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Reinforcement learning-basierte Patchpriorisierung zur beschleunigten Segmentierung von hochauflösenden Endoskopievideodaten

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Bildverarbeitung für die Medizin 2022

Part of the book series: Informatik aktuell ((INFORMAT))

  • 1507 Accesses

Zusammenfassung

Bei endoskopischen Computer-Vision-Anwendungen sind Echtzeitverarbeitung der Videodaten sowie geringe Latenzen für einen praktischen klinischen Einsatz maßgeblich. Gleichzeitig führt die kontinuierliche Hardwareweiterentwicklung zu einer stetigen Verbesserung der Bildauflösung. Eingangsbilddaten hoher Auflösung erfordern i. d. R. eine patchweise Verarbeitung, wobei durch Patch-Priorisierungsstrategien die Verarbeitung der Daten beschleunigt und Latenzen reduziert werden können. Mit der Bildsegmentierung als Beispielaufgabe wird im vorliegenden Beitrag untersucht, wie das Patch-Sampling zur Inferenzzeit als Reinforcement Learning (RL)-Problem formuliert warden kann. Anhand von synthetischen und realen Daten wird gezeigt, dass durch das entwickelte RL-basierte Patch-Priorisierungsmodell (PPM) eine beschleunigte Segmentierung relevanter Bildregionen realisiert werden kann.

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Literatur

  1. Schmitz R, Werner R, Repici A, Bisschops R, Meining A, Zornow M et al. Artificial intelligence in GI endoscopy: stumbling blocks, gold standards and the role of endoscopy societies. Gut. 2021:gutjnl–2020–323115.

    Google Scholar 

  2. Repici A, Badalamenti M, Maselli R, Correale L, Radaelli F, Rondonotti E et al. Efficacy of real-time computer-aided detection of colorectal neoplasia in a randomized trial. en. Gastroenterology. 2020;159(2):512–520.e7.

    Google Scholar 

  3. Zimmermann-Fraedrich K, Groth S, Sehner S, Schubert S, Aschenbeck J, Mayr M et al. Effects of two instrument-generation changes on adenoma detection rate during screening colonoscopy: results from a prospective randomized comparative study. en. Endoscopy. 2018;50(09):878–85.

    Google Scholar 

  4. Mendel R, Ebigbo A, Probst A, Messmann H, Palm C. Barrett’s esophagus analysis using convolutional neural networks. Proc BVM. 2017:80–5.

    Google Scholar 

  5. Groof AJ de, Struyvenberg MR, Putten J van der, Sommen F van der, Fockens KN, Curvers WL et al. Deep-learning system detects neoplasia in patients with barrett’s esophagus with higher accuracy than endoscopists in a multistep training and validation study with benchmarking. en. Gastroenterology. 2020;158(4):915–929.e4.

    Google Scholar 

  6. Madesta F, Schmitz R, Rösch T, Werner R. Widening the focus: biomedical image segmentation challenges and the underestimated role of patch sampling and inference strategies. MICCAI. 2020;12264:289–98.

    Google Scholar 

  7. Jha D, Smedsrud PH, Riegler MA, Halvorsen P, Lange T de, Johansen D et al. Kvasir-seg: a segmented polyp dataset. International Conference on Multimedia Modeling. Springer. 2020:451–62.

    Google Scholar 

  8. Mnih V, Badia AP, Mirza M, Graves A, Lillicrap T, Harley T et al. Asynchronous methods for deep reinforcement learning. Proc Int Conf Mach Learn. 2016;48:1928–37.

    Google Scholar 

  9. Mnih V, Kavukcuoglu K, Silver D, Rusu AA, Veness J, Bellemare MG et al. Human-level control through deep reinforcement learning. Nature. 2015;518(7540):529–33.

    Google Scholar 

  10. Schulman J, Wolski F, Dhariwal P, Radford A, Klimov O. Proximal policy optimization algorithms. 2017.

    Google Scholar 

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Schüttler, S., Madesta, F., Rösch, T., Werner, R., Schmitz, R. (2022). Reinforcement learning-basierte Patchpriorisierung zur beschleunigten Segmentierung von hochauflösenden Endoskopievideodaten. In: Maier-Hein, K., Deserno, T.M., Handels, H., Maier, A., Palm, C., Tolxdorff, T. (eds) Bildverarbeitung für die Medizin 2022. Informatik aktuell. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-36932-3_69

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