Skeleton Recall Loss for Connectivity Conserving and Resource Efficient Segmentation of Thin Tubular Structures

骨架(计算机编程) 分割 召回 计算机科学 资源(消歧) 人工智能 业务 心理学 认知心理学 计算机网络 程序设计语言
作者
Yannick Kirchhoff,Maximilian R. Rokuss,Saikat Roy,Bálint Kovàcs,Constantin Ulrich,Tassilo Wald,Maximilian Zenk,Philipp Kickingereder,Jens Kleesiek,Fabian Isensee,Klaus H. Maier‐Hein
出处
期刊:Cornell University - arXiv 被引量:1
标识
DOI:10.48550/arxiv.2404.03010
摘要

Accurately segmenting thin tubular structures, such as vessels, nerves, roads or concrete cracks, is a crucial task in computer vision. Standard deep learning-based segmentation loss functions, such as Dice or Cross-Entropy, focus on volumetric overlap, often at the expense of preserving structural connectivity or topology. This can lead to segmentation errors that adversely affect downstream tasks, including flow calculation, navigation, and structural inspection. Although current topology-focused losses mark an improvement, they introduce significant computational and memory overheads. This is particularly relevant for 3D data, rendering these losses infeasible for larger volumes as well as increasingly important multi-class segmentation problems. To mitigate this, we propose a novel Skeleton Recall Loss, which effectively addresses these challenges by circumventing intensive GPU-based calculations with inexpensive CPU operations. It demonstrates overall superior performance to current state-of-the-art approaches on five public datasets for topology-preserving segmentation, while substantially reducing computational overheads by more than 90%. In doing so, we introduce the first multi-class capable loss function for thin structure segmentation, excelling in both efficiency and efficacy for topology-preservation.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
夏至完成签到 ,获得积分10
5秒前
7秒前
miracloon完成签到,获得积分10
9秒前
小梓完成签到 ,获得积分10
12秒前
耕牛热完成签到,获得积分10
13秒前
哥哥完成签到 ,获得积分10
22秒前
24秒前
黑猫老师完成签到 ,获得积分10
25秒前
宋宋syi完成签到 ,获得积分10
27秒前
用行舍藏完成签到,获得积分10
27秒前
lulufighting完成签到,获得积分10
29秒前
DKX完成签到 ,获得积分10
30秒前
阿阳完成签到 ,获得积分10
31秒前
LNE完成签到,获得积分10
33秒前
阿苏完成签到 ,获得积分10
37秒前
XuNan完成签到,获得积分10
41秒前
44秒前
LHL完成签到,获得积分10
50秒前
liujunhong完成签到,获得积分10
51秒前
小石榴的爸爸完成签到 ,获得积分10
52秒前
小石榴爸爸完成签到 ,获得积分10
57秒前
中恐完成签到,获得积分0
58秒前
外星人完成签到,获得积分10
1分钟前
派大星爱学习完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
xcuwlj完成签到 ,获得积分10
1分钟前
yeeja完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
瑾sir应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
连钧应助xdx采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
沙脑完成签到 ,获得积分10
1分钟前
feng发布了新的文献求助10
1分钟前
sudeep完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
你好你好完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6512368
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8305820
关于积分的说明 17742298
捐赠科研通 5614006
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2923772
邀请新用户注册赠送积分活动 1901035
关于科研通互助平台的介绍 1762725