Visualizing histopathologic deep learning classification and anomaly detection using nonlinear feature space dimensionality reduction
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: There is growing interest in utilizing artificial intelligence, and particularly deep learning, for computer vision in histopathology. While accumulating studies highlight expert-level performance of convolutional neural networks (CNNs) on focused classification tasks, most studies rely on probability distribution scores with empirically defined cutoff values based on post-hoc analysis. More generalizable tools that allow humans to visualize histology-based deep learning inferences and decision making are scarce. RESULTS: Here, we leverage t-distributed Stochastic Neighbor Embedding (t-SNE) to reduce dimensionality and depict how CNNs organize histomorphologic information. Unique to our workflow, we develop a quantitative and transparent approach to visualizing classification decisions prior to softmax compression. By discretizing the relationships between classes on the t-SNE plot, we show we can super-impose randomly sampled regions of test images and use their distribution to render statistically-driven classifications. Therefore, in addition to providing intuitive outputs for human review, this visual approach can carry out automated and objective multi-class classifications similar to more traditional and less-transparent categorical probability distribution scores. Importantly, this novel classification approach is driven by a priori statistically defined cutoffs. It therefore serves as a generalizable classification and anomaly detection tool less reliant on post-hoc tuning. CONCLUSION: Routine incorporation of this convenient approach for quantitative visualization and error reduction in histopathology aims to accelerate early adoption of CNNs into generalized real-world applications where unanticipated and previously untrained classes are often encountered.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,007 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».