Domain generalization method for medical images based on feature-level loss and learnable noise

Domain generalization method for medical images based on feature-level loss and learnable noise
Shi Yilun1
Yu Lei2
Xu Qiaozhi1
1. College of Computer Science & Technology, Inner Mongolia Normal University, Hottot Inner Mongolia 010022, China
2. Nephrology of People's Hospital of Inner Mongolia Autonomous Region, Hottot Inner Mongolia 010020, China

摘要

In medical image segmentation tasks, the domain shift problem affects the performance of trained segmentation models in the unseen domain, therefore, improving model generalization is crucial for the practical application of intelligent models for medical images. Representation learning is currently one of the dominant methods for solving domain generalization problems, mostly using image-level loss and consistency loss to supervise image generation. However, it is not sensitive enough to the deviation of small morphological features of medical images, which can lead to unclear edges of the generated images and affect the subsequent learning of the model. In order to improve the generalization of the model, this paper proposes a semi-supervised Feature-level Loss and Learnable Noise Domain Generalization (FLLN-DG) method for medical image segmentation. Firstly the introduction of feature level loss improves the problem of unclear boundaries of the generated images. Secondly the introduction of learnable noise components further increases the data diversity and improves the model generalization. Compared with the baseline model, FLLN-DG improves the performance in the unseen domain by 2% to 4%, which demonstrates the effectiveness of feature-level loss and learnable noise components. FLLN-DG also has the best generalization and segmentation results compared to typical generalization models such as nnUNet, SDNet+AUG, LDDG, SAML, and Meta.

基金项目

内蒙古自治区自然科学基金资助项目(2021MS06031,2022ZD05)
内蒙古师范大学基本科研业务费专项资金(2022JBYJ034)
内蒙古自治区"十四五"社会公益领域重点研发和成果转化计划项目(2022YFSH0010)
无穷维哈密顿系统及其算法应用教育部重点实验室开放课题资助项目(2023KFYB06)

出版信息

DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2023.08.0408
出版期卷: 《计算机应用研究》 Accepted Paper, 2024年第41卷 第6期

发布历史

[2023-11-16] Accepted Paper

引用本文

史轶伦, 于磊, 徐巧枝. 特征级损失和可学习噪声的医学图像域泛化方法 [J]. 计算机应用研究, 2024, 41 (6). (2024-04-10). https://doi.org/10.19734/j.issn.1001-3695.2023.08.0408. (Shi Yilun, Yu Lei, Xu Qiaozhi. Domain generalization method for medical images based on feature-level loss and learnable noise [J]. Application Research of Computers, 2024, 41 (6). (2024-04-10). https://doi.org/10.19734/j.issn.1001-3695.2023.08.0408. )

关于期刊

  • 计算机应用研究 月刊
  • Application Research of Computers
  • 刊号 ISSN 1001-3695
    CN  51-1196/TP

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