CAMEL: A Weakly Supervised Learning Framework for Histopathology Image Segmentation

论文:https://arxiv.org/abs/1908.10555

参考网页。今天是20190801,暂时没能搜到该篇文章。但根据参考网页进行了学习,然后将自己的理解整理成了博客。

简介

在本研究中,我们提出了弱监督学习框架CAMEL,整套框架仅使用图像级别的标注即可完成像素级识别模型的搭建。CAMEL包括两个步骤:监督信息增强(label enrichment)和有监督模型训练(segmentation)。CAMEL将图像等距切分为更小的图像块(instance),在监督信息增强过程中通过组合多实例学习(cMIL)方法为每一个小块进行标注,进而将弱监督学习转化为有监督学习的问题。在CAMELYON16和肠腺瘤数据集上的实验表明,CAMEL能够接近完全监督像素级识别模型的效果。

CAMEL: A Weakly Supervised Learning Framework for Histopathology Image Segmentation_第1张图片

label enrichment使用了一个多实例学习的方式,来实现对上图中Instance-Level Data小块进行分类,从而获得掩膜mask,将该mask作为Segmentation的标记,也就能进一步训练分割模型,测试的时候直接使用Image-Level Data送入到分割模型中就能得到分割结果。

详细介绍label enrichment

CAMEL: A Weakly Supervised Learning Framework for Histopathology Image Segmentation_第2张图片

从上图中可以看出,我们已经拥有了Image-Level Data和Image-Level Labels, 这个标签是针对一个宽高为M的图像,当该图像为阳性1时,该图像当中一般会有部分区域为阴性;而当该图像为阴性0时,该图像内部一般不会有阳性区域。

首先将每个Image-Level Data中标签为1的分割成如图16个小块,然后把这16个小块的标签都归为1,将标签为0的分割成如图16个小块,然后把这16个小块的标签都归为0。这样就构成了N个大小为m*m的块,然后使用网络迭代训练一轮。然后选取Image-Level Data中一幅图像标签为1,将其分割成16个小块,然后使用训练好的模型进行一轮测试,将概率最高那个小块挑选出来放到新的阳性集合中,选取Image-Level Data中一幅图像标签为0,将其分割成16个小块,然后使用训练好的模型进行一轮测试,将概率最低那个小块挑选出来放到新的阴性性集合中(这里与图中不一样,他用了max-max和max-min方式)。如此循环,构成新的训练集,再次进行训练测试,一直到满足条件为止。

详细介绍segmentation

由于label enrichment训练好了分类模型,然后对Image-Level Data分割得到的小块进行测试,得到每个小块的分类结果。将小块分割结果结合起来,这样就得到Image-Level Data中每张图片的粗略分割标记。

CAMEL: A Weakly Supervised Learning Framework for Histopathology Image Segmentation_第3张图片

然后将这个粗略分割标记作为Image-Level Data中图像的分割标记,训练一个分割网络。

在测试阶段,直接将Image-Level Data图像送入分割网络中,就能得到分割结果。

总结

其实label enrichment就是为了让Image-Level Data获取一个粗略标签,这样就能训练一个分割网络。

问题

但是我还是不明白这个方法的具体使用场景,希望各位大佬解惑。

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