Deep neural networks exhibit limited generalizability across images with different entangled domain features and categorical features. Learning generalizable features that can form universal categorical decision boundaries across domains is an interesting and difficult challenge. This problem occurs frequently in medical imaging applications when attempts are made to deploy and improve deep learning models across different image acquisition devices, across acquisition parameters or if some classes are unavailable in new training databases. To address this problem, we propose Mutual Information-based Disentangled Neural Networks (MIDNet), which extract generalizable categorical features to transfer knowledge to unseen categories in a target domain. The proposed MIDNet adopts a semi-supervised learning paradigm to alleviate the dependency on labeled data. This is important for real-world applications where data annotation is time-consuming, costly and requires training and expertise. We extensively evaluate the proposed method on fetal ultrasound datasets for two different image classification tasks where domain features are respectively defined by shadow artifacts and image acquisition devices. Experimental results show that the proposed method outperforms the state-of-the-art on the classification of unseen categories in a target domain with sparsely labeled training data.


翻译:深神经网络在具有不同缠绕的域特征和绝对特征的图像中具有有限的通用性。学习能够形成跨域通用绝对决定界限的通用特征是一个有趣而困难的挑战。当试图在不同图像获取装置、不同获取参数或新培训数据库中缺少某些类的深度学习模型时,医疗成像应用中经常出现这一问题。为了解决这个问题,我们提议以相互信息为基础的分解神经网络(MIDNet),它提取出在目标域中将知识转移给不可见类别的可通用的绝对特征。提议的MIDNet采用了一种半监督的学习模式,以减轻对标签数据的依赖。这对于数据注释耗时、费用昂贵、需要培训和专门知识的现实应用十分重要。我们广泛评价了两种不同图像分类任务的胎儿超声波数据集的拟议方法,即域特征分别由影子文物和图像获取装置界定。实验结果显示,拟议的方法超出了目标域中以隐蔽标记培训数据对视视类别分类的状态。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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