Complementary Information Mutual Learning for Multimodality Medical Image Segmentation

计算机科学 模式 人工智能 分割 信息瓶颈法 相互信息 冗余(工程) 机器学习 多任务学习 推论 情态动词 图像分割 模式识别(心理学) 任务(项目管理) 社会科学 化学 管理 社会学 高分子化学 经济 操作系统
作者
Chuyun Shen,Wenhao Li,Haoqing Chen,Xiaoling Wang,Fengping Zhu,Yuxin Li,Xiangfeng Wang,Bo Jin
出处
期刊:Cornell University - arXiv
标识
DOI:10.48550/arxiv.2401.02717
摘要

Radiologists must utilize multiple modal images for tumor segmentation and diagnosis due to the limitations of medical imaging and the diversity of tumor signals. This leads to the development of multimodal learning in segmentation. However, the redundancy among modalities creates challenges for existing subtraction-based joint learning methods, such as misjudging the importance of modalities, ignoring specific modal information, and increasing cognitive load. These thorny issues ultimately decrease segmentation accuracy and increase the risk of overfitting. This paper presents the complementary information mutual learning (CIML) framework, which can mathematically model and address the negative impact of inter-modal redundant information. CIML adopts the idea of addition and removes inter-modal redundant information through inductive bias-driven task decomposition and message passing-based redundancy filtering. CIML first decomposes the multimodal segmentation task into multiple subtasks based on expert prior knowledge, minimizing the information dependence between modalities. Furthermore, CIML introduces a scheme in which each modality can extract information from other modalities additively through message passing. To achieve non-redundancy of extracted information, the redundant filtering is transformed into complementary information learning inspired by the variational information bottleneck. The complementary information learning procedure can be efficiently solved by variational inference and cross-modal spatial attention. Numerical results from the verification task and standard benchmarks indicate that CIML efficiently removes redundant information between modalities, outperforming SOTA methods regarding validation accuracy and segmentation effect.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
gxp发布了新的文献求助10
1秒前
JamesPei应助淡定的萝莉采纳,获得10
1秒前
xuening完成签到,获得积分10
3秒前
向晚关注了科研通微信公众号
3秒前
搜集达人应助大橙子采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
dyfsj发布了新的文献求助10
4秒前
Y1完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
酷波er应助依然小鬼采纳,获得10
6秒前
zuhangzhao完成签到,获得积分20
6秒前
牛牛发布了新的文献求助10
7秒前
陶醉的君浩完成签到,获得积分10
7秒前
ccm给ccm的求助进行了留言
8秒前
小蘑菇应助武科大采纳,获得10
9秒前
10秒前
懒癌晚期完成签到,获得积分10
11秒前
糟糕的铁身应助奇奇怪怪采纳,获得10
11秒前
zuhangzhao发布了新的文献求助20
12秒前
RenSiyu完成签到,获得积分20
12秒前
Z先生发布了新的文献求助10
12秒前
6小快发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
14秒前
15秒前
16秒前
asipilin完成签到,获得积分10
16秒前
敏玥发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
w-ice发布了新的文献求助10
17秒前
明理芾完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
Susan发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
清茶应助TZC采纳,获得30
20秒前
那种完成签到,获得积分10
20秒前
向晚发布了新的文献求助10
20秒前
高分求助中
Sustainable Land Management: Strategies to Cope with the Marginalisation of Agriculture 1000
Corrosion and Oxygen Control 600
Yaws' Handbook of Antoine coefficients for vapor pressure 500
Python Programming for Linguistics and Digital Humanities: Applications for Text-Focused Fields 500
行動データの計算論モデリング 強化学習モデルを例として 500
Johann Gottlieb Fichte: Die späten wissenschaftlichen Vorlesungen / IV,1: ›Transzendentale Logik I (1812)‹ 400
The role of families in providing long term care to the frail and chronically ill elderly living in the community 380
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2554684
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2179311
关于积分的说明 5618844
捐赠科研通 1900486
什么是DOI,文献DOI怎么找? 949116
版权声明 565556
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 504615