Recent deep learning-based methods for medical image registration achieve results that are competitive with conventional optimization algorithms at reduced run times. However, deep neural networks generally require plenty of labeled training data and are vulnerable to domain shifts between training and test data. While typical intensity shifts can be mitigated by keypoint-based registration, these methods still suffer from geometric domain shifts, for instance, due to different fields of view. As a remedy, in this work, we present a novel approach to geometric domain adaptation for image registration, adapting a model from a labeled source to an unlabeled target domain. We build on a keypoint-based registration model, combining graph convolutions for geometric feature learning with loopy belief optimization, and propose to reduce the domain shift through self-ensembling. To this end, we embed the model into the Mean Teacher paradigm. We extend the Mean Teacher to this context by 1) adapting the stochastic augmentation scheme and 2) combining learned feature extraction with differentiable optimization. This enables us to guide the learning process in the unlabeled target domain by enforcing consistent predictions of the learning student and the temporally averaged teacher model. We evaluate the method for exhale-to-inhale lung CT registration under two challenging adaptation scenarios (DIR-Lab 4D CT to COPD, COPD to Learn2Reg). Our method consistently improves on the baseline model by 50%/47% while even matching the accuracy of models trained on target data. Source code is available at https://github.com/multimodallearning/registration-da-mean-teacher.


翻译:最近深入学习的医学图像登记方法取得了与传统优化算法在减少运行时间时具有竞争力的成果。然而,深神经网络通常需要大量标签培训数据,容易在培训和测试数据之间发生域变。典型的强度变化可以通过基于关键点的登记来减缓,但这些方法仍然受到几何域变换的影响,例如由于不同的观察领域。作为补救,我们在这项工作中提出了一个对图像登记进行几何域调整的新办法,将一个由标签标明的来源到未标记的目标域的模型加以调整。我们以基于关键点的登记模式为基础,将地理测量特征学习的图表变异与循环信仰优化相结合,并提议通过自我聚合来减少域变换。为此,我们将模型纳入典型教师模式,1)调整Stochatstical 增强计划,2)将学得的特性提取与不同的变现模型相优化。这使我们能够通过对学习学生进行一致的预测,将地理定位特征特征特征特征特征学特征学特征学特征学模型与循环学特征学特征学模型相结合,同时在 CREDD模型下进行持续的校验 4-L 。我们评估前的校验的校正的校程-D 学习方法,然后在CREdu-D 4-D 校验方法的校会的校会的校订方法的校会的校会的校会的校正。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
123+阅读 · 2020年9月8日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11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
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+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
103+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
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 Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8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
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014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 · 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 · 2010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
Arxiv
13+阅读 · 2019年1月26日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
123+阅读 · 2020年9月8日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11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
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+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
103+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
相关资讯
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 Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8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
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014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 · 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 · 2010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