Gan-based data augmentation to improve breast ultrasound and mammography mass classification
Notice bibliographique
Résumé
Data imbalance is a common problem in breast cancer diagnosis, to address this challenge, the research explores the use of Generative Adversarial Networks (GANs) to generate synthetic medical data. Various GAN methods, including Wasserstein GAN with Gradient Penalty (WGAN-GP), Cycle GAN, Conditional GAN, and Spectral Normalization GAN (SNGAN), were tested for data augmentation in breast regions of interest (ROIs) using mammography and ultrasound databases. The study employed real, synthetic, and hybrid ROIs (128x128 pixels) to train a Resnet network for classifying as benign (B) or malignant (M) classes. The quality and diversity of the synthetic data were assessed using several metrics: Fréchet Inception Distance (FID), Kernel Inception Distance (KID), Structural Similarity Index (SSIM), Multi-Scale SSIM (MS-SSIM), Blind Reference Image Spatial Quality Evaluator (BRISQUE), Naturalness Image Quality Evaluator (NIQE), and Perception-based Image Quality Evaluator (PIQE).Results revealed that the SNGAN model (FID = 52.89) was most effective for augmenting mammography data, while CGAN (FID = 116.03) excelled with ultrasound data. Cycle GAN and WGAN-GP, though demonstrating lower KID values, did not perform better than SNGAN and CGAN. The lower average MS-SSIM values suggested that SNGAN and CGAN produced a high diversity of synthetic images. However, lower SSIM, BRISQUE, NIQE, and PIQE values indicated poor quality in both real and synthetic images. Classification results showed high accuracy without data augmentation in both US (93.1 %B/94.9 %M) and mammography (80.9 %B/76.9 %M). The research concludes that preprocessing and characterizing ROIs by abnormality type is crucial to generate diverse synthetic data and improve accuracy in the classification process using combined GANs and CNN models.
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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».