Unpaired Multi-Modal Learning (UMML) which leverages unpaired multi-modal data to boost model performance on each individual modality has attracted a lot of research interests in medical image analysis. However, existing UMML methods require multi-modal datasets to be fully labeled, which incurs tremendous annotation cost. In this paper, we investigate the use of partially labeled data for label-efficient unpaired multi-modal learning, which can reduce the annotation cost by up to one half. We term the new learning paradigm as Partially Supervised Unpaired Multi-Modal Learning (PSUMML) and propose a novel Decomposed partial class adaptation with snapshot Ensembled Self-Training (DEST) framework for it. Specifically, our framework consists of a compact segmentation network with modality specific normalization layers for learning with partially labeled unpaired multi-modal data. The key challenge in PSUMML lies in the complex partial class distribution discrepancy due to partial class annotation, which hinders effective knowledge transfer across modalities. We theoretically analyze this phenomenon with a decomposition theorem and propose a decomposed partial class adaptation technique to precisely align the partially labeled classes across modalities to reduce the distribution discrepancy. We further propose a snapshot ensembled self-training technique to leverage the valuable snapshot models during training to assign pseudo-labels to partially labeled pixels for self-training to boost model performance. We perform extensive experiments under different scenarios of PSUMML for two medical image segmentation tasks, namely cardiac substructure segmentation and abdominal multi-organ segmentation. Our framework outperforms existing methods significantly.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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 · 2014年12月31日
Attentive Graph Neural Networks for Few-Shot Learning
Arxiv
40+阅读 · 2020年7月14日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员