2605.12753
2026-05-14
eess.IV
cs.CV
cs.LG
Optimization in Sparse 2D to Dense 3D Weakly Supervised Learning: Application to Multi-Label Segmentation of Large ex vivo MRI Data
Paul Hoareau, Kuan Yi Wang, Brandon Bujak, Roy Sun, Govind Nair, Irene Cortese, Charidimos Tsagkas, Daniel Reich, Julien Cohen-Adad
发表机构
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NeuroPoly Lab, Institute of Biomedical Engineering, Polytechnique Montreal(神经多极实验室,生物医学工程学院,蒙特利尔理工学院)
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École Centrale de Lyon(里昂中央理工学院)
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Mila - Quebec AI Institute(魁北克人工智能研究所)
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Functional Neuroimaging Unit, CRIUGM, University of Montreal(功能神经影像单元,CRIUGM,蒙特利尔大学)
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Translational Neuroradiology Section, National Institute of Neurological Disorders and Stroke, National Institutes of Health(转化神经放射学部门,国家神经疾病与中风研究所,国家卫生研究院)
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Translational Imaging in Neurology (ThINk) Basel, Department of Biomedical Engineering, Faculty of Medicine, University Hospital Basel and University of Basel(神经学转化成像(ThINk)巴塞尔,生物医学工程系,医学院,巴塞尔大学医院和巴塞尔大学)
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Neurologic Clinic and Policlinic, Departments of Medicine, University Hospital Basel, Switzerland(神经科诊所和多科诊所,医学院,巴塞尔大学医院,瑞士)
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Research Center for Clinical Neuroimmunology and Neuroscience Basel (RC2NB), University Hospital Basel and University of Basel, Switzerland(临床神经免疫学和神经科学巴塞尔研究中心(RC2NB),巴塞尔大学医院和巴塞尔大学,瑞士)
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National Institute of Neurological Disorders and Stroke, National Institutes of Health(国家神经疾病与中风研究所,国家卫生研究院)
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Centre de recherche du CHU Sainte-Justine, Université de Montréal, Montreal, QC, Canada(圣朱斯特医院研究中心,蒙特利尔大学,蒙特利尔,魁北克,加拿大)
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Quantitative MRI core facility, NINDS, NIH(定量MRI核心设施,NINDS,NIH)
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Experimental Immunotherapeutics Unit, Division of Neuroimmunology and Neurovirology, NINDS, NIH(实验免疫治疗单元,神经免疫学和神经病毒学部门,NINDS,NIH)
AI总结
该研究针对高分辨率体外MRI数据的多标签分割问题,探讨了在稀疏2D标注下如何优化生成密集3D分割的弱监督学习方法。研究提出了一种基于2D教师网络生成伪标签训练3D学生网络的框架,并系统分析了人类视觉增强、空间增强和软标签正则化对模型性能的影响。结果表明,2D和3D模型在优化策略上存在显著差异,需采用不同的正则化方法以获得最佳分割效果。