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
橘子皮发布了新的文献求助30
1秒前
binshier完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
123123123完成签到,获得积分10
1秒前
Lily完成签到,获得积分10
2秒前
我是小汪应助小胡同学采纳,获得10
2秒前
1111应助快点毕业采纳,获得10
3秒前
zoey发布了新的文献求助30
3秒前
亦安发布了新的文献求助10
3秒前
皮皮完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
隐形曼青应助无忧采纳,获得10
5秒前
王硕完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
搜集达人应助药学生采纳,获得10
6秒前
7秒前
molihuakai应助Anxia采纳,获得10
7秒前
皮皮发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
Carkeke完成签到,获得积分10
8秒前
顾矜应助熊猫海采纳,获得10
8秒前
Morii发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
wys完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
刘海龙发布了新的文献求助10
11秒前
Hioa完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
yoonkk发布了新的文献求助10
12秒前
正直博涛发布了新的文献求助10
13秒前
fuzhou完成签到,获得积分10
13秒前
不喝蒙牛完成签到 ,获得积分10
14秒前
lizishu应助远山采纳,获得10
14秒前
14秒前
15秒前
sunshine完成签到,获得积分10
15秒前
折耳根料理大师完成签到,获得积分10
16秒前
TheVivid完成签到,获得积分10
16秒前
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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
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 6525252
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8318414
关于积分的说明 17801948
捐赠科研通 5626840
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2929054
邀请新用户注册赠送积分活动 1905724
关于科研通互助平台的介绍 1765593