In this paper, we propose a novel mutual consistency network (MC-Net+) to effectively exploit the unlabeled data for semi-supervised medical image segmentation. The MC-Net+ model is motivated by the observation that deep models trained with limited annotations are prone to output highly uncertain and easily mis-classified predictions in ambiguous regions (e.g., adhesive edges or thin branches) for medical image segmentation. Leveraging these region-level challenging samples can make the semi-supervised segmentation model training more effective. Therefore, our proposed MC-Net+ model consists of two new designs. First, the model contains one shared encoder and multiple slightly different decoders (i.e., using different up-sampling strategies). The statistical discrepancy of multiple decoders' outputs is computed to denote the model's uncertainty, which indicates the unlabeled hard regions. Second, we apply a novel mutual consistency constraint between one decoder's probability output and other decoders' soft pseudo labels. In this way, we minimize the discrepancy of multiple outputs (i.e., the model uncertainty) during training and force the model to generate invariant results in such challenging regions, aiming at capturing more useful features. We compared the segmentation results of our MC-Net+ with five state-of-the-art semi-supervised approaches on three public medical datasets. Extension experiments with two common semi-supervised settings demonstrate the superior performance of our model over other existing methods, which sets a new state of the art for semi-supervised medical image segmentation.


翻译:在本文中,我们提出一个新的相互一致性网络(MC-Net+ ), 以有效地利用未贴标签的数据进行半监督的医疗图像分割。 MC- Net+ 模型的动机是观察到经过有限注释训练的深模型容易在模糊区域(如粘合边缘或薄枝)为医学图像分割而产出高度不确定和容易错误分类的预测。 利用这些区域级具有挑战性的样本可以使半监督的分解模型培训更加有效。 因此, 我们提议的MC- Net+ 模型由两种新设计组成。 首先, 模型包含一个共享的半监督的网络编码器和多个略有不同的解码器( 即使用不同的上层抽样战略 ) 。 多解码器输出的统计差异可以表示模型的不确定性, 这表明未贴标签的硬区域。 其次, 我们对这些具有挑战性的解码模型的概率输出和其他半透明化的虚拟标签进行新的相互制约。 这样, 我们尽可能缩小了多种产出的差异( i. i. roverial- develil- laveal) 的多重输出( ) 与我们共同的医学和两个模型的高级数据结构在五级的模型的模型中 对比结果中, 的模型的模型的对比, 的模型的模型的模型的模型的模型的模型的特性特性特性特性特性和结果的对比, 的对比, 和结构的模型的模型的模型的模型的模型的模型的模型的模型的模型的模型的模型的模型的模型的模型的模型的特性的特性的特性的特性的特性的特性的特性的特性的特性的特性的特性的特性的比。

0
下载
关闭预览

相关内容

图像分割就是把图像分成若干个特定的、具有独特性质的区域并提出感兴趣目标的技术和过程。它是由图像处理到图像分析的关键步骤。 所谓图像分割指的是根据灰度、颜色、纹理和形状等特征把图像划分成若干互不交迭的区域,并使这些特征在同一区域内呈现出相似性,而在不同区域间呈现出明显的差异性。

知识荟萃

精品入门和进阶教程、论文和代码整理等

更多

查看相关VIP内容、论文、资讯等
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18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
【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 Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30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 Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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 · 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
1+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 · 2011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 Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30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 Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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 · 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
1+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 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员