Sparse Convolutional Neural Networks for Medical Image Analysis
Notice bibliographique
Résumé
Traditional convolutional neural network (CNN) methods rely on dense tensors, which makes them suboptimal for spatially sparse data. In this paper, we propose a CNN model based on sparse tensors for efficient processing of large and sparse medical images. In contrast to a dense CNN that takes the entire voxel grid as input, a sparse CNN processes only on the non-empty voxels, thus reducing the memory and computation overhead caused by the sparse input data. We evaluate our method on two clinically relevant skull reconstruction tasks: (1) given a defective skull, reconstruct the complete skull (i.e., skull shape completion), and (2) given a coarse skull, reconstruct a high-resolution skull with fine geometric details (shape super-resolution). Our method outperforms the state of the art in the skull reconstruction task quantitatively and qualitatively, while requiring substantially less memory for training and inference. We observed that, on the 3D skull data, the overall memory consumption of the sparse CNN grows approximately linearly during inference with respect to the image resolutions. During training, the memory usage remains clearly below increases in image resolution - an x8 increase in voxel number leads to less than x8 increase in memory requirements. Our study demonstrates the effectiveness of using a sparse CNN for skull reconstruction tasks, and our findings can be applied to other spatially sparse problems. We proof this by additional experimental results on other sparse medical datasets, like the aorta and the heart. Project page at https://github.com/Jianningli/SparseCNN
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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 | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 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) | 0,005 | 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 ».