Toward data‐efficient learning: A benchmark for COVID‐19 CT lung and infection segmentation
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: Accurate segmentation of lung and infection in COVID-19 computed tomography (CT) scans plays an important role in the quantitative management of patients. Most of the existing studies are based on large and private annotated datasets that are impractical to obtain from a single institution, especially when radiologists are busy fighting the coronavirus disease. Furthermore, it is hard to compare current COVID-19 CT segmentation methods as they are developed on different datasets, trained in different settings, and evaluated with different metrics. METHODS: To promote the development of data-efficient deep learning methods, in this paper, we built three benchmarks for lung and infection segmentation based on 70 annotated COVID-19 cases, which contain current active research areas, for example, few-shot learning, domain generalization, and knowledge transfer. For a fair comparison among different segmentation methods, we also provide standard training, validation and testing splits, evaluation metrics and, the corresponding code. RESULTS: Based on the state-of-the-art network, we provide more than 40 pretrained baseline models, which not only serve as out-of-the-box segmentation tools but also save computational time for researchers who are interested in COVID-19 lung and infection segmentation. We achieve average dice similarity coefficient (DSC) scores of 97.3%, 97.7%, and 67.3% and average normalized surface dice (NSD) scores of 90.6%, 91.4%, and 70.0% for left lung, right lung, and infection, respectively. CONCLUSIONS: To the best of our knowledge, this work presents the first data-efficient learning benchmark for medical image segmentation, and the largest number of pretrained models up to now. All these resources are publicly available, and our work lays the foundation for promoting the development of deep learning methods for efficient COVID-19 CT segmentation with limited data.
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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 | 0,006 | 0,016 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,004 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,003 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,004 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,004 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,002 |
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 ».