| 한글제목(Korean Title) |
패치 특징 코어세트 기반의 흉부 X-Ray 영상에서의 병변 유무 감지 |
| 영문제목(English Title) |
Leision Detection in Chest X-ray Images based on Coreset of Patch Feature |
| 저자(Author) |
김현빈
전준철
Hyun-bin Kim
Jun-Chul Chun
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| 원문수록처(Citation) |
VOL 23 NO. 03 PP. 0035 ~ 0045 (2022. 06) |
한글내용
(Korean Abstract) |
현대에도 일부 소외된 지역에서는 의료 인력의 부족으로 인해 위•중증 환자에 대한 치료가 지연되는 경우가 많다. 의료 데이터에 대한 분석을 자동화하여 의료 서비스의 접근성 문제 및 의료 인력 부족을 해소하고자 하는 연구가 계속되고 있다. 컴퓨터 비전 기반의 진료 자동화는 훈련 목적에 대한 데이터 수집 및 라벨링 작업에서 많은 비용이 요구된다. 이러한 점은 희귀질환이나 시각적으로 뚜렷하게 정의하기 어려운 병리적 특징 및 기전을 구분하는 작업에서 두드러진다. 이상 탐지는 비지도 학습 전략을 채택함으로써 데이터 수집 비용을 크게 절감할 수 있는 방법으로 주목된다. 본 논문에서는 기존의 이상 탐지 기법들을 기반으로, 흉부 X-RAY 영상에 대해 이상 탐지를 수행하는 방법을 다음과 같이 제안한다. (1) 최적 해상도로 샘플링된 의료 영상의 색상 범위를 정규화한다. (2) 무병변 영상으로부터 패치 단위로 구분된 중간 수준 특징 집합을 추출하여 그 중 높은 표현력을 가진 일부 특징 벡터들을 선정한다. (3) 최근접 이웃 탐색 알고리즘을 기반으로 미리 선정된 무병변(정상) 특징 벡터들과의 차이를 측정한다. 본 논문에서는 PA 방식으로 촬영된 흉부 X-RAY 영상들에 대한 제안 시스템의 이상 탐지 성능을 세부 조건에 따라 상세히 측정하여 제시한다. PadChest 데이터세트로부터 추출한 서브세트에 대해 0.705 분류 AUROC를 보임으로써 의료 영상에 대한 이상 탐지 적용의 효과를 입증하였다. 제안 시스템은 의료 기관의 임상 진단 워크플로우를 개선하는 데에 유용하게 사용될 수 있으며, 의료 서비스 접근성이 낮은 지역에서의 조기 진단을 효율적으로 지원할 수 있다. |
영문내용
(English Abstract) |
Even in recent years, treatment of first-aid patients is still often delayed due to a shortage of medical resources in marginalized areas. Research on automating the analysis of medical data to solve the problems of inaccessibility for medical services and shortage of medical personnel is ongoing. Computer vision-based medical inspection automation requires a lot of cost in data collection and labeling for training purposes. These problems stand out in the works of classifying lesion that are rare, or pathological features and pathogenesis that are difficult to clearly define visually. Anomaly detection is attracting as a method that can significantly reduce the cost of data collection by adopting an unsupervised learning strategy. In this paper, we propose methods for detecting abnormal images on chest X-RAY images as follows based on existing anomaly detection techniques. (1) Normalize the brightness range of medical images resampled as optimal resolution. (2) Some feature vectors with high representative power are selected in set of patch features extracted as intermediate-level from lesion-free images. (3) Measure the difference from the feature vectors of lesion-free data selected based on the nearest neighbor search algorithm. The proposed system can simultaneously perform anomaly classification and localization for each image. In this paper, the anomaly detection performance of the proposed system for chest X-RAY images of PA projection is measured and presented by detailed conditions. We demonstrate effect of anomaly detection for medical images by showing 0.705 classification AUROC for random subset extracted from the PadChest dataset. The proposed system can be usefully used to improve the clinical diagnosis workflow of medical institutions, and can effectively support early diagnosis in medically poor area. |
| 키워드(Keyword) |
이상탐지
X-Ray 영상
능동학습
비지도학습
딥러닝
anomaly detection
X-Ray image
active learning
unsupervision
deep learning
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