用以处理中断联合学习过程的奇点问题。一个特征问题。一个特点是拟议的方法,这是拟议的方法,用来超越了先前异常探测性检测方法,用来显示前的多异常检测、质检查方法,分析、质、质、质分析方法分析方法,用以分析、定性分析、定性分析、定性分析、定性分析、定性分析、定性方法。

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在数据挖掘中,异常检测(英语:anomaly detection)对不符合预期模式或数据集中其他项目的项目、事件或观测值的识别。通常异常项目会转变成银行欺诈、结构缺陷、医疗问题、文本错误等类型的问题。异常也被称为离群值、新奇、噪声、偏差和例外。 特别是在检测滥用与网络入侵时,有趣性对象往往不是罕见对象,但却是超出预料的突发活动。这种模式不遵循通常统计定义中把异常点看作是罕见对象,于是许多异常检测方法(特别是无监督的方法)将对此类数据失效,除非进行了合适的聚集。相反,聚类分析算法可能可以检测出这些模式形成的微聚类。 有三大类异常检测方法。[1] 在假设数据集中大多数实例都是正常的前提下,无监督异常检测方法能通过寻找与其他数据最不匹配的实例来检测出未标记测试数据的异常。监督式异常检测方法需要一个已经被标记“正常”与“异常”的数据集,并涉及到训练分类器(与许多其他的统计分类问题的关键区别是异常检测的内在不均衡性)。半监督式异常检测方法根据一个给定的正常训练数据集创建一个表示正常行为的模型,然后检测由学习模型生成的测试实例的可能性。
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